高層建筑的隔震結構設計

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所屬分類:減隔震百科
1.高層建筑進行隔震設計要求
(1)設計方案:進行高層建筑結構的隔震設計時,要根據高層建筑抗震的設防類別、場地條件、抗震設防烈度、建筑結構方案以及高層建筑的具體使用要求,并且結合建筑結構的抗震設計方案進行相關技術、經濟的可行性對比分析,最終確定具體的設計方案。
(2)設防目標:一般情況下,采用隔震結構設計的房屋建筑,其抗震設防目標明顯要高于普通的抗震房屋建筑。例如在水平地震方面,采用隔震結構的高層建筑要比采用抗震結構的高層建筑高出至少0.5個設防烈度大小的抗震安全儲備。同時,在豎向抗震方面采取的相關措施也不應當降低相應的設防目標。
(3)隔震部件:相關的建筑結構設計文件上應當詳細注明對隔震部件一些具體的的性能要求;同時要進行相應的試驗進而確定一些建筑的隔震結構部件的相關的設計參數和耐久性能的指標;此外在進行高層建筑隔震結構部件的安裝之前對建筑工程中所需要的各種類型以及規格的部件原型進行詳細的抽樣檢測,要求對于每種類型以及每一規格的建筑隔震部件的抽樣檢測數量不少于3個,最終隔震部件樣品的抽樣檢測的相關合格率要達到100%;最后在隔震部件設置的建筑部位,部件的具體設計位置要通過相應的算確定外,計算結果的位置要同時采取一些便于隔震部件進行檢查和替換的相關措施。
2.隔震層的設計以及相關設計要求
(1)進行隔震裝置的選取。一般情況下,在進行隔震層的橡膠隔震支座布置以及選取工作中要遵循以下的幾個方面原則:
①隔震裝置要具有能夠承受足夠的豎向承載力以經濟水平變形相關能力,在發生較大的地震時,能夠實現安全穩定地支撐建筑物的結構,而不會使建筑出現失穩破壞的現象,進而能夠更好的發揮建筑隔震的功能。橡膠隔震支座的平均壓應力限值的設計以及拉應力的相關規定在進行隔震層設計過程中的一條關鍵因素,隔震支座在永久荷載和可變荷載的組合作用下,在豎向受到的平均壓應力的設計值的限值:甲類建筑不超過10mpa、乙類建筑不超過12mpa、丙類建筑不超過15mpa。同時,如果在隔震層的支座中出現相應的拉應力,這意味著在建筑的上部結構存在發生建筑傾覆的危險,這對高層建筑結構的隔震效果有著很大的影響。
②隔震層在設計時規定要具有適當的水平剛度,這樣在強烈的風力作用下,隔震層具有足夠的初始剛度來抵擋風力對建筑結構的作用,而在受到較為嚴重的地震作用時,高層建筑的隔震層能夠進而產生相應的柔性變形,從而起到減小水平地震作用對建筑結構的影響作用。
③建筑的隔震層的水平剛度中心位置要與建筑結構的上部結構的質心維持保持相對的一致性。
④隔震裝置要具備較好的自動復位功能。
⑤隔震裝置要具有足夠的豎向剛度。在進行豎向荷載的設計時,要保證豎向位移被控制在規范所允許值的范圍之內。
⑥隔震裝置的剛度和阻尼效果要具有良好的穩定性,在可能的荷載和溫度變化范圍以內,剛性和阻尼效果要具有較好的穩定性,良好的耐久性以及抗老化、抗徐變、抗疲勞等相關的性能,進而能夠保證隔震裝置在建筑物使用期內有效發揮相應的隔震作用。
⑦在進行隔震結構設計過程中,要保證隔震層和隔震墊的受力和變形的控制指標滿足相應的規范要求和功能需要。
(2)隔震層的平面布置:高層建筑的隔震層位置宜設置在建筑結構的第一層以下部位,即為在基礎的頂面、地下室頂板位置或是二層樓面梁底的位置。高層建筑的隔震層的平面布置要求具有良好的對稱性,同時應該盡量設置在受力較大的結構的位置,而且隔震層的間距不宜過大。
(3)在水平地震作用下進行隔震層的驗算:根據相關的隔震層力學參數,要對在地震發生時,隔震層所受的等效剛度以及等效阻尼比進行相應的動力時程分析,同時要選用適合的計算模型以及符合場地頻譜特征的實際地震波,并且結合符合相應要求的人工模擬地震波,分別分析高層建筑在是否具有相應的隔震以及不隔震結構在不同地震強度作用下的地震反應進行相關的對比和分析。
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