建筑隔震设计(试讲20160115).ppt

1、20162016年年 11月月 1515日日建筑隔震设计（试讲）试讲试讲人人：卢德辉卢德辉 博士博士研究生研究生教材选用：结构抗震设计（第2版）高等教育出版社1 1、隔震概念、原理及特性、隔震概念、原理及特性2 2、隔震支座与阻尼器类型及性能、隔震支座与阻尼器类型及性能3 3、隔震结构分析与设计、隔震结构分析与设计4 4、隔震设计的经济性、隔震设计的经济性5 5、隔震技术前景与展望、隔震技术前景与展望主要内容重点掌握熟悉了解了解了解1 1、隔震概念、原理及特性、隔震概念、原理及特性2 2、隔震支座与阻尼器类型及性能、隔震支座与阻尼器类型及性能3 3、隔震结构分析与设计、隔震结构分析与设计4 4

2、、隔震设计的经济性、隔震设计的经济性5 5、隔震技术前景与展望、隔震技术前景与展望主要内容重点掌握熟悉了解了解了解1.11.1、隔震概念、隔震概念隔震建筑就是在建筑物的基础和上部结构之间设置隔震装置（或系统），形成隔震层，以达到阻隔地震时地面振动向上部结构传递地震力（或振动能量），降低结构在地震下的振动反应的目的。1.11.1、隔震概念、隔震概念1.11.1、隔震概念、隔震概念1.11.1、隔震概念、隔震概念以柔克刚1.21.2、隔震原理、隔震原理刚度越大，周期越长，地震力越小！增加阻尼，阻尼比越大，地震力越小！1.21.2、隔震原理、隔震原理刚度小了，地震力虽小了，但位移却变大了。为了控制结

3、构位移，隔震层刚度不能太小！1.21.2、隔震原理、隔震原理阻尼器提供一定刚度，同时还能耗散地震能量，使得地震结束时，结构更快停下来。铅芯橡胶垫铅棒阻尼器1.31.3、隔震特性、隔震特性传统房屋地震时激烈晃动房屋加速度放大100%250%梁柱裂,内部装饰,设备破坏隔震房屋地震时缓慢平动(长周期)房屋加速度减少100%40%结构弹性(变形集中在柔软支座)保护结构和内部装饰,设备隔震/不隔震=1/61.31.3、隔震特性、隔震特性房屋顶层加速度隔震/不隔震=1/11隔震建筑在地震中的表现美国南加州大学医院日本西部邮电通信大楼房屋顶层加速度隔震/不隔震=1/121.31.3、隔震特性、隔震特性房屋顶

4、层加速度隔震/不隔震=1/4中国隔震建筑在地震中的表现中国汶川县第二小学中国福建省地震局隔震楼房屋顶层加速度隔震/不隔震=1/4.2老住院楼老门诊楼新门诊楼（隔震）芦山县人民医院综合门诊楼概况2013年4月20日，四川芦山县发生了7级地震，采用了隔震设计的芦山县人民医院门诊综合楼在地震中隔震效果显著，没有发生破坏。1.41.4、隔震建筑工程实例、隔震建筑工程实例近30年来，美国、日本、新西兰和意大利等国减隔震技术研究与应用迅速发展，其中日本的技术发展最快、应用最为广泛。1995年阪神地震后，日本公共建筑大量采用隔震技术，目前已建成5000栋左右。隔震技术在我国的应用方兴未艾。据不完全统计，目前

5、我国已经建成近3500栋隔震建筑和近1000栋减震建筑，云南、四川、江苏、新疆及山西等地震高烈度区较为集中。北京通惠家园目前世界面积最大隔震建筑群四川凯德风尚广东省科学中心广州大学行政楼1.51.5、隔震与传统结果对比的优点、隔震与传统结果对比的优点隔震结构隔震结构 VSVS 传统抗震结构：传统抗震结构：1.1.大地震时安全大地震时安全:隔震结构地震反应降为隔震结构地震反应降为 1/4-1/12,1/4-1/12,（安全度提高（安全度提高4-124-12倍）倍）住户几代人生命财产安全住户几代人生命财产安全!2.2.双保护对象双保护对象:保护保护结构结构,也保护也保护室内设备仪器室内设备仪器,使

