零基础学隔震结构设计（上）

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一、隔震概念
通过在建筑物上部结构与基础之间或者在上部结构与下部结构之间设置隔震层，地震产生能量在向上部结构传递过程中，大部分被柔性隔震层吸收，仅有少部分传递到上部结构。
隔震技术跨越了以往“硬碰硬”的传统抗震理念，采取了一种“以柔克刚”的新型设计理念，通过在结构体系中设置的隔震层来“软化”整个结构体系，增加结构体系的自振周期、增大阻尼，从而降低地震作用向上部结构的传递。
结构自振周期增加，加速度反应减小，位移反应增大；结构阻尼增加，加速反应减小，位移反应减小。

隔震结构体系主要是由以下三部分组成：上部结构、隔震层、下部结构和基础，如下图所示：



隔震结构设计一般采用分部设计方法。即将整个隔震结构分为上部结构、隔震层和下部结构及基础，分别进行设计。

二、确定隔震目标
根据以往大量隔震工程项目经验： 1～15层的建筑结构，可以初步确定隔震目标为降低一度半至一度；15～30层的结构，初步确定隔震目标为降低一度至半度。
隔震建筑的设防目标一般应高于非隔震建筑。通过合理的隔震设计，建筑的设防目标可以达到“小震不坏、设防地震不坏或轻微破坏、大震不丧失使用功能或可修”，有时甚至超过此目标，实现基于性能的设计思想。

三、确定隔震层位置
1）基础隔震，隔震层位于地下室顶部或单独设置隔震层；2）柱顶隔震，隔震层布置在一层柱顶；3）层间隔震；

4）特殊结构如大底盘多塔结构，其柱距較大， 为不影响大底盘层的使用功能， 可在上部结构与大底盘层之间， 专门设置层高1. 5m~2. 0m 的隔震层 。
5）特别地，对于有人防要求的建筑，其隔震层应设在人防地下室的上面一层。
6）对于地下室层高比较高的建筑，隔震层放置在地下室这一层，由于《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）12.2.9条第一款规定：隔震层支墩、支柱及相连构件，应采用隔震结构罕遇地震下隔震支座的竖向力、水平力和力矩进行承载力验算。
如果将隔震支座设置在柱顶，必然导致下支墩高度很高，计算长度很长，这样导致下支墩很肥大，不利于地下室的使用。因此可以将下支墩做成牛腿，也可以在下支墩顶部设置拉梁，还可以单独做一个隔震层。

四、上部结构计算
上支墩层改为下端铰接约束
考虑到隔震橡胶支座的抗扭刚度、抗弯刚度相对混凝土柱非常小，或者说隔震橡胶支座传递弯矩和扭矩的能力弱，因此，为了使模型结构的受力状态与真实结构的受力状态更接近， 建筑结构模型的底层柱改为下端铰接约束。
注意：如果输入上支墩层，则层底设铰；否则不设铰。
考虑竖向地震作用
考虑到目前橡胶隔震支座，对减小水平向地震作用非常明显，对减小竖向地震作用不明显，隔震后，结构的竖向地震力可能大于水平地震力，应予以重视并做相应的验算，采取适当的措施。
因此，《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第12.2.1条中规定： 隔震层以上结构的水平地震作用应根据水平向减震系数确定；其竖向地震作用标准值，8 度（0.2g）、8 度（0.3g）和 9 度（0.4g）时分别不应小于隔震层以上结构总重力荷载代表值的20%、30%和40%。《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第12.2.5条第4款：9度时和8度且水平向减震系数不大于0.3时，隔震层以上结构应进行竖向地震作用计算。
因此，对于8度时水平向减震系数大于0.3时，可以不考虑竖向地震作用，当水平向减震系数不大于0.3时，应考虑竖向地震作用。对于9度区，保守考虑，依然要考虑竖向地震作用。

注意：竖向地震有关的参数不能降低。
模型计算
1）将模型文件复制两份，一个布置上隔震支座属性，此时叫隔震模型；另一个不布置隔震支座属性，隔震支柱底端设铰，此时模型叫非隔震模型；
2）对隔震模型和非隔震模型分别进行中震时程分析计算；
3）人工对比两个模型时程分析结果得出水平向减震系数β；
4）非隔震模型输入水平减震系数的反应谱法计算。
5）隔震层的两种建模方法。

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转自微信公众号土木吧

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这个很好，谢谢