附件1
乌鲁木齐建筑隔震技术应用规定
(设计部分)
组织部门: 乌鲁木齐市建设委员会
编制单位: 乌鲁木齐建筑学会
实施日期: 2015年6月1日
前 言
主编人:李守恒
主要起草人:钮祥军 刘万义 周建平 栾文芬 冉志民 邵旭东 蒋锐 张怀林 肖彤 高磊 王波 张春燕 包霞 张洪洲 王绍瑞 丁新亚 刘广捷
主要审查人:郑志峰 侯荣军 张中 孙超 李兵
目录
1 总则... 3
2建筑结构隔震设计... 4
2.1 隔震结构设计的总体要求... 4
2.2 隔震结构计算分析... 5
2.3 隔震层以上结构设计... 6
2.4隔震层设计... 7
2.5下部结构及基础设计... 10
2.6 复杂隔震结构的注意事项:... 11
3.既有结构隔震加固设计... 14
3.1 一般规定... 14
3.2 地震作用及地震反应谱... 14
3.3隔震层设计... 14
3.4上部结构计算及校核... 15
3.5 下部结构、基础设计及校核... 15
3.6 构造要求与施工工艺... 16
4 隔震支座性能及检验要求... 17
4.1 一般规定... 17
4.2 隔震支座性能要求... 18
4.3 隔震支座试验及检测方法... 21
4.4 连接构造设计计算... 22
5、隔震结构施工、验收及维护... 22
5.1 隔震建筑工程施工... 22
5.2 隔震建筑工程验收... 24
5.3 隔震建筑工程维护... 24
1 总则
1.0.1为加强乌鲁木齐市隔震建筑工程的技术管理,确保隔震建筑工程质量,增强设计、施工、监理、质量监督等从业人员和单位执行国家及我市相关技术规程的规范性,制定本规定。
1.0.2本规定适用于乌鲁木齐市隔震建筑工程的设计、施工、监理、质量监督、验收与维护。
1.0.3隔震建筑工程的设计、施工、监理单位和从业人员的资格要求,隔(减)震装置的质量要求,应严格执行《住房和城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见(暂行)》(建质[2014]25号)和《新疆维吾尔自治区住建厅关于加快自治区减隔震技术应用的通知》(新建抗[2014]2号文件)及乌鲁木齐市建委《关于加强乌鲁木齐市建筑工程应用减隔震技术质量安全管理工作的通知》(乌建发[2015]128号)文件中的相关规定。
1.0.4隔震建筑工程施工图设计文件在未取得规定部门审查合格书之前,不得用于施工,严禁边设计、边施工。
1.0.5本规定主要依据现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)及其相关规范、规程,同时采用了最新研究成果中部分较为成熟的意见,当本规定中规定及建议与后期颁布的规范、规程等标准及自治区建设厅颁布的《建筑隔震技术应用导则》中的内容相抵触时,按后期标准的规定执行。
2建筑结构隔震设计
2.1 隔震结构设计的总体要求
2.1.1 隔震结构适用高度:应按《建筑抗震设计规范》GB50011和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010中最大适用高度(或最大高度限值)采用;超出上述高度时,应进行专门研究。
2.1.2 隔震结构高宽比要求(隔震结构高宽比一般仍按原非隔震结构计算,有特别说明时按特别说明计算)
1. 结构高宽比宜小于4,且不应大于相关规范对非隔震结构高宽比的限值(丙类非隔震结构高宽比限值不大于4的结构类型及其限值详见表2.1.2;乙类时按提高一度采用;满足降度条件时,可按将一度采用);
表2.1.2 高宽比不大于4的结构类型及其限值
设防烈度 |
砌体结构 |
钢筋混凝土框架结构 |
6度、7度 |
2.5 |
4 |
8度 |
2.0 |
3 |
9度 |
1.5 |
2 |
2. 高宽比大于4或超过相关规范对非隔震结构高宽比限值的隔震结构,应进行专门研究;
3. 高宽比计算时,其高度一般自室外地面算起;但当有地下室且隔震层设在地下室地面以下时,其高度应自该层地下室地面算起;当有较大裙房(计算方向底部宽度不小于上部塔楼宽度的1.5倍时,可按上部塔楼计算)。
2.1.3 场地及发震断裂带近场效应
1. 建筑场地宜为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类;当为Ⅳ类场地时应进行专门研究;
2. 隔震结构处于发震断裂带10Km以内时,输入地震波应考虑近场影响系数,5Km以内宜取1.5,5Km以外可取不小于1.25。(当输入的地震波已考虑近场影响时,可不另乘上述系数。)
2.1.4 规则性要求
隔震结构由于其上部结构的平动特性,一般有利于降低结构不规则性导致的危害;但由于隔震层抗扭转能力相对薄弱,因而对上部结构质心相对隔震层刚心的偏心较为敏感,因此提出隔震结构的规则性要求;此外,计算分析表明,不规则程度明显的隔震结构仍不同程度的存在着由明显不规则导致的薄弱层或薄弱部位的问题。基于此,本规定对不规则结构的隔震设计提出注意事项供设计人员参考(参见2.6节相关内容,该节中各种复杂隔震结构,大多属于广义上的不规则隔震结构)。
2.1.5 隔震结构基本周期控制
1. 隔震结构的基本周期,应避开场地卓越周期和上部结构基本周期;
2. 合理设置大底盘层间隔震等复杂隔震结构的隔震层刚度,以取得合理的隔震结构周期和隔震层剪力,从而达到优化设计之效果。
2.1.6 非地震水平荷载的控制
风荷载和其它非地震作用的水平荷载标准值产生的总水平力不宜超过结构总重力的10%。
2.1.7 关于一般隔震结构与复杂隔震结构的定义
1. 本规定将隔震结构区分为一般隔震结构和复杂隔震结构。复杂隔震结构除同一般隔震结构按本导则相关章节进行设计外,尚宜根据本导则第2.6节的提示进行补充分析和采取必要的加强措施。
2. 一般隔震结构:较规则的多层结构的基础隔震或地下室顶板(非悬臂柱顶部)处隔震的结构;
3. 复杂隔震结构是指:1)不规则结构隔震;2)地下室悬臂柱或倒悬臂柱隔震;3)高层结构隔震;4)层间隔震;5)多塔隔震; 6)连体隔震;7)超长结构隔震。
2.1.8 关于隔震结构的模型试验要求
对于规模大且体形复杂或有特殊要求的隔震结构,在确定隔震方案时,宜通过模型试验进行研究和验证。
2.2 隔震结构计算分析
2.2.1隔震结构设计按规范规定采用减震系数法(亦称分部设计法)。
2.2.2 必要时可采用整体(上部结构+隔震层+下部结构)分析法对隔震结构进行辅助分析。
2.2.3 减震系数法中上部结构的计算模型
1. 上部结构模型中应在底部增加上支墩层(亦称短柱层),该层质点由上支墩及与之相连的梁、板、墙构成;
2.上支墩层中的上支墩可按短柱输入,上部结构可按短柱底铰接和固接两种模型进行包络设计;上支墩高度与水平截面较小方向尺寸之比不宜大于2(不满足时宜按倒悬臂柱隔震结构(属于复杂隔震结构)进行设计,参见2.6.2);
3. 减震系数分析阶段上部结构可按降一度确定构件断面尺寸。
2.2.4 减震系数法的一般计算方法—时程分析法
1. 计算软件:不需要考虑上部非线性时可采用ETABS、SAP2000、MIDAS、YJK等;罕遇地震水准需考虑上部结构的非线性分析时宜采用ABAQUS、PERFORM3D等具有较强非线性分析能力的软件。
