《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的若干關(guān)注點(diǎn)
2022-01-25 13:58:53
《建筑隔震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的若干關(guān)注點(diǎn)
郁銀泉 譚平 鄧烜 雷遠(yuǎn)德
關(guān)注點(diǎn)1：隔震結(jié)構(gòu)應(yīng)依據(jù)哪些規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)？
回復(fù)：對(duì)于隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)優(yōu)先考慮《隔標(biāo)》中的相關(guān)設(shè)計(jì)方法。對(duì)于《隔標(biāo)》中未涉及的部分，可參考其他規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求。解釋：根據(jù)《條例》關(guān)于保持建筑保持正常使用功能的要求，需要保證建筑在中震下的性能。對(duì)比《抗規(guī)》和《隔標(biāo)》，隔標(biāo)設(shè)計(jì)方法可以通過一次設(shè)計(jì)滿足相關(guān)要求；而采用《抗規(guī)》方法不能直接保證結(jié)構(gòu)在中震水準(zhǔn)的性能。
關(guān)注點(diǎn)2：隔震支座重力荷載代表值下的豎向壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值是否需要考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)？
回復(fù)：隔震支座在重力荷載代表值作用下的豎向壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值不需考慮分項(xiàng)系數(shù)。解釋：隔震支座重力荷載代表值下的豎向壓應(yīng)力設(shè)計(jì)考慮的是保證支座在長(zhǎng)期荷載作用的蠕變變形以及穩(wěn)定性能，屬于正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中3.2.10條規(guī)定，荷載組合為準(zhǔn)永久組合，采用重力荷載代表值不需要考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)。
關(guān)注點(diǎn)3：隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否需要考慮扭轉(zhuǎn)周期比？
回復(fù)：隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不考慮扭轉(zhuǎn)周期比。解釋：控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)周期比目的在于對(duì)結(jié)構(gòu)整體布置合理性的把控，而對(duì)于隔震結(jié)構(gòu)來說，由于隔震層相對(duì)于上部結(jié)構(gòu)的剛度要小很多，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)周期比取決于支座的布置。一般地，通過控制隔震層的偏心率和將大剛度支座分布在結(jié)構(gòu)四周，能夠保證結(jié)構(gòu)的第一階振型為平動(dòng)，且前三階周期十分接近，扭轉(zhuǎn)周期比小于1.00但大于0.90。此外，《隔標(biāo)》第4.3.2條中給出了考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)影響的計(jì)算方法，能夠有效計(jì)算結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的影響。綜上所述，隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可不考慮扭轉(zhuǎn)周期比。
關(guān)注點(diǎn)4：隔震結(jié)構(gòu)是否考慮扭轉(zhuǎn)位移比？
回復(fù)：隔震結(jié)構(gòu)不考慮扭轉(zhuǎn)位移比的限值要求。解釋：隔震結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)變形可分為隔震層和上部結(jié)構(gòu)。對(duì)于隔震層，不采用扭轉(zhuǎn)位移比來控制隔震層的扭轉(zhuǎn)變形，而是通過設(shè)防地震下隔震層偏心率以及隔震支座在罕遇地震下考慮扭轉(zhuǎn)影響的水平位移進(jìn)行控制；對(duì)于隔震結(jié)構(gòu)來說，隔震層是結(jié)構(gòu)體系中剛度最低的部位，地震中結(jié)構(gòu)不規(guī)則帶來的扭轉(zhuǎn)變形將主要反映在隔震層，在進(jìn)行了包括大震彈塑性在內(nèi)的詳細(xì)地震作用分析，且隔震層已經(jīng)充分考慮了結(jié)構(gòu)帶來的附加扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的情況下，上部結(jié)構(gòu)本身可不考慮其不規(guī)則性帶來扭轉(zhuǎn)影響。因此，隔震結(jié)構(gòu)不考慮扭轉(zhuǎn)位移比的限值要求。
關(guān)注點(diǎn)5：框架結(jié)構(gòu)首層柱是否算關(guān)鍵構(gòu)件？
