西安抗震支架廠家-《建筑隔震設計標準》解讀

消能減震和隔震技術可以提高建筑安全性，減輕建筑的地震破壞，避免人員傷亡和次生災害，減小地震災害產生的社會影響和經濟損失。隔震結構是指在建筑物上部結構與基礎之間設置隔震層，以延長整個結構體系的自振周期、增大阻尼、減小輸入上部結構的地震作用，達到預期的防震作用。基礎隔震技術被美國地震專家稱之為“40年來世界地震工程重要的成果之一，基礎隔震技術的使用使建筑在地震中不倒塌真正成為可能，使其成為減輕地震災害有效的手段之一”。

住房和城鄉(xiāng)建設部新發(fā)布的《建筑隔震設計標準》GBT 51408-2021將于9月1號正式實施，隔震設計標準的出爐將給建筑抗震設計帶來革命性變化。

目前隔震設計按照《建筑抗震設計規(guī)范》第12章隔震和消能減震設計進行設計。根據抗規(guī)進行的隔震設計采用分步式設計，包括上部結構設計、隔震層設計、下部結構設計和地基基礎設計四個部分，而新隔標要求對下部結構、隔震層及上部結構進行整體分析。現行的分步式隔震設計方法和新隔標的直接設計方法有一定的區(qū)別，本文對兩本規(guī)范進行對比，幫助大家了解新隔標的相關技術要點。

一、抗震性能目標 

《建筑隔震設計標準》第1.0.3節(jié)：除特殊規(guī)定外，隔震建筑的基本設防要求是：

1、當遭受相當于本地區(qū)基本烈度的設防地震時，主體結構基本不受損傷或不需修理即可繼續(xù)使用；

2、當遭受罕遇地震時，結構可能發(fā)生損壞，經修復后可繼續(xù)使用；

3、特殊設防類建筑遭受極罕遇地震時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。 

抗規(guī)對隔震結構的抗震性能目標要求高于基本設防目標（小震不壞、中震可修、大震不倒），新隔標對隔震結構的抗震性能目標為“中震基本不壞，大震可修，巨震不倒”。相對抗震規(guī)范，新隔標的基本抗震設防目標大大提升。

新隔標從常規(guī)結構的小震設計直接過渡到中震設計。在設防地震作用下，應進行結構以及隔震層的承載力設計和變形驗算；在罕遇地震作用下，應進行結構以及隔震層的變形驗算，并應對隔震層的承載力進行驗算；在極罕遇地震作用下，對特殊設防類建筑尚應進行結構及隔震層變形驗算。

對比抗震規(guī)范，新隔標提出應驗算在設防地震作用下結構的承載力和變形，結構的性能將有較大提升；應驗算在極罕遇地震作用下隔震支座的變形，對支座性能提出了更高的要求。

二、設計方法 

抗規(guī)第12章提出了隔震設計的一般規(guī)定和隔震設計要點。隔震設計需要滿足兩個相互限制的條件，即上部結構達到減震效果的同時，隔震層位移不能大于隔震器的水平極限變形。而上部結構的減震效果可用“水平向減震系數”來定量確定，因此，隔震結構的動力分析主要圍繞著求解水平減震系數和隔震層位移這兩個參數進行。隔震設計采用分步式設計，分為隔震層上部結構設計、隔震層設計、隔震層下部結構設計及地基基礎設計四個部分。

現行的分步式隔震設計流程

新隔標不同于現行的分步式設計方法，采用一體化直接設計方法，對下部結構、隔震層及上部結構進行整體分析。上部結構建模→初定隔震方案，確定隔震層參數→隔震結構分析計算→罕遇和極罕遇地震下上部結構及隔震層驗算。直接設計方法能真實地體現隔震結構的地震響應情況和受力狀態(tài)。

隔震結構一體化直接設計法

三、分析方法 

4.1.3  隔震結構地震作用計算，除特殊要求外，可采用下列方法：

1、房屋高度不超過24m、上部結構以剪切變形為主，且質量和剛度沿高度分布比較均勻的隔震建筑，可采用底部剪力法；

2、 除本條第1款外的隔震結構應采用振型分解反應譜法；

3、對于房屋高度大于60m的隔震建筑，不規(guī)則的建筑，或隔震層隔震支座、阻尼裝置及其他裝置的組合復雜的隔震建筑，尚應采用時程分析法進行補充計算。每條地震加速度時程曲線計算所得結構底部剪力不應小于振型分解反應譜法計算結果的65％，多條時程曲線計算所得結構底部剪力的平均值不應小于振型分解反應譜法計算結果的80％。

新隔標對地震作用的計算提出了三種分析方法，底部剪力法，振型分解反應譜法和時程分析法。新隔標中隔震結構分析方法在原來振型分解反應譜法的基礎上，增加了復振型分解反應譜方法。將上部結構和隔震層作為整體進行分析設計時，上部結構與隔震層阻尼比存在明顯差異導致振型對于阻尼矩陣不再滿足正交條件，動力方程式無法直接進行解耦求解，如果強行解耦，則會導致計算結果產生較大誤差。尤其當隔震層阻尼比較大、或同時采用了阻尼器裝置時，應采用基于復振型理論的振型分解反應譜方法。

四、構件截面設計 

新隔標根據性能要求將隔震結構構件劃分為關鍵構件、普通豎向構件、重要水平構件及普通水平構件，對于這四種類型的構件，分別采用不同的性能目標進行承載力設計。按照不同的安全標準，有利于貫徹強柱弱梁、強剪弱彎、裂而不倒等目標。