2. 隔震单元输入
1)隔震单元一般采用:ISOLATER(可用于减震系数求算和罕遇水准时程分析时)或Connector(用于罕遇地震水准时程分析时)等;
2)隔震单元输入时,抗拉刚度可按抗压刚度的1/6~1/10采用;
3)阻尼器:一般采用:DAMPER。
3 地震波选取
1) 基本要求:7条波取平均,3条波取包络;天然波数量不少于波总数的2/3;弹性时程分析时每条波计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算的65%;多条波时平均值不应小于80%;有效持时为结构基本周期的5~10倍;确定减震系数时按中震计算;需考虑近场影响时地震波输入应考虑近场影响系数(确定减震系数时与之对比的非隔震模型亦应按中震并乘以近场影响系数计算);
2)地震波在主要周期(一般可取前3个周期)点上的相似性要求:应同时满足隔震和非隔震在主要周期点上的相似性要求;确有困难时对非隔震结构主要周期点上的相似性要求可适当放宽。
4 时程分析时相关参数应按实验所得的滞回曲线取值。
5 水平向减震系数β确定:
1)多层建筑,按弹性计算所得各方向(X向、Y向)上的隔震与非隔震各层层间剪力的最大比值确定(可不含短柱层);
2)高层建筑,按各方向(X向、Y向)上各层间剪力最大比值及各层倾覆力矩最大比值中二者的较大值确定(可不含短柱层);
3)顶层由于某种原因(如刚度变化较大等)发生最大比值相对其它层明显变大时,可允许该层不参与比较(即该层最大比值不作为控制值),但该层在相应方向上的地震剪力应予以放大(放大系数可取该层最大比值与结构实际采用的β值之比);
4)顶部局部出屋面层(面积≤30%顶层面积)可不作为比较层。
6 水平地震影响系数确定:
1)计算公式: (式中 为近场影响系数,详2.1.3.2);
2)隔震装置带有阻尼器(指独立装置阻尼器,不含铅芯橡胶支座,下同)时,减小0.05;
3)计算中采用剪切性能偏差的S—A类时,应在施工图中明确标注,且甲、乙类工程应采用S—A类级别。
2.2.5 减震系数法中的简化计算方法:
1 水平等效刚度与等效粘滞阻尼比:
; (设置阻尼装置时,应包括相应阻尼比)
2 隔震支座设计参数确定(a.实验的竖向压应力按抗规表12.2.3取值;b.水平减震系数确定时剪切变取100%;罕遇地震验算取250%,直径较大(直径不小于600mm)时取100%;c.时程分析时按滞回曲线。)
3 多层砌体及与砌体结构周期相当的钢筋混凝土结构的简化计算方法(《建筑抗震设计规范》GB50011-2010附录L。“相当结构”基本自振周期取0.4S)。简化方法中地震作用沿竖向分布宜按均匀分布,亦可利用程序采用倒三角形分布(偏于安全)。
2.3 隔震层以上结构设计
2.3.1 上部结构依据由减震系数调整后取得的水平地震影响系数最大值 按抗规方法进行小震下的分析与设计;钢筋混凝土复杂隔震结构尚宜进行罕遇地震下的层间位移验算(在进行罕遇地震下验算时,其水平地震影响系数最大值可根据减震系数β值按抗规条文说明12.2.5条表7调整的烈度取值;层间位移角限值按抗规表12.2.9采用)。
2.3.2 上部结构最小楼层剪重比控制与调整
1.隔震层以上结构的总水平地震作用不得低于非隔震结构在6度设防时的总水平地震作用,并应进行抗震验算。
2.各楼层水平地震剪力应符合抗规5.2.5条(最小剪重比)要求。当不能满足原设防烈度下最小剪重比要求时,可直接调整楼层剪力(将不足楼层乘以相应提高系数,调至该楼层满足最小剪重比即可),但当调整系数最大值大于1.3时,宜调整上部结构。
2.3.3 上部结构的抗倾覆验算
1.当上部结构高宽比超过4时,非隔震结构在小震作用下基础不应出现拉应力。
2.当上部结构高宽比超过相关规范限值时,隔震层以上结构应进行大震下抗倾覆验算(上部结构重力荷载代表值作为抗倾覆力矩),抗倾覆力矩系数应不小于1.2。
3.复杂隔震结构抗倾覆要求详2.6相关内容。
2.3.4 上部结构竖向地震作用计算
1. 9度时和8度且水平向减震系数不大于0.3时,应进行上部结构的竖向地震作用计算;其它情况可不进行竖向地震作用计算。
2. 竖向地震作用标准值取值(8度0.2g、8度0.3g、9度分别不小于隔震层以上结构总重力荷载代表值的20%、30%和40%)。
2.3.5 上部结构的抗震措施:
1.水平向减震系数大于0.4(设阻尼器时0.38)时不应降低非隔震时的有关要求;水平减震系数不大于0.4(设阻尼器时不大于0.38)时,可适当降低要求,但烈度降低不得超过1度,且与抵抗竖向地震作用的有关抗震构造措施不应降低(详《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第12.2.7.2条)。
2.隔震层上部的首层应设置现浇梁板式楼盖,板厚不应小于160mm;该楼盖体系的刚度和承载力宜大于一般楼盖的刚度和承载力;楼盖中框架梁高不宜小于1/10梁跨(多层时)和1/8梁跨(高层时);楼盖中的框支梁(支承剪力墙或柱)可按转换梁对待,其抗震等级可按非抗震结构转换构件降低一度取值。
2.4隔震层设计(本节部分内容属强条规定,设计人员应对照抗规第12章严格执行)
2.4.1 隔震支座的布置(本规定的隔震支座一般指橡胶隔震支座):
1. 隔震支座布置时要同时满足竖向荷载和水平效应要求(首先要满足竖向荷载的要求;同时要满足水平效应的要求,水平效应同时含有刚度尽量小但位移又不能太大二项相互制约的要求);隔震支座在重力荷载代表值压力下的水平极限位移不应小于其有效直径的0.55倍和各橡胶层总厚度3倍二者的较小值;必要时可考虑设置限位装置;
2.隔震层刚度中心宜与上部结构的质量中心重合(偏心率不宜大于相应方向楼长(或宽)的3%)。
3.框架宜采用一柱一垫(一个隔震支座);剪力墙隔震支座宜尽量布置在整片墙(含开洞墙)的两端(边门洞时可通过较大转换梁延伸至边柱下);当柱轴力特别大时也可采取一柱多垫的布置形式;隔震支座宜与上部和下部竖向构件均相对应;
4.隔震支座宜布置在相同标高上,但需要时亦可布置在不同的标高上(隔震支座放置在不同标高并不影响隔震效果,但对由此形成的较大的错层区域宜采取局部加强措施,如采用加腋梁等);
5.同一建筑物中选用多个型号的隔震支座时,一般采用保证支座底标高相同的作法,亦可采用顶标高相同的作法;
6.同一房屋选用多种规格的隔震支座时,应注意防止出现极限变位较小的支座限制极限变位较大支座充分发挥其水平变形能力的情况;
7.同一支承处选用多个隔震支座时,隔震支座之间的净距应大于安装和更换所需的空间尺寸(一般不小于250mm)。
2.4.2 隔震支座承载力验算
1.隔震承载力验算包括承压验算和受拉验算。
2.承压验算:
1)重力荷载代表值下计算平均压应力设计值限值按抗规表12.2.3;一般可仅按重力荷载代表值计算;
2)对需进行竖向地震作用计算的结构(见2.3.4),上述重力荷载代表值下压应力尚应包括竖向地震作用效应组合;
3)隔震支座重力荷载代表值的竖向压应力设计值可按下式计算:
压应力设计值=1.0恒载+0.5活载+竖向地震作用下产生的竖向压力(竖向地震作用取标准值并按2.3.4.2取值;不需考虑竖向地震作用时此项为零)。
