本項目為四川省涼山州某縣一新建小學，項目包括教學樓、綜合樓、食堂、教室周轉房等建筑，總建筑面積約為6600平方米，其中教學、綜合樓約為4400平方米。教學樓為地上4層，綜合樓為地上5層，均無地下室，教學樓與綜合樓呈“L”形布局，設置結構縫分隔，使用上相互聯系，由于地形高差原因，綜合樓下吊一層。教學樓、綜合樓、食堂均采用框架結構體系，教師周轉房采用砌體結構體系。
本項目抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度峰值為0.30g，設計地震分組為第三組，II類場地，場地特征周期為0.45s。本項目位于高烈度地震設防區，且教學樓、綜合樓、食堂屬于重點設防類建筑，根據《建設工程抗震管理條例》國務院令第744號的要求，本項目教學樓、綜合樓和食堂需要采用隔震技術。本文僅介紹教學樓隔震設計情況，教學樓總層數為4層，室內外高差0.300m，房屋總高度 15.900m，寬11.100m，高寬比1.43。教學樓采用疊層橡膠隔震支座進行隔震，隔震層設置于筏板基礎頂，隔震層高度為2.100m，梁底凈高1.100m。
本工程隔震設計所依據的主要規范、圖集如下：
（1）《建筑抗震設防分類標準》（GB50223－2008）；
（2）《建筑結構可靠性設計統一標準》（GB50068－2018）；
（3）《建筑結構荷載規范》（GB50009－2012）；
（4）《建筑抗震設計規范》（GB 50011－2010）（2016 版）；
（5）《建筑隔震設計標準》（GB/T 51408-2021）；
（6）《疊層橡膠支座隔震技術規程》（CECS126：2001）；
（7）《建筑隔震橡膠支座》JG118-2018
（8）《橡膠支座 第 3 部分：建筑隔震橡膠支座》（GB/T 20688.3－2006）
（9）《建筑結構隔震構造詳圖》（03SG610－1）；
（10）《混凝土結構設計規范》（GB50010－2010）（2015 版）；
（11）《建筑地基基礎設計規范》（GB50007－2011）；
在 PKPM 軟件中建立了隔震模型后，需對隔震分析信息進行定義。該結構整體規則，且高度小于60m，依據《新隔標》4.1.3-2、3 條，采用復振型分解反應譜法結合迭代計算的方法進行隔震結構的設計工作，無需與大震時程下結構彈塑性驗算進行包絡設計。
本項目距東側次級斷裂約350m，距西側次級斷裂約400m，考慮近場效應，地震力放大1.25。
在 PKPM 軟件中定義隔震結構設計方法為“整體分析設計法”，底部剪力比由設防地震下的復振型分解反應譜法結合迭代分析確定。特別地，在反應譜分析中，為了考慮隔震層部分支座的非線性屬性，隔震層的等效剛度和等效阻尼比由軟件基于反應譜結果多次自動迭代確定，迭代計算中計算隔震層等效剛度和等效阻尼比的公式采用《建筑隔震設計標準》（GB/T 51408-2021）公式4.6.4-1、2。
根據《建筑隔震設計標準》第 4.4.6 條，需為隔震建筑進行構件性能目標的分類（關鍵、重要、普通構件）。參照該4.4.6 條的條文說明，同時對該結構的體系等信息進行綜合考量后，對構件的分類大致為：
根據《建筑隔震設計標準》第4.7. 條，隔震區域構件（對于該結構為上、下支墩）應進行罕遇地震下的承載力驗算，需滿足抗彎不屈、抗剪彈性的要求，同時考慮隔震支座大變形帶來的附加彎矩作用。PKPM已內置隔震區域構件指定與大震承載力驗算和配筋的功能，同時可以按照《建筑隔震設計標準》附錄C考慮支座的附加彎矩作用。類似的，隔震區域的也可采用復振型分解反應譜法結合迭代剛度和阻尼的方法來初步計算大震受力并進行配筋。出于安全考量，后續進行罕遇地震彈塑性時程分析的時候還需對隔震區域構件的性能狀態進行特別評估。咩票特價電影票www.miepiao.com共丟廢品回收網www.gongdiu.com設計學徒自學網www.sx1c.com
該結構共使用了 27 個支座，各類型支座數量及力學性能詳見下表。隔震支座平面布置見下圖。隔震結構屈重比為0.036。
由下表可知，采用隔震技術后，結構的周期明顯延長，隔震房屋兩個方向的基本周期相差0.3%，滿足相關規定要求。
由下表可知隔震層以上結構隔震前后，結構底部剪力比值的最大值為0.24，根據《隔標》第6.1.3條，底部剪力比小于0.5時，上部結構按本地區設防烈度減小一度后確定抗震措施。
表 3.7 中設防地震下上部結構最不利層間位移角為：X 向：1/620,Y 向：1/569，二者均滿足《建筑隔震設計標準》表 4.5.1 中規定的限值要求。
由上表可知，隔震層偏心率滿足《建筑隔震設計標準》4.6.2-4 的要求。
根據《抗規》12.1.3 條，采用隔震的結構風荷載的產生的總水平力不宜超過結構總重力的 10%， 本結構隔震層以上風荷載的產生的總水平力為 738.5kN，隔震層以上總重力為 51655kN，滿足要求。
根據《建筑隔震設計標準》第 4.6.8 條，由隔震層抗風裝置和隔震支座屈服力設計值共同構成的隔震層抗風承載力設計值應不小于風荷載作用下隔震層水平剪力標準值的 1.4 倍。隔震層必須具備足夠的屈服前剛度和屈服承載力，以滿足風荷載和微振動的要求。如下按規范要求，進行隔震層抗風承載力驗算：
