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天津市建筑工程消能减震隔震技术规程
Technical specification for energy dissipation and seismic isolation in building engineering in Tianjin
DB/T 29-320-2025
J18024-2025
主编单位:天津市地震局
天津大学建筑设计规划研究总院有限公司
天津市建工工程总承包有限公司
批准部门:天津市住房和城乡建设委员会
实施日期:2025年04月01日
2025 天 津
目 次
1 总则................................................................................................................... 1
2 术语和符号 ....................................................................................................... 2
2.1 术语 ...................................................................................................... 2
2.2 主要符号 .............................................................................................. 5
3 基本规定 ........................................................................................................... 7
3.1 一般要求 .............................................................................................. 7
3.2 场地和地基基础 ................................................................................... 9
3.3 结构分析 ............................................................................................ 10
3.4 材料、施工及耐久性 ......................................................................... 10
3.5 试验、维护及监测 ............................................................................. 11
4 抗震性能化设计 ..............................................................................................13
4.1 一般规定 ............................................................................................ 13
4.2 结构抗震性能化设计 ......................................................................... 14
4.3 非结构构件抗震设计 ......................................................................... 21
5 地震作用与作用效应 ......................................................................................22
5.1 一般规定 ............................................................................................ 22
5.2 地震作用计算 ..................................................................................... 23
5.3 截面抗震验算 ..................................................................................... 29
6 消能器的技术性能 ..........................................................................................31
6.1 一般规定 ............................................................................................ 31
6.2 金属消能器......................................................................................... 32
6.3 屈曲约束支撑 ..................................................................................... 34
6.4 摩擦消能器......................................................................................... 36
6.5 黏滞消能器......................................................................................... 38
6.6 黏弹性消能器 ..................................................................................... 41
6.7 性能检验 ............................................................................................ 43
7 消能减震结构设计 ..........................................................................................46
7.1 一般规定 ............................................................................................ 46
7.2 消能器恢复力模型及参数 ................................................................. 48
7.3 附加阻尼比及等效刚度 ..................................................................... 48
7.4 消能部件设计 ..................................................................................... 51
7.5 主体结构设计 ..................................................................................... 53
7.6 消能子结构设计 ................................................................................. 54
8 消能部件的连接 ..............................................................................................56
8.1 一般规定 ............................................................................................ 56
8.2 连接计算 ............................................................................................ 56
8.3 连接构造 ............................................................................................ 57
9 隔震支座 ..........................................................................................................59
9.1 一般规定 ............................................................................................ 59
9.2 支座 .................................................................................................... 60