4)隔震支座在罕遇地震作用下的最大压应力不宜大于30MPa;其值可按下式计算:
最大压应力=1.0恒载+0.5活载+罕遇地震水平作用产生的最大轴压力(标准值)+0.5竖向地震作用产生的轴向压力(竖向地震作用取标准值并按2.3.4.2取值)≤30MPa
3 受拉验算
1)罕遇地震下隔震支座最大拉应力应控制在1MPa以内;
2)隔震支座受拉验算时应包括竖向地震作用效应(按2.3.4.2取值);
3)隔震支座在罕遇地震作用下最大拉应力可按下式计算:
最大拉应力=1.0恒载+0.5活载+罕遇地震作用产生的最大轴拉力+0.5×竖向地震作用产生的轴拉应力(为标准值,取值按2.3.4.2)≤1MPa
4)隔震支座拉应力计算不满足要求时一般可采用如下措施:
①将铅芯橡胶支座改为一般橡胶支座(仅用于个别凸角或凹角处支座);
②加大或增设支座(指同一点处增设);
③加大支座间距(如加大剪力墙下支座间距、通过转换梁托柱增大下部支柱间距等);
④设置抗拉装置;
⑤有条件时可采用支座提离技术;
⑥必要时可通过调整上部结构达到降低或消除拉应力之目的。
2.4.3 隔震层在罕遇地震下的位移验算及有关要求
1.罕遇地震下位移验算公式:
式中 —罕遇地震作用下,第 个隔震支座的水平位移;
—第 个隔震支座的水平位移限值;对橡胶支座不应超过该支座有效直径的0.55倍和支座内橡胶总厚度的3.0倍二者的较小值;
—罕遇地震下隔震层质心处或不考虑扭转的水平位移;
—第 个隔震支座的扭转影响系数,应取考虑扭转和不考虑扭转时 支座计算位移的比值;当隔震层以上结构的质心与隔震层刚度中心在两个主轴方向均无偏心时,边支座的扭转影响系数不应小于1.15。
2.位移验算取罕遇地震下水平地震作用标准值;选波原则详2.2.4.3。
3.上部结构及隔震层部件与周边固定物脱开:
1)与水平方向固定物的脱开距离不宜小于隔震层在罕遇地震作用下最大位移的1.2倍,且不小于200mm;对两相邻隔震结构,其缝宽取最大水平位移绝对值之和,且不小于400mm;
2)上部结构与下部结构之间应设置完全贯通的水平隔离缝,缝高可取20mm~50mm,并用柔性材料填充;当设置水平缝确有困难时,可设置质量可靠的水平滑移垫层。
2.4.4 隔震层水平屈服荷载验算
1.风载和微小地震作用下要求隔震层“不屈服”(即保持弹性刚度),为此可通过设置铅芯橡胶隔震支座、另设抗风装置、采取较大初始刚度的位移型效能器(阻尼器)等予以满足;上述具有弹性刚度的装置宜沿建筑物周边均匀布置。
2.抗风验算:
式中: —抗风装置的水平承载力设计值。当抗风装置是隔震支座的组成部分时,取隔震支座的水平屈服荷载设计值;当抗风装置单独设置时,取抗风装置的水平承载力,可按材料屈服强度设计值确定;
—风荷载分项系数,采用1.4;
—风荷载作用下隔震层的水平剪力标准值,风荷载标准值可按50年一遇取值(高层隔震结构宜按100年取值)。
2.4.5 隔震支座的弹性恢复力验算:
式中: —隔震支座在水平剪切应变100%时的水平等效刚度。
—隔震支座内部橡胶总厚度。
2.4.6 隔震支座附近的梁、柱应进行冲切和局部承压验算,应加密箍筋并根据需要配置网状钢筋。
2.4.7 隔震层构造要求
1.隔震支座与上、下部结构应有可靠的连接,连接件应能传递罕遇地震下支座的最大水平剪力和弯矩,连接板应进行相关计算(可由产品生产厂家完成和保证);上支墩底可不设置预埋件;支墩(或支柱)顶面预埋件厚度不宜小于10mm;为避免上支墩底、下支墩(或支柱)顶面由于竖向钢筋水平弯折造成无筋区并造成支座安装困难的弊端,其竖向钢筋可不必水平弯折,伸至底或顶面即可,当确有锚固需要时,可采用竖向钢筋端部设锚固件的作法。
2.穿过隔震层的管线应符合下述要求:
1)利用构件钢筋作避雷线时,应采用柔性导线连通上部与下部结构的钢筋,柔性导线应留出不小于罕遇地震作用下最大水平位移的1.2倍,且不小于250mm的伸展长度;
2)电缆、导线、蛇形软管等柔性管线在隔震层处应预留伸展长度,其值不应小于隔震层在罕遇地震作用下最大水平位移的1.2倍;且不小于250mm;
3)给(排)水管道、消防管道、供热(冷)系统的供、回水管道、热水、蒸汽、冷却水管道等刚性管道在隔震层处应采用柔性管道或柔性接头;其水平变形长度不应小于隔震层在罕遇地震作用下最大水平位移的1.2倍,且不小于250mm;管道距柱或墙距离小于250mm时,其刚性段不得超过隔震层梁底;
4)燃气(油)管道及可能泄露有害介质的管道,在隔震层处应采用金属波纹管连接;除应符合上述3)款要求外,尚应设置手动及紧急自动切断装置。
5)防排烟管道穿越隔震层时,应采用耐火的柔性连接,其水平变形应满足上述3)款要求;水平防排烟管道不宜穿过隔震层主梁,其距墙、柱的距离不应小于250mm;
6)上述柔性连接装置采购时,应选择质量确能符合相关标准要求的产品,严禁采用三无产品和劣质产品。
3隔震层设置在有耐火要求的使用空间时,隔震支座和其它部件应根据空间的耐火等级采取相应的防火措施;
4隔震层所形成孔洞及缝隙可根据使用功能要求,采用柔性材料封堵、填塞,不得采用可能对隔震层的移动空间产生阻碍作用的砌块(含轻质砌块)类材料进行填塞和封堵;对于隔震层有保温节能要求的情况,应在其相关施工图上补充说明,必要时补充作法详图;
5隔震层应留有便于观测和更换隔震支座的空间;
6应在设计、施工及使用的全过程确保上部结构及隔震部件与周边的固定物脱开。
7 隔震构造的具体做法可参照图集《建筑结构隔震构造详图》(03SG610-1)和《楼地面变形缝》(04J312)的相关详图。
2.5下部结构及基础设计(本节多为抗规强条内容,应严格执行)
2.5.1 隔震层支墩、支柱及相连构件(相连构件一般指与支柱顶部相连的系梁、与支柱相连的翼墙等构件),应采用隔震结构罕遇地震下隔震支座底部的最大剪力、最大轴力和力矩进行承载力验算(如图示2.5.1);其最大剪力、最大轴力可按以下组合1和组合2的较大值采用:
组合1=1.2(恒载+0.5活载)+1.3×水平罕遇地震+0.5×竖向地震(按2.3.4.2取值)
组合2=1.2(恒载+0.5活载)+0.5×水平罕遇地震+1.3×竖向地震(按2.3.4.2取值)
P1(竖向力)
V(水平剪力)
M(弯矩)=1/2(P1×u+V×H) |
图2.5.1
2.5.2 隔震层以下的结构(包括地下室和隔震塔楼下的底盘及层间隔震的下部结构)中直接支承隔震层以上结构的相关构件(指框架梁、柱及墙等构件),应满足嵌固的刚度比(可理解为相关构件(下部结构指支承柱及与其相连的混凝土墙)组成的楼层刚度比,并参照混凝土高规E.0.1进行计算;上下层嵌固刚度比可取不大于0.5)和隔震后设防地震下的抗震承载力要求,并按罕遇地震进行抗震承载力验算;下部结构中非直接支承上部结构的构件均可按小震作用进行抗震设计。
2.5.3 隔震层以下地面以上的结构在罕遇地震下的层间位移角限值应满足抗规表12.2.9要求。
2.5.4 基础设计
1.隔震结构基础设计可按非隔震结构进行静力下和原设防烈度小震下的分析和设计。 抗规中规定可不进行抗震验算的结构采用隔震设计时,亦可不进行地基与基础的抗震验算。
2.当下部结构或地基基础需要考虑竖向地震作用时,亦按小震作用进行验算。