回復(fù)： 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分為基底隔震和層間隔震進(jìn)行討論。對(duì)于基底隔震，首層柱是指隔震層以上第一層的框架柱，不算關(guān)鍵構(gòu)件；對(duì)于層間隔震結(jié)構(gòu)，隔震層以下、室外地坪標(biāo)高以上的豎向構(gòu)件為關(guān)鍵構(gòu)件。解釋：對(duì)于基底隔震，由于隔震層樓板的參與，一般認(rèn)為隔震層梁板具有較強(qiáng)的類似“嵌固端”作用，為保證上部結(jié)構(gòu)的變形破壞模式與一般框架結(jié)構(gòu)保持一致，首層柱不按關(guān)鍵構(gòu)件考慮；對(duì)于層間隔震，首層柱屬于隔震層以下、地面以上構(gòu)件，對(duì)防止結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌和保護(hù)生命安全均具有重要作用，應(yīng)按關(guān)鍵構(gòu)件考慮。
隔標(biāo)中的關(guān)鍵構(gòu)件是指隔震層中的支墩、支柱及其相連構(gòu)件（注意是隔震層中的構(gòu)件），底部加強(qiáng)部位的重要豎向構(gòu)件、水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件及與其相連豎向支承構(gòu)件等。
關(guān)注點(diǎn)6：隔震結(jié)構(gòu)是否考慮周期折減？
回復(fù)：隔震結(jié)構(gòu)可不考慮周期折減。解釋：周期折減目的在于考慮非承重墻體的剛度影響。隔震結(jié)構(gòu)周期計(jì)算的剛度貢獻(xiàn)可分為隔震層和上部結(jié)構(gòu)，其中隔震層不存在非承重墻貢獻(xiàn)無需折減，上部結(jié)構(gòu)考慮非承重墻體貢獻(xiàn)可進(jìn)行折減。因此，折減后的隔震結(jié)構(gòu)周期計(jì)算方法應(yīng)為：隔震層（不折減）+上部結(jié)構(gòu)（折減）。隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮的是設(shè)防地震水準(zhǔn)，通過大量算例分析發(fā)現(xiàn)周期折減對(duì)上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)影響很?。ɑ准袅τ绊懞雎圆挥?jì)，上部結(jié)構(gòu)樓層剪力影響一般小于2%），為簡(jiǎn)單起見可以不考慮周期折減。
關(guān)注點(diǎn)7：隔震結(jié)構(gòu)在罕遇地震下計(jì)算方法應(yīng)如何選取？
回復(fù)：隔震支座在罕遇地震、極罕遇地震下的拉壓應(yīng)力應(yīng)采用彈塑性時(shí)程分析方法計(jì)算結(jié)果。解釋：隔震結(jié)構(gòu)在罕遇、極罕遇地震下，上部結(jié)構(gòu)可能會(huì)進(jìn)入塑性狀態(tài)，隔震支座可能會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力或提離，導(dǎo)致振型分解反應(yīng)譜方法不再適用。 因此，在計(jì)算隔震支座在罕遇、極罕遇地震下的拉壓應(yīng)力時(shí)，應(yīng)采用彈塑性時(shí)程分析方法。
關(guān)注點(diǎn)8：隔震結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)如何考慮？
回復(fù)：地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)按設(shè)防地震作用進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中，地基部分應(yīng)按照設(shè)防地震作用進(jìn)行地基承載力驗(yàn)算；基礎(chǔ)部分應(yīng)按普通豎向構(gòu)件和重要水平構(gòu)件（《隔標(biāo)》4.4.6條第2款）的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)基礎(chǔ)構(gòu)件（如筏板、基礎(chǔ)梁等）與下支墩直接相連時(shí)，尚應(yīng)按照《隔標(biāo)》4.7.2條進(jìn)行大震包絡(luò)設(shè)計(jì)。地基基礎(chǔ)部分設(shè)計(jì)示意圖如下：
關(guān)注點(diǎn)9：隔震建筑的建筑高度應(yīng)如何取值？
回復(fù)：隔震建筑的建筑高度應(yīng)與一般抗震建筑高度保持一致，從室外地面算起。解釋：房屋高度在隔震建筑設(shè)計(jì)中主要涉及兩個(gè)問題，一個(gè)是結(jié)構(gòu)體系的適用高度，一個(gè)是結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)。對(duì)于隔震建筑來說，其對(duì)高寬比的控制、大震工況的驗(yàn)算，能夠有效保證結(jié)構(gòu)體系的整體剛度、抗傾覆能力、整體穩(wěn)定、承載能力等的宏觀控制指標(biāo)，隔震層位置可能會(huì)有一定的差異，但是對(duì)于不同結(jié)構(gòu)體系的適用高度是能夠保證的。而對(duì)于抗震等級(jí)來說，在《抗規(guī)》、《高規(guī)》中均有關(guān)于“接近高度分界”的表述，說明對(duì)于一些抗震有力的建筑，其抗震構(gòu)造等級(jí)是可以適當(dāng)調(diào)整的，隔震建筑在結(jié)構(gòu)規(guī)則性、地震作用、可能的損傷模式上，均較常規(guī)抗震結(jié)構(gòu)更加有利。因此，隔震建筑高度從室外地面算起是合理的。