9.3 材料 .................................................................................................... 61
9.4 设计规定 ............................................................................................ 63
9.5 力学性能要求 ..................................................................................... 66
9.6 检验规则 ............................................................................................ 70
10 隔震结构设计 ................................................................................................72
10.1 一般规定........................................................................................... 72
10.2 隔震层设计 ....................................................................................... 72
10.3 上部结构设计 ................................................................................... 78
10.4 下部结构设计 ................................................................................... 81
10.5 隔震构造........................................................................................... 82
11 工程施工 ........................................................................................................85
11.1 一般规定 ........................................................................................... 85
11.2 运输及进场 ....................................................................................... 86
11.3 消能部件施工 ................................................................................... 89
11.4 隔震工程施工 ................................................................................... 91
12 工程验收 ......................................................................................................100
12.1 一般规定......................................................................................... 100
12.2 消能部件验收 ................................................................................. 101
12.3 隔震工程验收 ................................................................................. 103
13 工程标识、监测和维护 ..............................................................................108
13.1 一般规定......................................................................................... 108
13.2 标识 ................................................................................................ 108
13.3 监测 ................................................................................................ 109
13.4 维护 ................................................................................................ 110
附录A 非结构构件的性能需求 ...................................................................... 113
附录B 场地特征周期Tg(s) .......................................................................122
附录C 消能器和隔震支座标记规则...............................................................124
附录D 消能器标准化产品规格及力学性能参数 ...........................................127
附录E 消能器检验项目 ..................................................................................138
附录F 支座标准化产品规格及力学性能参数 ...............................................140
本规程用词说明 ..................................................................................................148
引用标准名录 ......................................................................................................149
条文说明 ..............................................................................................................150
Contents
1 General Provisions ...................................................................... 1
2 Terms and Symbols ..................................................................... 2
2.1 Terms ................................................................................................. 2
2.2 Main Symbols ....................................................................................... 5
3 Basic Requirements .................................................................... 7
3.1 General Requirements ........................................................................ 7
3.2 Site and Foundations .......................................................................... 9
3.3 Structural Analysis ........................................................................... 10
3.4 Materials, Construction and Durability ............................................ 10
3.5 Testing, Maintenance and Monitoring.............................................. 11