3.隔震结构承担地基不均匀沉降的能力较弱,故对可能产生地基不均匀沉降的隔震建筑应采取适当措施消除或减小不均匀沉降;对可能产生地基液化的基础应采取从严处理的措施,对甲、乙类建筑的液化判别和抗液化措施应按提高一个液化等级确定;隔震结构宜采用整体性较好的基础形式(如筏基、交叉基础等);当为独立柱基时一般应设置基础拉梁(有防水板时可不另设;强风化基岩地基宜设;非强风化基岩地基可不设)。
2.6 复杂隔震结构的注意事项:
2.6.1 关于不规则隔震结构
1.竖向不规则结构
1)竖向不规则分为质量分布不规则和刚度分布不规则。质量分布不规则是指楼层的有效质量超过相邻楼层的150%(顶层除外);刚度分布不规则是指任意层侧向刚度小于相邻上一层的70%,或其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%(隔震层除外),或承重构件沿竖向不连续。
2)注意事项及建议:
a.此类结构进行隔震时,宜尽可能减小质量、刚度分布的不规则性,以保证减震效果不明显降低。
b.刚度分布不均匀的隔震结构,宜对上部结构的底部1~2层和刚度突变层进行适当加强。
2.平面不规则结构
1)隔震结构平面不规则主要为:扭转不规则、凹凸不规则和楼板局部不连续。扭转不规则的判别指标采用位移比;凹凸不规则和楼板局部不连续的判别指标与抗震结构类似。
2)注意事项及建议:
a.隔震结构设计时,宜通过调节隔震支座和阻尼器布置,以尽可能减小结构的不规则性,若偏心率较大,宜采取提高建筑物端部隔震支座位移能力的措施。
b.对凹凸不规则和楼板局部不连续的隔震结构,宜对平面形状折角部位、楼板尺寸和平面刚度急剧变化的部位进行适当加强。
2.6.2 地下室悬臂柱、倒悬臂柱底隔震结构
1.对于隔震层放在地下室柱顶(或柱底),而柱顶(或柱底)处无框架梁或系梁,从而形成悬臂柱(或倒悬臂柱)隔震的隔震结构,当悬臂柱(或倒悬臂柱)高度较大时宜进行隔震后结构的大变形动力响应和大变形稳定性分析,且考虑相应的P—Δ效应。
2.当隔震层设置在地下室柱顶时,该悬臂柱应按罕遇地震下隔震支座底部的竖向力、水平力和力矩进行承载力验算。
3.当隔震层设置在地下室柱底时,该悬臂柱及与之相连的地下室顶框架梁及一层柱宜按罕遇地震下内力进行承载力验算。
2.6.3 高层结构隔震
1.高层隔震结构是指高度大于24m或其它符合《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010关于高层建筑定义的隔震结构。
2.注意事项及建议:
a.对于长周期高层建筑,在利用反应谱进行隔震效果分析时,应充分考虑高阶振型的影响。
b.高层隔震结构在罕遇地震作用下的抗倾覆能力是保证隔震整体稳定性的重要性能要求,故当建筑物处于9度区,且高宽比大于3时,应在隔震层设置可靠地防倾覆装置;对于高宽比大于3的其它高层隔震结构,均宜设置防倾覆装置。
c.对于高度较高的高层隔震结构,在进行罕遇地震分析时,宜考虑上部结构弹塑性对隔震层的地震响应影响。
d.应注意满足高层隔震结构在脉动风振下的居住舒适度要求。
2.6.4 层间隔震结构
1.层间隔震结构是在隔震技术工程实践中发展起来的一种隔震结构形式,其特点是将隔震层设置在建筑物二层或以上的某两个楼层之间(包括隔震层设置在大底盘的塔楼底部和一般结构层间,但不包括多塔结构的塔底隔震)。
2.注意事项及建议:
a.隔震层的上下相邻层的地震反应相对较大,宜对该部位予以加强;必要时可考虑设置限位装置;
b.层间隔震结构应进行上部结构在罕遇地震下的抗倾覆验算;
c.层间隔震上部结构的高宽比大于3时,宜在隔震层设置可靠的防倾覆装置;
d.层间隔震结构下部结构的P—Δ效应可能是诱发结构失效的重要因素,应采用减小隔震层位移的有效措施;
e.对于隔震层设在大底盘的塔楼底部的层间隔震结构,应注意如下特点:
① 当塔楼质量较小时,通过调整隔震层屈服力和隔震层刚度,塔楼和裙房均可达到较好的减震效果;
② 塔楼质量较大时,塔楼隔震对原结构存在的类似TMD作用有所消弱,因此裙房基底剪力有可能较非隔震结构更大;
③ 对于大底盘层间隔震,随着屈服力的增加,塔楼基底剪力增大,裙房基底剪力减小;随着隔震层刚度与屈服力的减小,塔楼基底剪力减小。
f. 砌体结构(底框除外)不宜进行层间隔震,必须层间隔震时,应进行充分论证,并对下部砌体结构进行必要的加强;底框结构在框—剪结构顶部隔震时,上部砌体结构可按简化办法进行,但上部砌体结构的底层的抗震构造措施应予以加强,下部框—剪结构宜按罕遇地震作用进行设计。
2.6.5 多塔隔震结构
1.多塔隔震结构是指裙房或底板未通过结构缝分开,上部具有两个或两个以上塔楼的结构,可分别称其为大底盘多塔隔震结构和大底板多塔隔震结构。(图示)
a) 大底盘多塔隔震结构 b) 大底板多塔隔震结构
2.大底盘多塔隔震结构
1)多塔之间底盘结构连接部位较为薄弱,故可参照混凝土高规的有关原则对其裙房顶层的框架梁采取加强措施;对塔楼与裙房相连的底盘结构外围柱、剪力墙,从固定端至裙房屋面上一层的高度范围内,适当提高柱纵向钢筋的最小配筋率,柱箍筋宜在裙房屋面上、下层范围内全高加密,剪力墙宜设置约束边缘构件;当塔楼结构相对于底盘偏心收进时,宜采取加强底盘周边竖向构件配筋的措施。
2)当大底盘以上各塔楼的层数及结构总高度相差较大时,应特别注意防止和减小不均匀沉降产生的附加内力和变形,必要时对相关构件予以适当加强。
3.大底板多塔隔震结构
1)大底板多塔隔震结构的上部结构的反应规律与大底盘隔震结构基本一致,其薄弱位置和注意事项参见大底盘隔震结构。
2)大底板多塔之间的底板相对大底盘的裙房更为薄弱,故对此连接部位应予以特别加强(宜大于此部位梁、板的刚度和承载力)。
3)大底板多塔隔震结构对不均匀沉降可能更为敏感,对此应予以特别关注,对可能出现的不均匀沉降尽可能予以调整并对相关构件进行适当加强。
4.多塔隔震(含大底盘多塔隔震和大底板多塔隔震)结构尚宜注意如下事项:
1)多塔隔震结构为获得更好的隔震效果,应尽可能减小隔震层刚度,并需对最优隔震层屈服力进行分析和选择。
2)经过优化布置的隔震层刚度分布,可有效地缓解多塔隔震的平面扭转不规则效应。
3)对于规模较大的多塔隔震结构,宜根据各塔楼的自身特点采用多种计算模型与设计方法进行综合评价。对质量较大且高度较高的塔楼,宜采用单塔模型进行计算,对质量较小的塔楼,宜按楼面反应谱进行设计。
4)高度较高的多塔隔震结构,在进行罕遇地震分析时,应考虑上部结构的弹塑性对隔震层的地震效应影响。
2.6.6 连体隔震结构
1.连体结构再连接连体与塔楼本体采用隔震支座相连而形成的隔震结构称之为连体隔震结构。
2.连体隔震的隔震支座宜采用高阻尼橡胶支座或普通橡胶支座与阻尼器联合使用的耗能连接方式,并应设置限位装置,必要时设置防跌落拉索,以保证连接体在经历大震或大位移后不致跌落。隔震支座宜在连接体梁处沿主轴对称布置,其数量和分布应通过综合分析合理确定,并以有利于对连接体的保护和整体结构耗能为原则。
3.连接体构件及与连接体相连的构件在连接体高度及上、下层范围内的构件的抗震等级应提高一级(已为特一级时不再提高)。
4.设计时宜采用在连接体两端均设置隔震连接节点,如确需一端设置,应将隔震支座放在刚度较小的塔楼一端。
5.与连接体相连部位(柱、剪力墙等)应予以加强并设置防冲击或碰撞装置(相关构件应全柱段箍筋加密,轴压比限值比其它部位减小0.05)。
