隔震结构中的关键构件及设计方法

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关键构件应由结构工程师根据工程实际情况分析确定,一般来说隔震层支墩、支柱及相连构件,底部加强部位的重要竖向构件、水平转换构件及与其相连竖向支承构件、层间隔震结构位于地面以上的下部结构,其竖向投影向外延伸一跨范围内的所有竖向构件均属于关键构件。

根据《隔标》第4.7.2条的规定,隔震层支墩、支柱及相连构件应采用在罕遇地震作用下隔震支座底部的竖向力、水平力和弯矩进行承载力验算,且应按抗剪弹性、抗弯不屈服考虑。根据《隔标》第4.7.3条的规定,隔震层以下的地下室,或塔楼底盘结构中直接支撑隔震塔楼的部分及其相邻一跨的相关构件,应满足设防烈度地震作用下的抗震承载力要求。需要特别说明的问题是,与上支墩相连接的框架梁不宜按《隔标》4.7.2条的规定执行,因为《隔标》整个4.7节的内容都是针对下部结构设计的相关规定,且在《隔标》第2.1.4条关于隔震结构下部结构的划分已做了定义。因此上支墩柱和与之相连接的框架梁只需定义为关键构件,进行中震性能化设计即可,不需要按大震抗剪弹性,抗弯不屈服设计。从屈服机制分析,首层柱中震不屈服,隔震层与上支墩层相连接的框架梁中震弹性,上支墩中震弹性,这样的设计可以保证上部结构的变形破坏模式与一般框架结构保持一致,也可以实现隔震层梁板具有较强的类似“嵌固端”作用。(示意图图1~图3)

隔震结构中的关键构件及设计方法

图1 层间隔震性能目标及构件验算要求

隔震结构中的关键构件及设计方法

图2 地下室顶板隔震性能目标及构件验算要求

隔震结构中的关键构件及设计方法

图3 基底隔震性能目标及构件验算要求

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