4 Performance-based Seismic Design of Structures .................... 13
4.1 General Requirements ...................................................................... 13
4.2 Seismic Performance Targets ........................................................... 14
4.3 Performance Requirements for Non-structural Components, Equipment, and Pipelines .................................................................................................... 21
5 Earthquake Action and Action Effects ...................................... 22
5.1 General Requirements ...................................................................... 22
5.2 Calculation of Sesmic Ation ............................................................ 23
5.3 Seismic Design of Component Section ............................................ 29
6 Technical Characteristics of Energy Dissipation Devices ....... 31
6.1 General Requirements ...................................................................... 31
6.2 Metal Yield Devices for Energy Dissipation .................................... 32
6.3 Buckling Restrained Braces ............................................................. 34
6.4 Friction Damper ............................................................................... 36
6.5 Viscous Fluid Damper ...................................................................... 38
6.6 Visco-elastic Damper ....................................................................... 41
6.7 Test of Performance ......................................................................... 43
7 Design of Energy Dissipation Buildings ................................... 46
7.1 General Requirements ...................................................................... 46
7.2 Resilience Model and Parameters of Dissipation Devices ............... 48
7.3 Additional Damping Ratio and Equivalent Stiffness ....................... 48
7.4 Design of Energy Dissipation Parts.................................................. 51
7.5 Design ofˇ Main Structure ................................................................ 53
7.6 Dissipation Substructure Design ...................................................... 54
8 Connecting of Energy Dissipation Parts ................................... 56
8.1 General Requirements ...................................................................... 56
8.2 Calculation of Embedded Parts ........................................................ 56
8.3 Connecting Details between Energy Dissipation Devices and Main Structures ......................................................................................................... 57
9 Seismic Isolator......................................................................... 59
9.1 General Requirements ...................................................................... 59
9.2 Seismic Isolator ................................................................................ 60
9.3 Material of Seismic Isolator ............................................................. 61
9.4 Design regulations ........................................................................... 63
9.5 Requirements of Mechanical Properties........................................... 66
9.6 Rules for Testing .............................................................................. 70
10 Design of Seismic Isolation Buildings .................................... 72
10.1 General Requirements .................................................................... 72
10.2 Design ofˇ Seismic Isolation .......................................................... 72
10.3 Design ofˇ Superstructure .............................................................. 78
10.4 Design of Substructure ................................................................... 81
10.5 Requirement for Detailings of Seismic Isolation Construction ...... 82
11 Construction of Buildings ....................................................... 85
11.1 General Requirements .................................................................... 85
11.2 Transportation and Entry ................................................................ 86
11.3 Construction of Energy Dissipation Devices .................................. 89
11.4 Construction of Seismic Isolation Buildings .................................. 91
12 Acceptance of Buildings ....................................................... 100