6.连接体位于结构中上部部位时,应辅助多种计算手段进行计算,取其最不利工况。与阻尼器相连的结构构件,设计时应计入阻尼器传递的附加力。
2.6.7 超长隔震结构
1.超长隔震结构是指建筑物长度超过规范规定的长度的隔震结构,及大底板多塔结构中大底板长度超过规范规定的隔震结构。
2.超长隔震结构设计施工时,宜考虑混凝土收缩和季节温度变化引起的隔震层水平侧移对结构及隔震效果的不利影响。
3.超长隔震结构应适当增加后浇带的设置,后浇带中纵向钢筋应采用搭接作法,不应采用纵筋连通的作法。
4.对处在季节温差较大的地区的隔震结构,在施工过程中宜建立变形监测系统,及时了解变形状况,并采取相应处置措施。
5.对于长度超过300m的超长隔震结构,在进行抗震计算时宜考虑地震波的行波效应。当超长隔震结构的平面或形体不规则时,还宜通过不同角度输入地震波考虑行波效应对结构的最不利影响。
6.超长隔震结构设计时应计入平扭耦联的影响。
3.既有结构隔震加固设计
3.1 一般规定
3.1.1本节适用于经抗震鉴定不满足抗震设防要求的既有建(构)筑物的隔震加固。
3.1.2应根据结构抗震设防类别、场地条件和使用要求等,对隔震加固方案进行技术和经济
综合分析,并与其它抗震加固方法进行比较,并择优选择。
3.1.3采用隔震加固措施时, 应根据既有结构的已服役时间以及业主的需求合理确定其后续使用年限。文物建筑隔震加固工程的后续使用年限应另行确定。
3.1.4隔震加固前, 应通过岩土地质勘察报告、 结构抗震鉴定报告以及结构检测报告等文件,掌握其上部结构和地基基础的现状,并通过实地勘察,了解隔震加固结构的周边环境条件。
3.2 地震作用及地震反应谱
3.2.1采用隔震加固的既有结构,其水平、竖向地震作用计算及构件设计与新建隔震结构基本相同,不同之处主要在于后续使用年限不足50年的可按3.2.2条作适当调整。
3.2.2对于后续使用年限为50 年的隔震加固结构,其材料性能设计指标、地震作用、地震作用效应、结构构件承载力抗震调整系数均应按国家现行设计规范、规程的有关规定执行;对于后续使用年限少于50年的结构,即现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB50023规定的A、B类建筑结构(参见本条注),其设计特征周期、原结构构件的材料性能设计指标、地震作用效应调整等应按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB50023的规定采用,结构构件的“承载力抗震调整系数”应采用下列“抗震加固的承载力调整系数”替代:
1.A类建筑,加固后的构件仍依据其原有构件按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》
GB 50023 规定的“抗震鉴定的承载力调整系数”值采用;新增钢筋混凝土构件、砌体墙体可仍按原有构件对待。
2.B类建筑,宜按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 5001l的“承载力抗震调整系
数”值采用。
注: 1. A类建筑后续设计使用年限规定为30年;B类建筑后续设计使用年限规定为40年。
2. 建造于1991年以前的建筑可按A类设计(根据需要可高于A类,但不得低于A类);1991年至2002年之间的建筑可按B类设计(可高于B类,但不得低于B类);2003年及以后建造的一般应按现行规范、规程进行隔震加固设计。
3.3隔震层设计
3.3.1隔震层的设计工作寿命不应低于上部结构的后续使用年限。
3.3.2上部结构的竖向荷载应通过隔震层有效地传递给下部结构及基础。对于承重墙体、填充墙体及带有构造柱的墙体托换, 可选择钢筋混凝土单梁或双夹梁托换;对于框架柱的荷载托换, 可选择钢筋混凝土托换节点, 并与原框架柱通过植筋、后浇混凝土等措施有效传递剪力,或采用型钢混凝土托换节点。托换梁或节点应与隔震层楼板形成整体。
3.3.3隔震层应具备足够的水平刚度和竖向刚度,其标高应尽量位于原结构±0.00或以下。当原基础埋深较浅不便于隔震层设置时,可采用变截面梁或增设支点的方式减小梁高以便于隔震支座的设置。
3.3.4隔震层楼板宜在同一标高,存在错层时,应加强错层交界区域的构造措施。多栋单体整体隔震时,单体交界区域的隔震层应加强。
3.3.5隔震加固的支座选型及参数应符合设计要求。当选用叠层钢板橡胶隔震支座时,应符合国家现行标准《建筑隔震橡胶支座》JG 118的有关规定;当选择其他类型的隔震支座时,应达到自治区(省级)级以上管理或检测单位的鉴定要求。
3.3.6在确定隔震支座的布置方案时,应对原砌体结构竣工图及现状进行全面分析后确定。隔震支座的布置原则可参照新建隔震结构并结合既有建筑的实际情况确定。
3.3.7上部结构的荷载须经有效托换后,方可实施结构分离。结构分离时应分区、分段实施,
避免过大的振动,并控制差异沉降。
3.3.8隔震支座与上部结构和下部结构应有可靠的连接。
3.3.9隔震层中宜设置检修孔,以便日后的检修维护和更换。
3.4上部结构计算及校核
3.4.1应根据原建筑、结构的竣工图纸、现场情况及其他相关资料,对隔震层以上的结构进行抗震性能的校核,其材料强度应参照检测鉴定报告。
3.4.2隔震层以上结构的水平及竖向地震作用应符合本导则第3.2.1、3.2.2条的规定。
3.4.3上部结构重新校核后,承载力或抗震措施仍然不满足现行规范要求的,应对结构进行加固补强。
3.4.4楼梯间及薄弱的窗间墙肢宜重点加强。
3.4.5对于未列入《建筑抗震设计规范》GB 5001l的结构形式,其隔震加固宜经专门论证。
3.4.9对于未设置抗震构造措施以及采用预制装配式楼板的上部结构,宜加强其抗震整体性,但应避免对原结构产生过大破坏和增加较大自重。
3.5 下部结构、基础设计及校核
3.5.1隔震加固时,应考虑上部结构及隔震层的荷载变化,以及传力途径的改变,并对原有
地基基础进行承载力复核。
由于隔震层的现浇混凝土梁板具有一定的厚度,将显著增加传至基础的荷载;同时,若上部结构存在构件加固或装修改造并引起荷载显著增加时, 应将该部分的荷载增量一并考虑。
对于墙下条形基础,隔震加固后上部荷载将由线性均布荷载变为点式荷载,此时可参考 柱下条形基础的模式进行基础承载力的验算和加固。
3.5.2下部结构及基础经校核后,承载力、变形或抗震措施不满足现行规范要求的,应对其
进行加固补强,且应符合国家现行标准《既有建筑地基基础加固技术规程》JGJ123 的相关规定。
3.5.3 当既有建筑的地基承载力或基础底面积尺寸不满足设计要求时, 可采用混凝土套或钢筋混凝土套加大基础底面积。加大基础底面积的设计和施工应符合下列规定:
1.当基础承受偏心受压时,可采用不对称加宽;当承受中心受压时,可采用对称加宽。
2.在灌注混凝土前应将原基础凿毛和刷洗干净后,铺一层高强度等级水泥浆或涂混凝土界面剂,以增加新老混凝土基础的粘结力。
3.对加宽部分,地基上应铺设厚度和材料均与原基础垫层相同的夯实垫层。
4.当采用混凝土套加固时,基础每边加宽的宽度其外形尺寸应符合国家现行标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7 中有关刚性基础台阶宽高比允许值的规定。沿基础高度隔一定距离应设置锚固钢筋。