γw*Vw*k≤ VRw ，即 1.5*738.5=1107.8kN＜2115kN（各鉛芯支座的屈服力之和），滿足要求。
隔震層必需具備足夠的屈服前剛度，以滿足風荷載和微振動的要求，將鉛芯橡膠支座水平剛度簡化為 2 線性、天然橡膠支座的水平剛度簡化為線性，隔震層的水平恢復力特性由鉛芯橡膠支座和天然橡膠支座共同組成。
隔震層屈服前的剛度為：
K1=18.69*15+1.14*12=294.03kN/mm
隔震層屈服后的剛度為：
K2=1.44*15+1.14*12=35.28kN/mm
經驗算，滿足要求。
隔震支座的彈性恢復力驗算：
K100Ty ≥?1.4VRW
式中：K100—隔震支座在水平剪切應變 100%時的水平等效剛度。
Ty—隔震支座內部橡膠總厚度。
即有：
支座彈性恢復力
F=2.29*15*166+1.14*12*147=7713.06N
1.4VRW=1.4*2115=2961kN
F>1.4VRW
隔震支座彈性恢復力滿足要求。
為了文字看的清晰，僅以幾個隔震支座驗算結果為例。
注：T1表示重力荷載代表值的壓應力(MPa)；T2表示最大壓應力(MPa)；T3表示最大拉應力(MPa)；T4表示地震工況下水平位移限值(mm)。各個橡膠隔震支座的壓、拉應力滿足《建筑隔震設計標準》4.6.3-1、6.2.1的要求，水平位移滿足《建筑隔震設計標準》4.6.6-1 的要求。
本工程選取了實際5條強震記錄和2條人工模擬加速度時程，7條時程曲線下圖所示，考慮1.25近場放大系數。CAD軟件素材教程下載www.9npx.com四五設計網www.45te.com設計學徒自學網www.sx1c.com
經過計算，隔震層最大水平位移268mm，小于0.55D=440mm（D 為最小隔震支座直徑，本工程采用隔震支座最小直徑為800mm）及3Tr≧441mm（Tr 為最小隔震支座的橡膠層總厚度）中的較小值，滿足要求。
根據《建筑隔震設計標準》GB/T 51408-2021 中 6.2.1 條規范規定：隔震橡膠支座在罕遇地震的水平和豎向地震同時作用下，拉應力不應大于 1.0Mpa。由計算?知，在罕遇地震作用下，在荷載組合 1.0D-1.0Fek-0.5Fvk 下，在 27 號支座出現最大拉應力，為 0.64Mpa。荷載組合 1.0D+0.5L+1.0Fek+0.4Fvk 下支座壓應力均小于限值 25MPa。滿足相關規范要求。
注釋:負值表示受壓,正值表示受拉。
罕遇地震下層間位移角驗算，得到罕遇地震下隔震結構層間位移角，詳下表 ，計算結果滿足《建筑隔震設計標準》4.5.2的要求。
根據《建筑隔震設計標準》第 4.6.9-2 條規定，隔震結構應進行罕遇地震作用下的抗傾覆驗算，由上部結構重力荷載代表值計算的抗傾覆力矩與罕遇地震下傾覆力矩之比不應小于 1.1。該隔震結構的抗傾覆分析由復振型分解反應譜（罕遇地震譜）法結合自動迭代隔震層等效剛度和阻尼比的方法確定，結果如下表 ?所示。由表 結果易知，結構罕遇地震下最不利抗傾覆與傾覆力矩比值為 1.21，滿足規范要求。
由于篇幅限制，僅給出結論，結構在大震下整體基本完好；部分梁進入了塑性。保證了結構足夠的安全富余度，減震效果明顯。
使用PKPM和ETABS對非隔震結構和隔震結構在8度（0.3g）地震作用下進行反應譜分析和時程分析， 分析了設防地震作用下和罕遇地震作用下結構的地震反應，通過對比分析得出以下結論：
1. 非隔震結構的自振周期為0.6636，隔震結構的自振周期為2.2639，延長3.41倍，避開場地特征周期后減小地震作用對上部結構的影響；
2. 結構中布置的隔震支座長期面壓均未超過乙類建筑的要求（12MPa）,滿足規范要求。
3. 隔震支座數量能滿足結構抗風需求。
4. 隔震結構前兩階周期以平動為主，兩階周期相差小于較小值的30%，滿足規范規定。
5. 所選地震動中，單條地震動的基底剪力大于振型分解反應譜法計算結果的65%，多條地震動基底剪力的平均值大于振型分解反應譜法計算結果的80%，滿足規范要求。
6. 隔震結構兩主要方向的剪力比最大值為0.38，據《建筑隔震設計標準》第6.1.3-2條，隔震結構底部剪力比不大于0.5時，上部結構可按本地區設防烈度降低1度確定抗震措施。
7. 隔震結構在罕遇地震作用下工作正常。
8. 對隔震結構在罕遇地震作用下的響應進行了計算分析，結果表明在罕遇地震作用下，隔震結構滿足抗震性能目標，隔震層各支座的壓-剪地震響應均未超過其極限性能，隔震層在罕遇地震下的位移未超過規范規定的限值。
9. 隔震結構在大震下整體基本完好；整體結構框架未進入塑性狀態。保證了結構足夠的安全富余度， 減震效果明顯。
說明：本實例主要介紹了隔震結構分析的相關參數設置與驗算要點，關于隔震結構的施工與維護，隔震層的構造措施、隔震支座的檢測應按相應規范規程標準的要求進行實施。
作者：陳亮? ?單位：中科科航工程設計有限公司涼山分公司
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