12.1 General Requirements .................................................................. 100
12.2 Acceptance of Energy Dissipation Devices ................................. 101
12.3 Acceptance of Seismic Isolation Buildings .................................. 103
13 Identification, Monitoring and Maintenance of Buildings .... 108
13.1 General Requirements .................................................................. 108
13.2 Identification ................................................................................ 108
13.3 Monitoring ................................................................................... 109
13.4 Maintenance ................................................................................. 110
Appendix A Performance Requirements for Non-structural ...... 113
Appendix B Site Characteristic Period Tg(s) ............................. 122
Appendix C Marking Rules of Energy Dissipation Devices and Seismic Isolator ........................................................................... 124
Appendix D Standardized Product Specifications and Mechanical Performance Parameters of Energy Dissipation Devices .............. 127
Appendix E Inspection Items of Energy Dissipation Devices ... 140
Appendix F Standardized Product Specifications and Mechanical Performance Parameters of Seismic Isolator ................................ 140
Explanation of Wording in This Specification .............................. 148
List of Quoted Standards .............................................................. 149
Addition: Explanation of Provisions ............................................. 150
1
1 总则
1.0.1 为了贯彻执行国家和天津市有关建筑工程防震减灾的法律法规和技术经济政策,结合天津市减震、隔震工程特点和实际应用情况,在消能减震和隔震工程中做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规程。
1.0.2 本规程适用于天津地区新建建筑和既有建筑改造中采用消能减震、隔震技术的建筑工程的设计、施工、验收和维护。
1.0.3 消能减震、隔震建筑的设计、施工、验收和维护,除应符合本规程外,尚应符合国家及天津市现行相关标准的规定。
2
2 术语和符号
2.1 术语
2.1.1 消能器 energy dissipation device
通过内部材料或构件的摩擦、弹塑性滞回变形或黏(弹)性滞回变形来耗散或吸收能量的装置。
2.1.2 消能减震结构 energy dissipation structure
设置消能器的结构。消能减震结构包括主体结构和消能部件。
2.1.3 消能部件 energy dissipation part
由消能器与连接消能器的支撑或连接件组成的消能单元。
2.1.4 附加阻尼比additional damping ratio
消能减震结构往复运动时消能器附加给主体结构的有效阻尼比。
2.1.5 消能器附加刚度 additional stiffness of energy dissipation device
消能减震结构往复运动时消能部件附加给主体结构的刚度。
2.1.6 消能器极限位移 ultimate displacement of energy dissipation device
消能器能达到的最大变形量,消能器的变形超过该值后认为消能器失去消能功能。
2.1.7 消能器极限速度ultimate velocity of energy dissipation device
消能器能达到的最大速度值,消能器的速度超过该值后认为消能器失去消能功能。
2.1.8 消能器设计位移design displacement of energy dissipation device
消能减震结构在罕遇地震作用下消能器达到的位移值。
3
2.1.9 消能器设计速度 design velocity of energy dissipation device
消能减震结构在罕遇地震作用下消能器达到的速度值。
2.1.10 屈服后刚度比 design post-yield stiffness ratio of energy dissipation device
金属消能器、屈曲约束支撑承载力与消能器两端相对位移滞回曲线中,屈服后刚度与初始刚度的比值。
2.1.11 消能子结构 energy dissipation substructure
消能子结构是指与消能部件直接相连的主体结构构件的集合。
2.1.12 直接连接子结构 direct connection substructure
直接连接子结构是指将减震构件直接与上部及下部楼层的主结构相连接,可直接将层间变形传递给减震构件,具体的形式有:支撑型、墙型、剪切连接型等。
2.1.13 间接连接子结构indirect connection substructure
间接连接子结构是指将层间变形通过梁或短柱等的弯曲变形间接传递给减震构件,由梁或短柱变形引起的减震构件的变形将小于层间变形,具体形式有:中间柱(墙)型、角撑型、节点型等。
2.1.14 隔震建筑 seismically isolated building
为降低地震响应,在结构中设置隔震层而实现隔震功能的建筑,包括上部结构、隔震层、下部结构和基础。
2.1.15 隔震层 seismic isolation interface
隔震建筑设置在基础、底部或下部结构与上部结构之间的全部部件的总称,包括隔震支座、阻尼装置、抗风装置、限位装置、抗拉装置、附属装置及相关的支承或连接构件等。
2.1.16 上部结构 superstructure
隔震结构中位于隔震层以上的主体结构。
2.1.17 下部结构 sub-structure
隔震结构中位于隔震层以下的主体结构,不包括基础。
4
2.1.18 隔震支座seismic isolator
隔震层用于承载上部结构,并具有隔震变形能力的支座。
2.1.19 阻尼装置damping device
通过吸收并耗散地震输入能量而使隔震层地震响应衰减的装置。
2.1.20 隔震结构抗风装置 wind-resistant device of the isolation structure
隔震结构中抵抗风荷载的装置。可以是隔震支座的组成部分,也可以单独设置。
2.1.21 隔震结构抗拉装置 tension-resistant device of the isolation structure
隔震结构中抵抗拉应力的装置。隔震支座出现拉应力时采用。
2.1.22 隔震结构限位装置 stopper of the isolation structure
限制隔震层在最不利状态下产生超过水平容许位移的装置。
2.1.23 隔离缝 isolation seam
隔震层相关部位预留的结构变形缝,将隔震层上部结构与下部结构分离,保证上部结构在地震时能够自由水平运动。
2.1.24 底部剪力比 base shear ratio
设防地震作用下建筑结构隔震后与隔震前上部结构底部剪力之比值。
2.1.25 设防地震时正常使用建筑 normally used buildings in precautionary earthquakes
在遭受相当于本地区抗震设防烈度地震影响时,保证结构构件和建筑非结构构件基本完好、建筑附属机电设备和仪器设备正常工作的建筑。
5
2.2 主要符号
2.2.1 作用和作用效应
GE S ——重力荷载代表值的效应;
Ek S ——地震作用(包括水平和竖向地震)标准值的组合效应;
wk S ——风荷载标准值的效应;
GE V ——重力荷载代表值作用下的构件剪力;
Ek V ——地震作用标准值的构件剪力;
Eki V ——第i 层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力;
j G ——第j 层的重力荷载代表值;
eq G ——结构等效总重力荷载;
S ——结构构件内力组合的设计值。
2.2.2 结构参数
g T ——场地特征周期;