5.当采用钢筋混凝土套加固时,加宽部分的主筋宜与原基础内主筋相焊接或通过植筋技术有效传力。
6.对条形基础加宽时,应按长度1.5-2.0m划分成单独区段,分批、分段、间隔进行施工。
3.5.4当不宜采用混凝土套或钢筋混凝土套加大基础底面积时,可将原独立基础改成条形基础;将原条形基础改成十字交叉条形基础或筏形基础;将原筏形基础改成箱形基础。
3.5.5当隔震施工荷载增加较大且不宜采用3.5.3及3.5.4条中的加固措施时,可考虑锚杆静压桩法、树根桩法等基础加固方法。
3.6 构造要求与施工工艺
3.6.1隔震结构的隔震措施,应符合本规定2.4.3.3及2.4.7条的要求。当隔震结构与邻近既有建筑距离不满足间距要求时,可考虑进行短距离平移或设置阻尼装置,以满足或控制隔震层的位移需求。
3.6.2既有结构隔震加固工程可按施工流程可按下列步骤进行,可结合工程情况和现场条件进行穿插流水作业,以缩短总工期。
3.6.3 在隔震层周边应布置沉降观测点,各沉降观测点之间的距离不宜超过15m,伸缩缝 两侧应各布置1个观测点,施工全过程及竣工后均需进行沉降观测,直至竖向变形量静止。
3.6.4墙体托换结构的施工应满足以下要求:
1 严格根据设计图纸,进行现场测量放线,确定墙体开洞的位置;
2 销键梁钢筋伸出墙外的长度应满足钢筋在混凝土中的锚固要求;
3 销键梁的混凝土浇灌应与各托换梁同时进行,混凝土振捣应密实;销键梁、墙体、
托换梁、支墩应形成整体。
4 隔震沟混凝土顶板钢筋可与托换梁钢筋同时绑扎,或在托换梁中按设计要求预留隔
震沟混凝土顶板钢筋。
5 下支墩的钢筋应与加固基础梁钢筋同时绑扎,并满足锚固长度要求;
6 加固基础梁钢筋及下支墩钢筋绑扎完成后,按几何尺寸支模,检查无误后进行混凝
土浇灌。
3.6.5柱托换结构的施工应满足以下要求:
1 严格根据设计图纸,进行现场测量放线,确定柱托换用的型钢牛腿位置;
2 原结构柱在托换位置需要刻凹槽,增加型钢牛腿的抗剪性能;
3 型钢与原结构柱间空隙中的混凝土应浇筑、振捣密实;保证原结构柱、型钢、混凝
土、抗剪棒等形成一个整体。
4 隔震沟混凝土顶板钢筋可与上支墩钢筋同时绑扎,或在上支墩中按设计要求预留隔
震沟混凝土顶板钢筋。
5 下支墩的钢筋应与加固基础梁钢筋同时绑扎,并满足锚固长度要求;
6 加固基础的钢筋及下支墩钢筋绑扎完成后,按几何尺寸支模,检查无误后进行混凝
土浇灌。
3.6.6结构分离及安装隔震支座的施工应满足下列要求:
1 分区分批切断准备安放隔震支座处的墙体(包括构造柱)和框架柱,并做支撑保护;
2 在下支墩处安装隔震支座的下预埋钢板,将预埋钢板螺栓和下支墩钢筋进行有效连接,确保浇灌混凝土时不移位不变形,并校准预埋钢板的标高和水平度,经检查无误后进行下支墩混凝土的二次浇灌;
3 安装上部预埋钢板及螺栓,将预埋钢板螺栓和上支墩钢筋进行有效连接,确保浇灌
混凝土时不移位不变形,经检查无误后进行上支墩混凝土的二次浇灌;
4 待混凝土达到一定强度时,方可进行隔震支座安装。
4 隔震支座性能及检验要求
4.1 一般规定
4.1.1隔震设计时,隔震支座应符合下列要求:
1隔震支座的性能参数应经试验确定。
2隔震支座的设置部位,应采取便于检查和替换的措施。
3 设计文件上应注明对隔震支座的性能要求,安装前应具有相关产品的型式检验报告及按规定进行第三方出厂检测,确保性能符合要求。
4.2 隔震支座性能要求
4.2.1隔震结构中使用的隔震支座主要包括两种支座,隔震橡胶支座及弹性滑板支座(ESB) ,隔震橡胶支座包括天然隔震橡胶支座(LNR)、铅芯隔震橡胶支座(LRB) 、高阻尼隔震橡胶支座(HDR)。支座形状分为圆形和方形,宜优先选用圆形支座。
4.2.2隔震橡胶支座及ESB 中橡胶部分应采用天然橡胶整体硫化而成。支座整体设计工作寿命不应低于上部结构的设计工作寿命,一般应大于50 年。
4.2.3 隔震橡胶支座可选用按国标GB/T 20684.3中5.2表1 构造分类的I,II型支座。
4.2.4 隔震橡胶支座的形状系数应符合下列要求:
1 隔震橡胶支座的第一形状系数S1,应按下式计算;
圆形截面:
矩形截面:
2 隔震橡胶支座的第二形状系数S2,应按下式计算;
圆形截面:
矩形截面:
式中 ─隔震橡胶支座第一形状系数;
─隔震橡胶支座第二形状系数;
d ─橡胶的有效直径(mm);
a ─矩形截面隔震橡胶支座的长边尺寸(mm);
b ─矩形截面隔震橡胶支座的短边尺寸(mm);
─隔震橡胶支座中间开孔的直径(mm);
─每一橡胶层的厚度(mm);
─橡胶层的总厚度(mm)。
不宜小于20,不宜小于5.0
4.2.5 ESB支座中橡胶部形状系数应符合GB/T 20684.5 中6.5.5.3的要求。
4.2.6 隔震支座产品应进行型式检验
1隔震橡胶支座型式检验的试件可按GB/T 20684.3表4采用。满足下列全部条件的,可采用以前相应的型式检验结果:
1) 隔震橡胶支座用相同的材料配方和工艺方法制作;
2) 隔震橡胶支座相应的外部和内部尺寸相差10%以内;
3) 隔震橡胶支座第二形状系数相差±0.4 以内;
4) 隔震橡胶支座第二形状系数 小于5,以前的极限性能和压应力相关性试验试件的不大于本次试验试件的;
5) 以前的试验条件更严格。
2 ESB 支座型式检验的试件可按GB/T 20684.5表4采用。满足下列全部条件的,可采用以前相应的型式检验结果:
1) 滑板支座用相同的材料配方和工艺方法制作;
2) 橡胶支座相应的外部和内部尺寸相差10%以内;
3) 橡胶支座第二形状系数相差±0.4以内;
4) 橡胶支座第二形状系数小于7,以前的极限性能和压应力相关性试验试件的 不大于本次试验试件的 ;
5) 滑移面板尺寸相差30%以内;
6) 滑移材料未改变、滑移面板与下连接板的连接方式未改变;
7) 以前的试验条件更严格。
4.2.7隔震设计中所使用的支座产品在运抵工地前应进行第三方出厂检验。
出厂检验可采用随机抽样的方式确定检测试件。若有一件抽样试件的一项性能不合格,则该次抽样检验不合格。不合格产品不得出厂。出厂检验数量要求如下:
对一般建筑,每种规格产品抽样数量应不少于总数的20%;若有不合格试件,应 重新抽取总数的30%,若仍有不合格试件,则应100%检测。(除设计有特别要求外,乙类建筑可按一般建筑抽检。)
对重要建筑, 每种规格产品抽样数量应不少于总数的50%; 若有不合格试件,则应100%检测。
对特别重要的建筑,每种规格产品抽样数量应为总数的100%。
一般情况下,每项工程抽样总数不少于20 件,每种规格的产品抽样数量不少于4件, 少于4件则全部检测。
4.2.8隔震支座的产品性能必须经过型式检验合格。
隔震橡胶支座试验项目如下:
1 压缩性能,包括支座竖向压缩刚度。
2 剪切性能,对LNR支座为水平等效刚度 ,HDR支座为水平等效刚度及等效阻尼比,LRB支座为屈服后刚度及屈服力。
3 拉伸性能,包括剪应变为零时破坏应力,屈服应力,拉伸破坏或屈服时对应的剪应变;支座在水平大应变时拉伸性能。
4 竖向极限压缩性能。
5 剪切性能相关性,包括剪应变相关性,压应力相关性,加载频率相关性,反复加载次数相关性,温度相关性。