6、用功能不中断使用功能不中断 3.3.结构基本保持弹性结构基本保持弹性:地震时结构基本保持弹性地震时结构基本保持弹性,保护非结构构件保护非结构构件 4.4.建筑设计自由建筑设计自由:适用于规则结构适用于规则结构,也适用于非规则结构也适用于非规则结构 平面不规则平面不规则隔震支座布置隔震支座布置,调整刚度中心调整刚度中心 立面不规则立面不规则隔震支座布置在薄弱层隔震支座布置在薄弱层,转换层转换层 5.5.结构造价不高：结构造价不高：5 5%（高烈度区（高烈度区 可节省投资可节省投资）1 1、隔震概念、原理及特性、隔震概念、原理及特性2 2、隔震支座与阻尼器类型及性能、隔震支座与阻尼器类型及性能3

7、3、隔震结构分析与设计、隔震结构分析与设计4 4、隔震设计的经济性、隔震设计的经济性5 5、隔震技术前景与展望、隔震技术前景与展望主要内容重点掌握熟悉了解了解了解2.12.1、隔震支座的类型、隔震支座的类型隔震支座具备的特性：一方面要支撑建筑的竖向重量（竖向承载力），另一方面在水平方向提供一个合适的水平刚度（水平刚度），同时提供一定的附加阻尼（阻尼特性）。有时还需要一定的复位能力（复位能力）。2.12.1、隔震支座的类型、隔震支座的类型目前建筑常采用的隔震支座有：叠层橡胶隔震支座、滑板支座和摩擦摆支座。叠层橡胶隔震支座滑板支座摩擦摆支座2.12.1、隔震支座的类型、隔震支座的类型弹性滑板支座橡

8、胶支座单独使用或复合隔震应用最广、最成熟2.12.1、隔震支座的类型、隔震支座的类型按材料分类：n橡胶隔震支座(RB)：竖向支持能力，水平恢复能力n铅芯橡胶隔震支座(LRB)：具有竖向支持能力，水平恢复能力及阻尼，可单独使用。n高阻尼橡胶隔震支座(HRB)：具有竖向支持能力，水平恢复能力及阻尼，但阻尼力略不足，和其它阻尼器配合使用。2.22.2、隔震支座的性能、隔震支座的性能橡胶隔震支座力学性能和耐久性能橡胶隔震支座力学性能和耐久性能（1 1）竖向承载力）竖向承载力极限承载力极限承载力(90 MPa)(90 MPa)（2 2）竖向抗拉能力）竖向抗拉能力 拉断试验拉断试验 PtPt 2 Mpa

9、2 Mpa（3 3）水平剪压力刚度）水平剪压力刚度,阻尼比测定阻尼比测定-剪压试验剪压试验（4 4）水平变位能力）水平变位能力 大水平变位试验大水平变位试验（5 5）相关性能试验：对水平刚度）相关性能试验：对水平刚度,阻尼比的影响阻尼比的影响 竖向承载力竖向承载力,水平变形大小水平变形大小,水平加荷频率水平加荷频率,温度变化温度变化（6 6）耐久性试验）耐久性试验 长期试验（要求长期试验（要求 6060年）年）1.1.耐疲劳试验（耐疲劳试验（150 150）次）次 2.2.耐徐变试验（耐徐变试验（185h185h）3.3.耐老化（耐老化（185h185h）2.22.2、隔震支座的性能、隔震支座

10、的性能 Tensilebreakingu5MpaTensileyieldingy2.5MPa橡胶支座受拉试验2.22.2、隔震支座的性能、隔震支座的性能 橡胶支座老化情况调查结果2.32.3、隔震中常用的阻尼器类型、隔震中常用的阻尼器类型 黏滞阻尼器蝶形钢棒阻尼器铅阻尼器钢棒阻尼器1 1、隔震概念、原理及特性、隔震概念、原理及特性2 2、隔震支座与阻尼器类型及性能、隔震支座与阻尼器类型及性能3 3、隔震结构分析与设计、隔震结构分析与设计4 4、隔震设计的经济性、隔震设计的经济性5 5、隔震技术前景与展望、隔震技术前景与展望主要内容重点掌握熟悉了解了解了解3 3、隔震结构分析与设计、隔震结构分析

11、与设计 建筑抗震设计规范GB500112010叠层橡胶隔震支座技术规程CECS126:2001建筑结构隔震构造详图03SG610-13 3、隔震结构分析与设计、隔震结构分析与设计隔震支座的选型和布置结构体系计算,对比水平向减震系数计算罕遇地震下隔震层位移验算上部结构设计下部结构设计构造措施隔震设计的一般步骤3 3、隔震结构分析与设计、隔震结构分析与设计防震缝与管线柔性连接1 1、隔震概念、原理及特性、隔震概念、原理及特性2 2、隔震支座与阻尼器类型及性能、隔震支座与阻尼器类型及性能3 3、隔震结构分析与设计、隔震结构分析与设计4 4、隔震设计的经济性、隔震设计的经济性5 5、隔震技术前景与展望