——消能减震结构总阻尼比;
usy——设置消能部件的主体结构层间屈服位移;
T ——结构自振周期;
n ——总数,如楼层数、质点数等;
s W ——结构在水平地震作用下的总应变能;
R ——结构构件承载力设计值;
k R ——结构构件承载力标准值;
u R ——结构构件承载力极限值。
2.2.3 隔震支座参数
1 S ——橡胶隔震支座第一形状系数;
2 S ——橡胶隔震支座第二形状系数;
v K ——隔震支座竖向压缩刚度;
h K ——隔震支座水平等效刚度;
6
eq h ——隔震支座等效阻尼比;
d Q ——隔震支座屈服力;
0 ——隔震支座设计压应力;
0 ——隔震支座设计剪应变。
2.2.4 消能器参数
j C ——第j 个消能器由试验确定的线性阻尼系数;
d F ——消能器在相应位移下的阻尼力;
d K ——沿消能方向消能器刚度;
b K ——支撑构件沿消能方向的刚度;
cj W ——第j 个消能部件在结构预期层间位移下往复循环一周
所消耗的能量;
d ——消能减震结构的附加有效阻尼比;
upy ——消能部件在水平方向的屈服位移。
2.2.5 计算系数
——水平地震影响系数;
max ——水平地震影响系数最大值;
G 、E 、w ——作用分项系数;
RE ——承载力抗震调整系数;
——组合值系数;
——水平向减震系数。
7
3 基本规定
3.1 一般要求
3.1.1 消能减震和隔震建筑的抗震设防类别及其抗震设防标准应符合现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223及《建筑抗震设计标准》GB/T 50011的规定。
3.1.2 建筑消能减震设计和隔震设计方案应根据建筑抗震设防类别、结构控制参数、设计地震动参数、场地条件、建筑结构方案和使用要求,综合考虑技术、经济和使用条件来确定。
3.1.3 新建消能减震建筑抗震设防目标不应低于以下要求:
1 多遇地震:消能部件正常工作,主体结构不受损坏或不需要修理可继续使用;
2 设防地震:消能部件正常工作,主体结构可能发生损坏,但经一般修理仍可继续使用;
3 罕遇地震:消能部件不应丧失功能,主体结构不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
3.1.4 新建隔震建筑抗震设防目标不应低于以下要求:
1 多遇地震:隔震建筑保持完好,不受损坏;
2 设防地震:主体结构基本不受损坏或不需修理即可继续使用;
3 罕遇地震:主体结构可能发生损坏,经修复后可继续使用。
3.1.5 设防地震时正常使用建筑应保证当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震时,无需修理可继续使用;当遭受罕遇地震时,经简单或适度修理可继续使用。
3.1.6 既有建筑采用消能减震或隔震加固时,抗震设防目标需满足现行国家相关标准的基本设防目标,其中既有的学校、幼儿园、医院、养老机构、儿童福利机构、应急指挥中心、应急避难场所、广
8
播电视等建筑应保证其抗震性能符合现行的抗震设防强制性标准。
3.1.7 设防地震时正常使用建筑可依据使用功能,按照表3.1.7进行分类。
表3.1.7 设防地震时正常使用建筑分类
分类
使用功能
建筑
I类
建筑损坏将产生严重次生灾害或严重影响抗震救灾的建筑
应急指挥中心建筑;医院主要建筑;应急避难场所建筑;广播电视建筑等
II类
用于保护弱势群体的建筑及需要提高设防目标的人员密集建筑
学校建筑;幼儿园建筑;医院附属用房;养老机构建筑;儿童福利机构建筑等
3.1.8 设防地震时正常使用建筑应采用消能减震、隔震等技术。既有的学校、幼儿园、医院、养老机构、儿童福利机构、应急指挥中心、应急避难场所、广播电视等建筑进行抗震加固时,应当经充分论证后采用减震、隔震等技术。
3.1.9 消能减震建筑和隔震建筑应按以下要求进行设计:
1 消能减震建筑:在多遇地震作用下,应进行结构的承载力和变形验算;在设防地震作用下,宜进行结构的承载力、变形验算;在罕遇地震作用下,应进行结构变形验算及损伤状态评估,并进行消能部件的承载力及变形验算。
2 隔震建筑:在设防地震作用下,应进行结构以及隔震层的承载力和变形验算;在罕遇地震作用下,应进行结构变形验算及损伤状态评估,并进行隔震层的承载力和变形验算。
3 既有建筑采用消能减震或隔震加固时,在多遇地震作用下,应进行结构的承载力和变形验算;在罕遇地震作用下,应进行结构变形验算,并进行消能部件和隔震层的承载力及变形验算。
4 设防地震时正常使用建筑尚应考察设防地震作用下楼面速度、加速度水平。
3.1.10 体型复杂、平立面不规则的建筑,应根据不规则程度、地基基础条件和技术经济等因素综合确定是否设置防震缝。当不设置
9
防震缝时,应采用符合实际的计算模型,分析判明其应力、变形集中或地震扭转效应等导致的易损部位,采取相应的加强措施;当在适当部位设置防震缝时,宜形成多个较规则的抗侧力结构单元,防震缝应留有足够的宽度,其两侧的上部结构应完全分开。
3.1.11 消能器和隔震支座的设置,应便于检查、维护和替换,设计文件中应注明消能器和隔震支座的性能要求及使用环境,安装前应按规定进行抽样检测,确保性能符合要求。隔震装置和消能器的性能参数应经试验确定。
3.2 场地和地基基础
3.2.1 消能减震建筑与隔震建筑的场地宜选择对抗震有利地段,避开不利地段,当无法避开时应采取有效的措施,不应选择危险地段。
3.2.2 隔震建筑的地基应稳定可靠,所在的场地宜为I、II、III类;当场地为IV类时,应采取有效措施。
3.2.3存在液化土层的地基应根据地基液化等级、建筑抗震设防类别,结合具体情况采取相应的抗液化措施,特殊设防类建筑的地基抗液化措施应进行专门研究,且不低于重点设防类建筑的要求,直至全部消除液化沉陷。
3.2.4 隔震建筑地基基础的设计和抗震验算,应符合现行国家及行业标准《建筑抗震设计标准》GB/T 50011、《建筑地基基础设计规范》GB 50007、《建筑桩基技术规范》JGJ 94等的规定,新建建筑地基基础的设计和抗震验算应满足设防烈度地震作用的要求,既有建筑采用隔震技术进行改造、加固时,地基基础的抗震验算可按多遇地震作用计算。
3.2.5 地基基础应稳定可靠,地基基础的抗震措施应符合现行国家标准《建筑抗震设计标准》GB/T 50011的规定。
10
3.3 结构分析
3.3.1 结构分析模型应正确地反映不同荷载工况的传递途径、在不同地震动水准下主体结构和消能器、隔震支座所处的工作状态。结构分析应采用空间模型,考虑双向或三向地震作用,宜采用不少于两个不同力学模型的三维空间分析软件进行对比分析,计算结果应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。
3.3.2 消能器和隔震支座的恢复力模型应采用成熟的模型并经试验验证。结构的分析方法应根据主体结构、消能器或隔震支座的工作状态选择,可采用振型分解反应谱法、弹性时程分析法、静力弹塑性分析法和弹塑性时程分析法,方法选择见表3.3.2。
表3.3.2 消能减震、隔震结构分析方法
消能减震、隔震类型
结构弹性
结构弹塑性
隔震
时程分析
复振型分解反应谱法
弹塑性时程分析
速度相关型消能器
时程分析
弹塑性时程分析
位移相关
型消能器
线性工作阶段
振型分解反应谱法
弹性时程分析
——
非线性工作阶段
等效线性振型分解反应谱法
时程分析
静力弹塑性分析
弹塑性时程分析
3.4 材料、施工及耐久性
3.4.1 消能器支撑及连接件一般采用钢构件,也可采用钢管混凝土或钢筋混凝土构件,钢材可采用Q235、Q355等钢材。钢筋混凝土构件作为消能器的支撑构件时,其混凝土强度等级不应低于C30。
3.4.2 消能部件的安装宜在主体结构完成后进行,消能器安装完成
11
后不应出现影响消能器正常工作的变形,且计算分析时应考虑消能部件安装次序的影响。
3.4.3 消能部件、隔震支座及连接的耐久性应符合现行国家标准《混凝土结构设计标准》GB/T 50010和《钢结构设计标准》GB 50017的规定,隔震支座、消能部件外露的金属部件表面应进行防腐处理,外露的预埋件应有可靠的防锈措施。
3.4.4 隔震支座、承受竖向荷载作用的消能器及相关连接应根据使用空间的耐火等级按主体结构的要求采取防火措施。
3.5 试验、维护及监测
3.5.1 应用于结构中的消能器和隔震支座应符合下列规定:
1 消能器和隔震支座应具有型式检验报告、产品合格证。
2 消能器和隔震支座的性能参数和数量应在设计文件中注明。
3.5.2 消能器和隔震支座的抽样和检测应符合下列规定:
1 消能器和隔震支座的抽样应由监理单位根据设计文件和本规程的有关规定进行。
2 消能器和隔震支座的检测应由具备资质的第三方进行。
3.5.3 减震、隔震建筑应设置永久标识,并应标明工程基本信息、消能器及隔震支座的具体型号、规格及维护要求。
3.5.4 当消能减震和隔震结构遭遇火灾高温环境、设防地震或罕遇地震后,应对消能器和隔震支座进行检查和维护。
3.5.5 对特殊设防类隔震建筑、体型复杂或有特殊要求的消能减震、隔震建筑,可采用结构模型的模拟地震振动台试验对消能减震、隔震方案进行补充验证。
3.5.6 重要或有特殊要求的消能减震、隔震建筑,抗震设防烈度为7、8度时,高度分别超过160m、120m的大型公共建筑,应按规
12
定设置建筑结构的地震反应观测系统,其余减隔震建筑工程宜设置地震反应观测系统建筑设计,应预留观测仪器和线路的位置和空间。
3.5.7 当隔震工程的隔震层采用消能部件时,消能器的施工、验收、标识及维护等均应符合本规程消能器的相关要求。
13
4 抗震性能化设计
4.1 一般规定
4.1.1 消能减震、隔震结构设计采用抗震性能化设计时,应根据建筑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构类型、体型特征、建筑功能、附属设施要求、震后损失和修复难易程度等,分别选定针对整个结构、结构的局部部位或关键部位、结构的关键部件、重要构件、次要构件以及建筑构件和机电设备支座的性能目标。
4.1.2 消能减震、隔震结构抗震性能目标宏观判别可按表4.1.2确定。
表4.1.2 结构的抗震性能目标
地震水准
性能1
性能2
性能3
性能4
多遇地震
完好
完好
完好
完好
设防地震
完好,正常使用。