6 压缩性能相关性,包括剪应变相关性,压应力相关性。
7 极限剪切性能,包括破坏剪应变,屈曲剪应变,压剪极限性能区域图。
8 耐久性能,包括老化性能、徐变性能。
ESB支座试验项目如下:
1 压缩性能,包括支座竖向压缩刚度。
2 剪切性能,初始刚度,动摩擦系数μ。
3 竖向极限压缩性能。
4 剪切性能相关性,包括剪应变相关性,压应力相关性,加载频率相关性,反复加载次数相关性,温度相关性。
5 压缩性能相关性,包括剪应变相关性,压应力相关性。
6 极限剪切性能。
7 耐久性能,包括老化性能、徐变性能。
4.2.9每项隔震工程采用的隔震支座的产品性能必须经出厂检验合格,试验项目如下:
1 支座在设计压应力下的竖向压缩刚度。
2 支座在设计压应力下水平100%剪应变的剪切性能,对LNR 支座为水平等效刚度,HDR 支座为水平等效刚度及等效阻尼比,LRB 支座为屈服后刚度及屈服力,ESB支座的初始刚度,动摩擦系数μ。
4.2.10型式检验的隔震支座压缩性能中压缩刚度的要求:其测试值与理论值的误差相比不得
超过±30%。
4.2.11型式检验的隔震支座剪切性能应考虑温度修正和频率修正,修正后的力学指标应满足
如下要求:
1.LNR水平等效刚度,对按GB/T50223 确定的甲类及乙类建筑:单个测试值与理论值的误差相比不得超过±15%,一批试件的平均值与理论值的误差相比不得超过±10%;对按GB 50223 确定的丙类及丁类建筑:单个测试值与理论值的误差相比不得超过±25%,一批试件的平均值与理论值的误差相比不得超过±20%。
2.HDR水平等效刚度及等效阻尼比,对按GB/T50223确定的甲类及乙类建筑:单个测试值与理论值的误差相比不得超过±15%,一批试件的平均值与理论值的误差相比不得超过±10%;对按GB/T50223 确定的丙类及丁类建筑:单个测试值与理论值的误差相比不得超过±25%,一批试件的平均值与理论值的误差相比不得超过±20%。
3.LRB支座屈服后刚度及屈服力,对按GB/T50223确定的甲类及乙类建筑:单个测试值与理论值的误差相比不得超过±15%,一批试件的平均值与理论值的误差相比不得超过±10%;对按GB/T50223确定的丙类及丁类建筑:单个测试值与理论值的误差相比不得超过±25%,一批试件的平均值与理论值的误差相比不得超过±20%。
4.ESB 支座的初始刚度,动摩擦系数μ,单个测试值与理论值的误差相比前者不得超过±15%,后者对低摩擦支座不得超过±50%,中、高摩擦支座:±30%。
4.2.12型式检验的隔震橡胶支座在水平剪应变0或大应变时, 其拉伸强度不得小于2.5Mpa。
4.2.13型式检验的隔震橡胶支座在水平剪应变为0竖向极限压应力不应小于90MPa,ESB支座为60MPa。
4.2.14型式检验的隔震橡胶支座剪切性能相关性要求应满足国标GB/T20684.3中6.3.3中表6的要求,ESB支座应满足国标GB/T20684.5中表4 的要求。
4.2.15型式检验的隔震橡胶支座压缩性能相关性要求应满足国标GB/T20684.3中6.3.4中7的要求,ESB支座压缩性能相关性要求应满足国标GB/T20684.5中6.3.4中表4 的要求。。
4.2.16型式检验的隔震橡胶支座极限剪切性能要求应满足在设计压应力下不小于400%的要求,同时绘制出支座压剪极限性能区域图;ESB应满足GB/T20684.5 中表4的要求
4.2.17型式检验的支座耐久性能要求:
1 老化性能:
LNR水平等效刚度,老化前后相比不得超过±20%;
HDR水平等效刚度 及等效阻尼比,老化前后相比不得超过±20%;
LRB支座屈服后刚度及屈服力,老化前后相比不得超过±20%;
ESB支座初始刚度,老化前后相比不得超过±30%;
2 徐变性能:隔震支座在60年徐变量不超过支座内部橡胶总厚度的10%。
4.2.18 出厂检验的隔震支座压缩性能中压缩刚度的要求同本规范3.2.5。
4.2.19 出厂检验的隔震支座剪切性能应考虑温度修正和频率修正,修正后的力学指标要求同本导则4.2.6。
4.2.20 出厂检验的隔震橡胶支座拉伸强度要求同本规范3.2.7。
4.2.21 隔震支座的产品性能型式检验和产品性能出厂检验不能互相代替。
4.2.22 隔震橡胶支座试验前尺寸要求应满足国标GB/T20684.3中8 的要求,ESB 支座应满足GB/T20684.5中8的要求。
4.2.23 隔震橡胶支座试验前外观要求应满足国标GB/T20684.3中6.7 的要求,ESB 应满足GB/T20684.5中6.6.1的要求。
4.2.24 隔震支座在进行竖向压缩性能时及试验后不得有异常变形;
4.2.25 隔震支座在设计压应力、设计剪应变试验后48h残余变形导致的水平侧移不得大于5mm。
4.2.26 对在隔震设计中有防火要求的隔震支座,应加设防火装置,并宜进行防火试验,满足相应的建筑防火规程。
4.3 隔震支座试验及检测方法
4.3.1对隔震支座型式检验的压缩性能和出厂检验中的竖向刚度的测试,建议采用国标GB/T 20684.1 中6.3.1中方法2中的加载方法,即设计压力下上下浮动30%的加载方法,测试值取第3圈的结果。
4.3.2对隔震支座型式检验及出厂检验中的剪切性能的测试,设备应优先采用单剪设备,不同种类的支座采用不同的试验方法,对LNR、LRB及ESB支座,宜采用GB/T20684.1 中6.3.2中水平循环3圈的方法, 测试结果取第3圈的结果; 对HDR支座, 宜采用GB/T 20684.1中6.3.2中水平循环11圈的方法,测试结果取2~11圈的平均结果。
4.3.3对隔震橡胶支座型式检验和出厂检验拉伸性能的试验方法可参考GB/T20684.1 中
6.6条的试验方法进行。
4.3.4对隔震橡胶支座型式检验竖向极限压缩性能的试验方法可参考GB/T20684.1中6.6
条的试验方法进行,不同之处在于拉力改为压力;ESB 支座可参考20684.5 中3.3.1 的方法进行。
4.3.5 对隔震支座型式检验中剪切性能相关性试验方法可参GB/T20684.1中6.4.1~6.4.5有关条款及本导则4.2.5条的要求进行。
4.3.6对隔震支座型式检验中压缩性能相关性试验方法可参考GB/T 20684.1中6.4.6及
6.4.7有关条款的要求进行。
4.3.7对隔震橡胶支座型式检验及出厂检验中极限性能试验方法可参考GB/T20684.1中
6.5的要求进行;ESB支座可参考GB 20684.5中3.3.2的方法进行。
4.3.8对支座型式检验中耐久性试验可参考GB/T 20684.1中6.3.1和6.3.2的方法进行。
4.4 连接构造设计计算
4.4.1支座连接螺栓和连接板设计见GB/T20684.3附录G。
5、隔震结构施工、验收及维护
5.1 隔震建筑工程施工
5.1.1隔震装置及相关隔震构造的施工,应编制专项施工方案。
5.1.2监理单位应针对隔震工程的具体情况制定监理规划和监理实施细则。
5.1.3建设单位应向使用单位提供减隔震工程使用说明书,并在工程显著部位镶刻铭牌,标明工程的减隔震类别和使用注意事项。
5.1.4隔震支座及配套产品的采购
1 隔震支座及配套产品应为具备相应生产能力的法人企业生产;
