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北京通州中西醫結合醫院(圖3)為800床的3甲醫院,建筑面積12萬m2,含門診、醫技、病房樓和行政樓。抗震設防烈度為8度(0.2g),設計地震分組為第一組,場地類別為Ⅲ類,場地特征周期為0.45s,建筑類別為乙類。
隔震設計分為兩部分:病房樓+裙房,門診樓。本文介紹病房樓+裙樓的隔震設計。病房樓+裙樓為框架剪力墻結構,主樓10層,裙房4層,地下2層,結構高度為45.4m,病房樓+裙樓隔震模型見圖4。采用有鉛芯隔震墊(LRB)和無鉛芯隔震墊(NRR)隔震結構。
(1)隔震支座布置:本工程采用的橡膠隔震支座,在選擇其直徑、個數和平面布置時,主要考慮了以下因素:1)根據《建筑抗震設計規范》(GB 50011—2010)第12.2.3條,同一隔震層內各個橡膠隔震支座的豎向壓應力宜均勻,豎向平均應力不應超過乙類建筑的限值12MPa;2)在罕遇地震作用下,隔震支座不宜出現拉應力,當少數隔震支座出現拉應力時,其拉應力不應大于1MPa;3)在罕遇地震作用下,隔震支座的水平位移限值應小于其有效直徑的0.55倍和各橡膠層總厚度3倍二者的較小值。根據以上要求,病房樓+裙房共使用了232個隔震支座。
(2)8度中震時程分析:隔震后結構的第1周期由隔震前的1.33s增加到3.21s。計算分析得到隔震層以上結構隔震前后,結構層間剪力比值和結構傾覆力矩比值的平均值的最大值為0.325,根據《建筑抗震設計規范》(GB 50011—2010)第12.2.5條,確定隔震后水平地震影響系數最大值為:αmax1=βαmax/ψ=0.325×0.16/0.8=0.065。上部結構計算時取αmax1=0.08。
(3)上部結構計算:上部結構采用非隔震模型按7度小震進行結構和構件設計。