基本完好,检修后继续使用,无需更换消能器、隔震装置。
轻微损坏,结构构件不需修理或简单修理后可继续使用,无需更换消能器、隔震装置。
轻微至接近中等损坏,结构构件需加固后才能继续使用,消能器根据检修情况确定是否更换。
罕遇地震
基本完好,检修后继续使用。
轻微至中等损坏,简单修理后可继续使用,无需更换消能器、隔震装置。
中等破坏,结构构件需加固后才能继续使用,消能器根据检修情况确定是否更换。
接近严重破坏,结构需排险大修。
4.1.3 一般建筑可按照实际需求选择性能目标,但不应低于基本设防目标;设防地震时正常使用建筑的性能目标不应低于性能3,且I类建筑性能目标不应低于性能2;隔震建筑上部结构的性能目标不应低于性能3;罕遇地震下需维持功能建筑的性能目标可采用性能1。
14
4.1.4 隔震建筑下部结构的性能目标不应低于隔震建筑上部结构的性能目标。
4.1.5 设防地震时正常使用建筑应基于设防地震按确定的性能目标进行承载力设计,并进行设防、罕遇地震下的变形验算,宜控制结构的速度、加速度响应满足正常使用要求。
4.1.6 建筑非结构构件及附属机电设备可按照《非结构构件抗震设计规范》JGJ339进行抗震设计,设防地震时正常使用建筑的非结构构件进行抗震设计时,其地震作用宜按设防地震取值。
4.2 结构抗震性能化设计
4.2.1 结构构件应满足抗震性能要求的抗震承载力、变形能力和抗震构造措施。
4.2.2 采用抗震性能化设计方法验算构件承载力时,选用的计算方法可按下列规定选用:
1 性能目标选用性能1时,构件截面验算宜采用弹性或等效弹性分析方法;
2 性能目标选用性能2时,设防地震作用下构件截面验算宜采用弹性或等效弹性分析方法,罕遇地震作用下宜采用静力或动力弹塑性分析方法,也可采用等效弹性分析方法;
3 性能目标选用性能3时,设防地震作用下构件截面验算宜采用等效弹性分析方法,罕遇地震作用下宜采用静力或动力弹塑性分析方法,也可采用等效弹性分析方法,但其等效刚度及阻尼比应与结构变形和损伤状态等相协调;
4 性能目标选用性能4时,设防地震与罕遇地震作用下构件截面验算宜采用静力或动力弹塑性分析方法,也可采用等效弹性分析方法,但其等效刚度及阻尼比应与结构变形和损伤状态等相协调。
15
4.2.3 采用弹性或等效弹性法进行构件承载力验算时,阻尼比可按
下列规定采用:
1 性能1 时,阻尼比可取消能器提供的附加阻尼比与结构固
有阻尼比之和;
2 性能2 和性能3 时,设防地震作用下阻尼比可取消能器提
供的附加阻尼比与结构固有阻尼比之和,罕遇地震作用下阻尼比可
取消能器提供的附加阻尼比、结构固有阻尼比、结构滞回阻尼比三
者之和;
3 性能4 时,阻尼比可取消能器提供的附加阻尼比、结构固
有阻尼比、结构滞回阻尼比三者之和。
4.2.4 结构构件承载力按不同要求进行复核时,地震内力计算和调
整、地震作用效应组合、材料强度的取值和验算方法,应符合下列
要求:
1 完好、无损坏,结构构件的承载力按考虑地震效应调整的设
计值复核,应采用对应于抗震等级而不计入风荷载效应的地震作用
效应基本组合,按下式验算:
*
G GE E EK RE S + S R / (4.2.4-1)
2 基本完好,结构构件的承载力按不考虑地震效应调整的设计
值复核,应采用不计风荷载效应的地震作用效应基本组合,按下式
验算:
G GE E Ek RE S + S R / (4.2.4-2)
3 轻微、轻度损坏,结构构件的承载力按地震作用效应标准值
复核,应采用不计风荷载效应的地震作用效应标准组合,按下式验
算:
GE Ek k S + S R (4.2.4-3)
4 中度损坏,结构构件按极限承载力复核,应采用不计风荷载
效应的地震作用效应标准组合,按下式验算:
GE Ek u S + S R (4.2.4-4)
16
式中: k R、R ——分别为结构构件的承载力设计值、标准值;
u R ——结构构件的极限承载力,按材料最小极限强度
计算,钢材强度可取最小极限值,钢筋强度可
取屈服强度的1.25倍,混凝土强度可取立方强
度的0.88倍;
GE S ——重力荷载代表值的效应;
*
EK S ——根据抗震等级乘以相应的调整系数后的地震作
用(包括水平和竖向地震)标准值的效应,并
考虑计入消能减震结构附加的阻尼影响;隔震
结构包含水平向减震影响;
Ek S ——地震作用(包括水平和竖向地震)标准值的效
应,并考虑计入消能减震结构附加的阻尼影
响;隔震结构包含水平向减震影响;
G ——重力荷载分项系数;
E ——地震作用分项系数;
RE ——承载力抗震调整系数。
4.2.5 结构抗震性能化设计时,多遇地震作用下应按照现行国家标
准《建筑抗震设计标准》GB/T 50011 进行结构构件的抗震承载力
验算。设防地震、罕遇地震作用下,不同性能要求的结构预期损伤
状态和结构构件抗震承载力验算可按表4.2.5 执行。消能、隔震部
件应按式(4.2.4-2)进行罕遇地震作用下构件承载力验算。
17
表4.2.5 结构损伤状态和结构构件承载力验算
验算指标
性能要求
构件类别 设防地震 罕遇地震
性能1
关键构件
式4.2.4-1
式4.2.4-1
普通竖向构件
重要水平构件
式4.2.4-2
一般水平、耗能构件 式4.2.4-3
消能子结构 —— 式4.2.4-2
基础 —— 式4.2.4-2
性能2
关键构件 式4.2.4-1 式4.2.4-2
普通竖向构件
重要水平构件
式4.2.4-2 ——
一般水平、耗能构件 式4.2.4-3 ——
消能子结构 —— 式4.2.4-2
基础 式4.2.4-2 ——
性能3
关键构件 式4.2.4-2 ——
普通竖向构件
重要水平构件
式4.2.4-3 ——
一般水平、耗能构件 式4.2.4-4 ——
消能子结构 —— 式4.2.4-3
基础 式4.2.4-3 ——
性能4
关键构件 式4.2.4-3 ——
普通竖向构件
重要水平构件
式4.2.4-4 ——
一般水平、耗能构件 —— ——
消能子结构 式4.2.4-2
梁:4.2.4-4
墙、柱:4.2.4-3
基础 式4.2.4-4 ——
4.2.6 钢筋混凝土构件或型钢混凝土构件进行设防地震和罕遇地
震作用下斜截面承载力验算时,构件剪力可根据截面实际抗弯承载
力按以下规定取值:
1 框架梁、连梁剪力按照下式计算:
( ) r
bua bua n Gb 1.2 / l V = M + M l +V (4.2.6-1)
18
2 框架柱剪力按照下式计算:
( ) b t
cua cua n V =1.2 M +M / H (4.2.6-2)
3 剪力墙底部加强部位剪力按照下式计算:
( ) wua w w V =1.1 M / M V (4.2.6-3)
式中: bua
l M 、r
bua M ——分别为梁左、右端逆时针或顺时针方向正
截面受弯承载力,可根据实配钢筋面积及材料强
度标准值、最小极限值进行计算;
Gb V ——梁在重力荷载代表值作用下,按简支梁分析的梁
端截面剪力标准值;
b
cua M 、t
cua M ——分别为柱、墙的上下端逆时针或顺时针
方向正截面受弯承载力,可根据实配钢筋面积及
材料强度标准值、最小极限值进行计算;
n H ——柱的净高;
n l ——梁的净跨;
wua M ——剪力墙底部截面受弯承载力,可根据实配钢筋面
积及材料强度标准值、最小极限值进行计算;有
翼墙时应计入墙两侧各一倍翼墙厚度范围内的纵
向钢筋;
w M ——考虑地震作用组合的剪力墙底部截面弯矩标准
值;
w V ——考虑地震作用组合的剪力墙底部截面剪力标准
值。
4.2.7 罕遇地震下钢筋混凝土构件或型钢混凝土构件的最小抗剪
截面验算应满足以下要求:
1 跨高比大于2.5 的梁、剪力墙及剪跨比大于2 的柱:
c ck 0 V 0.20 f bh (4.2.7-1)
2 跨高比不大于2.5 的梁、剪力墙及剪跨比不大于2 的柱:
c ck 0 V 0.15 f bh (4.2.7-2)
19
3 型钢混凝土构件:
c ck 0 V 0.36 f bh (4.2.7-3)
4 钢-混凝土组合剪力墙:
剪跨比大于2.5 时
cw c ck 0 V 0.20 f bh (4.2.7-4)
剪跨比不大于2.5 时
cw c ck 0 V 0.15 f bh (4.2.7-5)
式中:V ——按本规程4.2.6规定计算的构件剪力,材料强度取最
小极限值;
cw V ——仅考虑墙肢截面钢筋混凝土部分承受的剪力值,可
按照现行行业标准《组合结构设计规范》JGJ 138的
相关规定进行计算;
ck f ——混凝土轴心抗压强度标准值;
b 、0 h ——分别为构件截面的宽度和有效高度;
c ——混凝土强度影响系数,当混凝土强度等级不超过
C50时, c 取1.0;当混凝土强度等级为C80时, c
取0.8;其间按线性内插法确定。
4.2.8 抗震性能化设计时,地基(桩基)的设计和抗震验算应符合
现行国家标准《建筑抗震设计标准》GB/T 50011 和现行行业标准
《建筑桩基技术规范》JGJ 94 的规定,地基(桩基)承载力可取极
限值,性能1 时应按照罕遇地震作用进行验算,性能2、性能3 时
应按照设防地震作用进行验算。
4.2.9 抗震性能化设计时,结构层间位移角限值可按表4.2.9 取值。
20
表4.2.9结构层间位移角限值
变形指标
性能要求
结构类型
多遇
地震
(弹性)
设防
地震
(弹塑性)
罕遇
地震
(弹塑性)
性能1
钢筋混凝土框架
1/550
1/550
1/400
钢筋混凝土框架-抗震墙、
板柱-抗震墙、框架-核心筒
1/800
1/800
1/500
钢筋混凝土抗震墙、筒中筒、
钢筋混凝土框支层
1/1000
1/1000
1/600
钢框架-钢筋混凝土内筒、
型钢混凝土框架-钢筋混凝土内筒
1/800
1/800
1/500
钢结构
1/400
1/250
1/250
性能2
钢筋混凝土框架
1/550
1/400
1/150
钢筋混凝土框架-抗震墙、
板柱-抗震墙、框架-核心筒
1/800
1/500
1/200
钢筋混凝土抗震墙、筒中筒、
钢筋混凝土框支层
1/1000
1/600
1/250
钢框架-钢筋混凝土内筒、
型钢混凝土框架-钢筋混凝土内筒
1/800
1/500
1/200
钢结构
1/400
1/250
1/100
性能3
钢筋混凝土框架
1/550
1/300
1/100