2 隔震支座及配套的预埋板、螺栓、柔性管道应符合设计参数的要求;
3 隔震支座生产企业供应产品时应持有具备资质的检测单位出具的、与所生产规格相应的型式检测报告。
5.1.5隔震层施工准备
1 承担隔震工程施工的技术人员上岗前应接受隔震技术专项培训,全面掌握隔震工程的特点及隔震原理。培训宜安排在下支墩钢筋施工前进行;
2 施工单位应编制隔震施工专项方案,专项方案应由企业技术负责人和监理公司总监签署批准意见,对于复杂结构的隔震工程宜由隔震专家论证通过后方可实施;隔震层专项施工方案的内容应包括:
1)隔震工程概况;
2)主要设计参数,包括隔震支座的数量、规格、布置、下支墩平面尺寸等内容;
3)必要的安全技术措施。隔震施工现场所有安全设施应符合工程整体施工技术措施的规定,必要时可根据隔震支座的特殊安装要求设置专门的安全保证设施;
4)隔震支座及下预埋钢板安装工艺,安装精度保证措施;
5)下预埋钢板螺栓套筒与下支墩竖向锚固钢筋位置关系分析,下支墩竖向锚固钢筋不影响下预埋钢板安装的保证措施;
6)支墩混凝土的浇筑方案,确保预埋钢板下混凝土浇筑密实的措施;
7)施工期间对隔震支座的保护措施;
8)隔震层处其它隔离构造的保证措施,包括室外工程、台阶、楼梯、电梯井、隔震沟、楼梯扶手、上下水管道、消防管道、天然气管道、电线电缆、避雷接地线、墙体等的连接措施;
3 下支墩基础插筋前应对支墩竖向钢筋的位置按照下预埋钢板螺栓的位置进行调整,保证预埋钢板的安装空间,不得任意切割钢筋的锚固段和预埋钢板的安装空间,不得任意切割钢筋的锚固段和预埋钢板的套筒;
4 隔震支座、连接钢板等隔震材料应具有合法性证明材料;
5 隔震层施工前应对隔震材料进行抽验、验收、合格后方可使用;
6 隔震材料的现场检查内容及方法应符合《GBT20688.1-2007 橡胶支座 第1部分:隔震橡胶支座实验方法》的规定。
5.1.6隔震层施工
1 隔震层施工应严格按照批准的专项施工方案施工;
2 隔震层及其构造施工前应对操作人员进行详细的技术交底,并做好交底记录;
3 隔震支座及预埋钢板安装过程中和浇筑混凝土前后要随时检查其精度,发现精度不符合要求的要及时纠正;
4 震层施工过程中,应进行自检、互检和交接检,前一工序经检验合格后方可进行下一工序施工;
5 隔离层施工过程中,应对隐蔽工程进行验收,对重要工序和关键部位应加强质量检查,并做出详细记录,同时宜留存图像资料;
6 隔震工程施工阶段,宜对隔震支座采取临时覆盖保护措施;
7 隔震建筑的施工应进行施工过程中隔震支座变形监测;
8 施工单位应保证施工资料真实、有效、完整和齐全。施工项目技术负责人应组织施工全过程的资料编制、收集、整理和审核,并应及时存档、备案。
5.1.7隔震支座安装
1 隔震支座应在下支墩混凝土强度达到设计强度的80%后进行安装;
2 隔震支座安装前必须进行定位复测并记录,复测内容包括预埋件标高、中心位置及平整度;
3 隔震支座现场安装过程中,可采用汽车吊进行吊装,吊装时应按厂家提供的吊点安装吊具,严禁将钢丝绳等穿于螺栓孔内。吊运过程中,应保证隔震支座上下面水平,严禁倾斜;
4 隔震支座安装前应对隔震支座法兰盘下底面油漆进行修补;隔震支座安装前应对隔震支座法兰盘下底油漆进行修补;隔震支座就位后,复测隔震支座标高及平面位置,拧紧连接螺栓;
5 支撑隔震支座的支墩(或柱),其顶面水平度误差不宜大于5‰;
6 隔震支座吊装中应注意安全,可确定一个安装工作负责人,统一指挥;
7 隔震支座吊装过程中,注意隔震支座橡胶部分的保护工作,避免钢丝绳划破橡胶;
8 隔震支座安装平面轴线位置、水平度和整体标高应满足下列要求:
1)支座底部中心标高偏差不大于5mm,轴线偏差不大于5mm;
2)单个支座的倾斜度不大于支座直径的1/300;
3)安装支柱或支墩模板时,应复核定位轴线的精度;
4)同一墩柱下有2个或多于2个的隔震支座时,必须采用由同一厂家生产的隔震支座;
5)隔震支座及其下支墩平面位置、标高,应引自基准控制点。
5.1.8施工阶段应对隔震支座的竖向变形和水平变形进行检测。
5.1.9建设单位在工程显著部位镶刻铭牌,标明该工程为隔震工程,提醒使用者该建筑物的某些区域在地震中可移动,注意保护隔震支座及相关构造。
5.2 隔震建筑工程验收
5.2.1施工阶段检查验收
1 隔震建筑工程质量的验收均应在施工单位自行检查评定的基础上进行;
2 隐蔽工程在隐蔽前应由施工单位通知相关单位进行验收,并应形成验收文件;
3 隔震支座安装分相工程的检验批均应符合合格质量的规定;
4、隔震支座安装分项工程的检验批的施工验收记录应完成;
5、隔震层相邻构(配)件分项工程的检验批均应符合合格质量规定;
6、隔震层相邻构(配)件分项工程的检验批施工验收记录应完成;
7、穿过隔震层的管线、配管采用柔性连接段时,应提供柔性连接段的厂家质量保证书,柔性连接段的长度及安装位置均应符合设计要求;
8、施工缝检查前,应查看隔震层关键位置隔离缝大样图。现场检查时,查看现场是否按图施工;
9、隔震层工程质量验收合格标准应符合下列规定:
1)隔震层工程所含分项工程的质量均应验收合格;
2)质量控制资料应完整;
3)隔震离支座及其他隔震层部件的相关检验和抽验结果应符合有关规定;
4)观感质量验收应符合要求;
10隔震支座的第三方检验单位应具有相应的资质。
5.2.2 竣工验收
隔震结构的竣工验收除应符合国家现行有关施工及验收规范规定外,尚应提交下列文件:
1 隔震支座及预埋件供货企业的合法性证明;
2 隔震支座及预埋件出厂合格证书;
3 隔震支座及预埋件出厂检验报告;
4隔震层子分部工程施工验收记录;
5 隐蔽工程验收记录;
6 隔震支座及其预埋件的施工安装记录;
7 隔震结构施工全过程中隔震支座竖向变形观察记录;
8 隔震结构施工安装记录;
9 上部结构与周围固定物脱开距离的检查记录。
5.3 隔震建筑工程维护
5.3.1隔震工程的业主应确保隔震工程的正常使用,不得随意改变、损坏、拆除隔震装置或填埋、破坏隔震构造措施。
5.3.2隔震建筑标识
1 隔震建筑标识应能描述隔震建筑的功能及其功能发挥的特殊性,应能提醒业主及其他人员对隔震支座及隔震构造的维护;
2隔震建筑标识的设置应满足下列要求:
1) 标识应比较醒目,同时放在比较显眼的位置;
2) 标识内容应简单明了,使人一目了然;
3) 标识的设置应该尽量统一,并应具有一定警示作用;
3 隔震建筑的标识应设置在门厅入口、楼梯断缝、建筑物周围隔震沟、隔震层防震缝等部位;
4 隔震产品描述应包括隔震支座的型号、规格以及功能、特性等,对其特殊的使用要求也应进行简要的描述。
5.3.3隔震建筑维护和检查
1 产厂家应在产品说明书中明确隔震支座的特点及使用过程中的维护要求;
2 震建筑的检查分为定期检查和应急检查两类;
3 业主或物业管理单位应在隔震工程竣工后第1年、第3年、第5年、第10年对隔震层进行定期检查,10年以后每10年检查一次;
4 当发生地震、火灾、水灾等异常情况时,应委托专门技术人员进行应急检查;
5、定期检查主要观察隔离层是否有异常位移及隔震支座和连接件是够有锈蚀、剥落及倾斜等外观质量缺陷。
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