12、、隔震技术前景与展望主要内容重点掌握熟悉了解了解了解4 4、隔震设计的经济性、隔震设计的经济性35隔震隔震 支座造价支座造价 50 50 100 100 元元/M/M2 2 （3-5%3-5%左右）左右）相应构造相应构造 10-15 10-15 元元/M/M2 2 （1-2%1-2%左右）左右）上部结构（上部结构（8,98,9度度 降降1 1度）度）可省可省 5-20%5-20%（按不同地区）（按不同地区）（6,76,7度度 不降度）可省不降度）可省 0%0%总造价总造价 5%5%(对比房屋装修对比房屋装修100100元元-1000-1000元元/M/M2 2,只佔很少比例只佔很少比例)日本隔

13、震商品房房屋售价日本隔震商品房房屋售价 可提高可提高 15-20%(15-20%(热销热销)1 1、隔震概念、原理及特性、隔震概念、原理及特性2 2、隔震支座与阻尼器类型及性能、隔震支座与阻尼器类型及性能3 3、隔震结构分析与设计、隔震结构分析与设计4 4、隔震设计的经济性、隔震设计的经济性5 5、隔震技术前景与展望、隔震技术前景与展望主要内容重点掌握熟悉了解了解了解5 5、隔震技术前景与展望、隔震技术前景与展望政策背景减隔震技术作为建筑结构减轻地震灾害的新技术，近年来得到不断应用，一些建筑由于使用该类技术，在经历汶川、芦山等地震考验后没有受到损坏，与周围大量房屋倒塌形成鲜明对比，从而保障了人

14、民生命财产安全，产生了良好的社会效益。有鉴于此，建筑减隔震技术具有重大的应用推广价值，中央及地方各级政府也曾先后发文强制或推荐在房屋建筑工程中推广应用减隔震技术。5 5、隔震技术前景与展望、隔震技术前景与展望2009年年，新新修修订的的中中华人人民民共共和和国国防防震震减减灾灾法法正正式式施施行行，其其中中第第四四十十三三条条强强调：国国家家鼓鼓励励、支支持持研研究究开开发和和推推广广使使用用符符合合抗抗震震设防防要要求求、经济实用用的的新新技技术、新工新工艺、新材料。、新材料。5 5、隔震技术前景与展望、隔震技术前景与展望云南省，云南省，2011年年5 5、隔震技术前景与展望、隔震技术前景与

15、展望云南省，云南省，2011年年其其目目标任任务是是：2015年以前，在在我我省省抗抗震震设防防烈烈度度8度度和和9度度设防防区区内内，凡凡符符合合适适用用条条件件的的新新建建中中小小学学教教学学用用房房、学学生生宿宿舍舍和和医医院院必必须使使用用减减隔隔震震技技术；符合适用条件的其他建筑工程积极鼓励采用减隔震技术，使我省减隔震技术研发能力及减隔震技术应用有关产业初具规模。2020年以前，在在我我省省抗抗震震设防防烈烈度度8度度和和9度度设防防区区内内，凡凡符符合合适适用用条条件件的的中中小小学学教教学学用用房房和和学学生生宿宿舍舍、医医院院、通通信信、电力力及及交交通通枢枢纽等等重重大大工工

16、程程、生生命命线工工程程全全面面推推广广使使用用减减隔隔震震技技术，使我省减隔震技术研发能力及减隔震技术应用有关产业走在全国前列。5 5、隔震技术前景与展望、隔震技术前景与展望5 5、隔震技术前景与展望、隔震技术前景与展望住房和城乡建设部于2014年年2月月21日日发布了关关于于房房屋屋建筑工程推广建筑工程推广应用减隔震技用减隔震技术的若干意的若干意见（暂行）行）。山山西西、甘甘肃、新新疆疆及及山山东相相继出出台台强强制制或或推推荐荐使使用用减减隔震技隔震技术的文件。的文件。此此外外，四四川川、河河北北、河河南南、海海南南等等省省份份也也相相继继转转发发住住房房和和城城乡乡建建设设部部关关于于房房屋屋建建筑筑工工程程推推广广应应用用减减隔隔震震技技术术的的若若干干意意见见（暂暂行行）的的有有关关要要求求，即即在在房房屋屋建建筑工程中推荐使用减隔震技术。筑工程中推荐使用减隔震技术。5 5、隔震技术前景与展望、隔震技术前景与展望5 5、隔震技术前景与展望、隔震技术前景与展望5 5、隔震技术前景与展望、隔震技术前景与展望周福霖院士2007年大会报告请请各位各位老师老师批评批评指正指正！谢谢！