钢筋混凝土框架-抗震墙、
板柱-抗震墙、框架-核心筒
1/800
1/400
1/150
钢筋混凝土抗震墙、筒中筒、
钢筋混凝土框支层
1/1000
1/500
1/200
钢框架-钢筋混凝土内筒、
型钢混凝土框架-钢筋混凝土内筒
1/800
1/400
1/150
钢结构
1/250
1/200
1/80
性能4
钢筋混凝土框架
1/550
1/150
1/60
钢筋混凝土框架-抗震墙、
板柱-抗震墙、框架-核心筒
1/800
1/200
1/110
钢筋混凝土抗震墙、筒中筒、
钢筋混凝土框支层
1/1000
1/250
1/135
钢框架-钢筋混凝土内筒、
型钢混凝土框架-钢筋混凝土内筒
1/800
1/200
1/110
钢结构
1/250
——
1/60
4.2.10 结构的抗震措施一般不应低于现行国家相关标准的规定,采用消能减震、隔震技术后,地震作用降低较多时,可按本规程相关规定适当降低抗震构造措施。
21
4.3 非结构构件抗震设计
4.3.1 非结构构件,包括建筑非结构构件、建筑附属机电设备和仪器等,其自身及其与结构主体的连接,应进行抗震设计。
4.3.2 非结构构件在地震下预期的损伤状态可分为4级,包括:
1 完好(0级):不发生任何损伤;
2 轻度(1级):发生经简单修补后可恢复原有功能的一般损伤;
3 中度(2级):发生经常规修复手段后可完全恢复的较严重损伤;
4 重度(3级):发生需要进行替换的严重损伤。
4.3.3 可根据建筑类型、使用要求确定预期的非结构构件损伤状态等级;设防地震时正常使用建筑,其非结构构件的损伤状态不应超过1级。
4.3.4 常见的非结构构件损伤状态等级对应的性能需求参数可参考附录A,附录中未涉及的非结构构件,宜进行专门研究。
4.3.5 非结构构件应进行抗震设计,可根据结构的地震响应,结合非结构构件的性能需求,确定非结构构件的抗震措施。
22
5 地震作用与作用效应
5.1 一般规定
5.1.1 消能减震、隔震结构的地震作用,应符合下列规定:
1 一般情况下,应至少在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用,各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件和消能部件共同承担。
2 有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15°时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。
3 质量与刚度分布明显不对称的结构,应计入双向水平地震作用下的扭转影响;其他情况,应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。
4 大跨度和长悬臂结构应计算竖向地震作用。
5.1.2 采用时程分析方法时,实际强震记录的选取和人工模拟的加速度时程曲线应符合下列规定:
1 地震动加速度时程曲线应符合设计反应谱和设计加速度峰值的基本规定,地震动加速度时程的最大值可按表5.1.2采用。
2 应按建筑场地类别和设计地震分组选用实际强震记录和人工模拟的加速度时程曲线,其中实际强震记录数量不应少于总数的2/3,多组时程曲线的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。
3 弹性时程分析时,每条地震加速度时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%,多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。
4 人工模拟地震动加速度时程曲线应考虑阻尼比和相位信息
23
的影响。
表5.1.2 时程分析所用的地震动加速度时程的最大值(cm/s2)
地震影响
7度
8度
0.15g
0.20g
0.30g
多遇地震
55
70
110
设防地震
150
200
300
罕遇地震
310
400
510
5.1.3 当工程处于发震断裂两侧10km以内时,应考虑近场效应对地震动参数的影响。
5.2 地震作用计算
5.2.1 消能减震结构和隔震结构的地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比确定,水平地震影响系数最大值应按表5.2.1采用;周期大于6.0s的建筑结构所采用的地震影响系数应专门研究。
表5.2.1 水平地震影响系数最大值
地震影响
7度
8度
0.15g
0.20g
0.30g
多遇地震
0.12
0.16
0.24
设防地震
0.34
0.45
0.68
罕遇地震
0.72
0.90
1.20
5.2.2 特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表5.2.2-1采用,剪切波速和覆盖层厚度处于表5.2.2-2所列场地类别的分界线±15%范围内时,应按插值方法确定特征周期,当覆盖层厚度不能准确确定时,可取100m。计算罕遇地震作用时,特征周期应增加0.05s;隔震结构罕遇地震作用计算时,III类和IV类场地的特征周期取值应分别不小于0.70s和0.90s。
24
表5.2.2-1 特征周期(s)
设计地震分组
场地类别
Ⅰ0
Ⅰ1
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
第二组
0.25
0.30
0.40
0.55
0.75
第三组
0.30
0.35
0.45
0.65
0.90
表5.2.2-2 各类场地的覆盖层厚度(m)
土层等效剪切波速Vse(m/s)
场地类别
Ⅰ0
Ⅰ1
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Vs>800
0
800≥Vs>500
0
500≥Vse>250
<5
≥5
250≥Vse>150
<3
3~50
>50
Vse≤150
<3
3~15
15~80
>80
5.2.3 消能减震结构地震影响系数曲线(图5.2.3)的阻尼调整系数和形状参数应符合下列规定:
图5.2.3 地震影响系数曲线
α—地震影响系数;αmax—地震影响系数最大值;
η1—直线下降段的下降斜率调整系数;γ—衰减指数;
Tg—特征周期;η2—阻尼调整系数;T—结构自振周期
1 消能减震结构的阻尼比为0.05时,地震影响系数曲线的阻尼调整系数应按1.0采用,形状参数应符合下列规定:
1) 直线上升段,周期小于0.1s的区段。
2) 水平段,自0.1s至特征周期区段,应取最大值αmax。
3) 曲线下降段,特征周期至5倍特征周期区段,衰减指
2maxmax0.452maxgTT=21max0.2-(-5)gTT=()Ts00.1gT5gT6.0
25
数应取0.9。
4) 直线下降段,自5 倍特征周期至6s 区段,下降斜率调
整系数应取0.02。
2 当消能减震结构的阻尼比不等于0.05 时,地震影响系数曲
线的阻尼调整系数和形状参数应符合下列规定:
1) 曲线下降段的衰减指数应按下式确定:
0.05
=0.9
0.3 6
−
+
+
(5.2.3-1)
式中: ——曲线下降段的衰减指数;
——消能减震结构总阻尼比。
2) 直线下降段的下降斜率调整系数应按下式确定:
1
0.05
=0.02
4 32
−
+
+
(5.2.3-2)
式中: 1 ——直线下降段的下降斜率调整系数,小于0 时取0。
3) 阻尼调整系数应按下式确定:
2
0.05
=1
0.08 1.6
−
+
+
(5.2.3-3)
式中: 2 ——阻尼调整系数,当小于0.55 时,应取0.55。
5.2.4 隔震结构地震影响系数应根据烈度、场地类别、特征周期和
隔震结构自振周期按地震影响系数曲线(图5.2.4)确定,其水平地
震影响系数最大值max 应按表5.2.1 采用,地震影响系数曲线的阻
尼调整系数和形状参数应符合下列规定:
26
图5.2.4 隔震结构地震影响系数曲线
α—地震影响系数;αmax—地震影响系数最大值;γ—曲线下降段的衰减指数;
Tg—特征周期;η—阻尼调整系数;T—隔震结构自振周期
1 当隔震结构的阻尼比为0.05 时,地震影响系数曲线的阻尼
调整系数应按1.0 采用,曲线下降段的衰减指数应取0.9;
2 当隔震结构的阻尼比不等于0.05 时,地震影响系数曲线的
形状参数和阻尼调整系数应按下列规定调整:
1) 曲线下降段的衰减指数应按下式确定:
0.05
=0.9
0.3 6
−
+
+
(5.2.4-1)
式中: ——曲线下降段的衰减指数;
——阻尼比,取隔震结构振型阻尼比。
2) 阻尼调整系数应按下式确定:
0.05
=1
0.08 1.6
−
+
+
(5.2.4-2)
式中: ——阻尼调整系数,当小于0.55 时,应取0.55。
5.2.5 不同设计工作年限下建筑地震作用计算时的地震影响系数
和地震加速度最大值,可根据其设计工作年限进行相应调整。
5.2.6 消能减震结构采用振型分解反应谱法分析时,应按现行国家
标准《建筑抗震设计标准》GB/T 50011 的相关规定计算其地震作
max
max 0.45
max
g T
T
=
T(s)
0 0.1 g T 6.0
27
用和作用效应。
5.2.7 隔震结构采用振型分解反应谱法分析时,应将下部结构、隔
震层及上部结构进行整体分析,其中隔震层的非线性可按等效线性
化的迭代方式考虑,按现行国家标准《建筑隔震设计标准》GB/T
51408 的相关规定计算其地震作用和作用效应。
5.2.8 抗震验算时,结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式规定:
Eki
n
j
j i
V G
=
(5.2.8)
式中: Eki V ——第i 层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力(kN);
——剪力系数,不应小于表5.2.8 规定的楼层最小地震剪
力系数值;对竖向不规则结构的薄弱层,尚应乘以
1.15 的增大系数;
j G ——第j 层的重力荷载代表值(kN)。
表5.2.8 楼层最小地震剪力系数值
类别
7 度 8 度
0.15g 0.20g 0.30g
扭转不规则或基本周期
小于3.5s 的结构
0.024 0.032 0.048
基本周期大于5.0s 的结构 0.018 0.024 0.036
注:1 基本周期介于3.5s 和5s 之间的结构,按插入法取值;
2 基本周期指与消能减震结构或隔震结构相应的抗震结构基本周期。
5.2.9 消能减震结构和隔震结构的楼层水平地震剪力,应按下列原
则分配:
1 现浇和装配整体式混凝土楼(屋)盖等刚性楼(屋)盖建筑,
宜按抗侧力构件等效刚度的比例分配。
2 普通预制装配式混凝土楼(屋)盖等半刚性楼(屋)盖建筑,
可按抗侧力构件等效刚度的比例分配与按抗侧力构件从属面积上
重力荷载代表值的比例分配结果的平均值。
3 结构计入空间作用、楼盖变形、墙体弹塑性变形和扭转影响
28
时,可按现行国家标准《建筑抗震设计标准》GB/T 50011的有关规定对本条第1、2款的分配结果作适当调整。
5.2.10 消能减震结构抗震计算,一般情况下可不计入地基与结构相互作用的影响;8度时建造于Ⅲ、Ⅳ类场地,采用箱基、刚性较好的筏基和桩箱、桩筏联合基础的钢筋混凝土高层消能减震结构,当结构基本自振周期处于特征周期的1.2倍~5倍范围时,若计入地基与结构动力相互作用的影响,对刚性地基假定计算的水平地震剪力可按现行国家标准《建筑抗震设计标准》GB/T 50011的有关规定进行折减,其层间变形可按折减后的楼层剪力计算。
5.2.11 当采用时程分析法时,计算模型和分析结果的确定应符合下列规定:
1 计算模型宜考虑结构杆件的空间分布、弹性楼板假定、建筑的质量偏心、在两个水平方向的平移和扭转、消能部件和隔震支座的位置、消能部件和隔震层的非线性阻尼特性以及荷载-位移关系特性等。
2 在设防地震作用下,隔震建筑上部和下部结构的荷载-位移关系特性可采用线弹性力学模型;隔震层应采用隔震产品试验提供的滞回模型,按非线性阻尼特性以及非线性荷载-位移关系特性进行分析。
3 在罕遇地震作用下,结构宜采用弹塑性分析模型。
4 消能部件和隔震支座单元应能够合理模拟消能部件和隔震支座非线性特性,计算分析时,应按实际荷载工况顺序合理加载。
5 当取3组加速度时程曲线输入时,计算结果宜取时程分析结果的包络值;当取7组及7组以上的加速度时程曲线时,计算结果可取时程分析结果的平均值。
5.2.12 采用振型分解反应谱法和时程分析法同时计算时,结构的地震作用结果应取时程分析法与振型分解反应谱法的较大值。
5.2.13 长悬臂和大跨度结构的竖向地震作用和作用效应计算应符
29
合现行国家标准《建筑抗震设计标准》GB/T 50011 的相关规定。
5.3 截面抗震验算
5.3.1 结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合,应按
下式计算:
G GE Eh Ehk Ev Evk w w wk S = S + S + S + S (5.3.1)
式中: S ——结构构件内力组合的设计值;
GE S ——重力荷载代表值的效应;
Ehk S ——水平地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系
数、调整系数;
Evk S ——竖向地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系
数、调整系数;
wk S ——风荷载标准值的效应;
G ——重力荷载分项系数,一般情况下应采用1.3,当重力
荷载效应对构件承载力有利时,不应大于1.0;
w ——风荷载分项系数,应采用1.5;
Eh ——水平地震作用分项系数,应按现行国家标准《建筑抗
震设计标准》GB/T 50011 取值;
Ev ——竖向地震作用分项系数,应按现行国家标准《建筑抗
震设计标准》GB/T 50011 取值;
w ——风荷载的组合值系数,一般结构取0.0,风荷载起控
制作用的建筑应取0.2。
5.3.2 结构构件的截面抗震验算,应采用下列设计表达式:
RE S R / (5.3.2)
式中: RE ——承载力抗震调整系数,应按现行国家标准《建筑抗
震设计标准》GB/T 50011 取值,当仅计算竖向地震
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作用时,各类结构构件承载力抗震调整系数均应采
用1.0;
R ——结构构件承载力设计值。
5.3.3 地震设计状况下,隔震结构构件设计应采用不计入风荷载效
应的地震基本组合,并应根据本规程的基本设防目标进行设防地震
作用下的承载力设计。
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6 消能器的技术性能
6.1 一般规定
6.1.1 黏弹性消能器、金属消能器、屈曲约束支撑的设计工作年限不应低于50年,黏滞消能器的设计工作年限不应低于30年,且消能器的设计工作年限不宜小于建筑物的设计工作年限,当消能器设计工作年限小于建筑物的设计工作年限时,消能器达到工作年限应及时检测,重新确定消能器工作年限或更换。
6.1.2 消能器应具有良好的抗疲劳、抗老化性能,消能器工作环境应满足现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG/T 209的要求,不满足时应作保温、除湿、防紫外线、定期防锈等相应处理。黏弹性消能器仅适用于0℃~40℃温度的工作环境。
6.1.3 消能器的外观应符合下列规定:
1 消能器外表应光滑,无明显缺陷。
2 消能器需要考虑防腐、防锈和防火时,应外涂防腐、防锈漆、防火涂料或进行其他相应处理,但不能影响消能器的正常工作。
3 消能器的尺寸偏差应符合相关规程有关规定。
4 消能器外观应符合相关规程有关规定。
6.1.4 消能器的性能应符合下列规定:
1 消能器应具备良好的变形能力和消耗地震能量的能力。
2 消能器中非消能构件的材料应达到设计强度要求,设计时作用力应按消能器1.5倍极限阻尼力选取,应保证消能器及附属构件在罕遇地震作用下都能正常工作。
3 消能器在要求的性能检测试验工况下,试验滞回曲线应平滑、无异常。
4 消能器在遭受火灾时应具有阻燃性,火灾后应对消能器进行
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基本力学性能和耐久性能检测,其指标下降超过15%时应进行更换。
6.1.5 消能器应经过产品的动力试验,验证消能器的性能,有条件时,宜进行消能减震结构或子结构的动力试验,验证减震效果。
6.1.6 位移相关型消能器的类型包含金属消能器、屈曲约束支撑、摩擦消能器等;速度相关型消能器的类型包含黏滞消能器、黏弹性消能器等。
6.1.7 消能器标记规则可参照本规程附录C,并符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG/T 209的规定。
6.2 金属消能器
6.2.1 金属消能器的外观应符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG/T 209的规定。
6.2.2 金属消能器的材料应符合下列规定:
1 金属消能器可采用钢材、铅等材料制作。
2 采用钢材制作的金属消能器的消能部分宜采用低屈服点、高延伸率的钢材,钢板厚度不宜超过80mm,钢棒直径根据实际情况确定,应具有较强的塑性变形能力和良好的焊接性能。
3 金属消能器的非消能部分承载力应高于消能部分的承载力,并应保证当消能器充分发挥消能作用时,非消能部分处于弹性状态,消能部分钢板与非消能部分钢板的连接也应处于弹性状态。
4 金属消能器中材料应符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG/T 209的规定。
6.2.3 金属消能器的性能要求,应符合表6.2.3规定。
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表6.2.3 金属消能器性能要求
序号
项目
性 能 要 求
常规
性能
1
屈服承载力
实测值偏差应在产品设计值的±15%以内;实测值偏差的平均值应在产品设计值的±10%以内
2
屈服位移
3
弹性刚度
4
第2刚度
5
极限承载力
6
极限位移
实测值不应小于1.2倍产品设计值
7
滞回曲线面积
任一循环中滞回曲线包络面积实测值偏差应在产品设计值的±15%以内;产品实测值偏差的平均值应在设计值的±10%以内
8
延性系数
延性系数不应小于10
疲劳
性能
1
设计承载力
实测产品在设计位移下连续加载30圈,任一个循环的最大、最小设计承载力应在所有循环的最大、最小设计承载力平均值的±15%以内
2
滞回曲线
l)实测产品在设计位移下连续加载30圈,任一个循环中位移在零时的最大、最小设计承载力应在所有循环中位移在零时的最大、最小设计承载力平均值的±15%以内;
2)实测产品在设计位移下,任一个循环中设计承载力在零时的最大、最小位移应为所有循环中设计承载力在零时的最大、最小位移平均值的±15%以内
3
滞回曲线面积
实测产品在设计位移下连续加载30圈,任一个循环的滞回曲线面积应在所有循环的滞回曲线面积平均值的±15%以内
耐腐蚀性能
暴露在空气中的部位,涂层干漆膜厚度不应小于150m
6.2.4 金属消能器整体稳定和局部稳定应满足现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的规定,消能器与消能构件在消能方向运动时,平面外应具有足够的刚度,不能产生翘曲和侧向失稳。
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6.3 屈曲约束支撑
6.3.1 屈曲约束支撑根据需求可采用外包钢管混凝土型屈曲约束支撑、外包钢筋混凝土型屈服约束支撑和全钢型屈曲约束支撑等。
6.3.2 屈曲约束支撑各部件尺寸偏差应符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG/T 209的规定。
6.3.3 屈曲约束支撑外约束单元应具有足够的抗弯刚度。
6.3.4 屈曲约束支撑工作段、连接段及过渡段的板件应保证不发生局部失稳破坏。
6.3.5 屈曲约束支撑核心单元应符合下列规定:
1 核心单元截面可设计成“一”字形、“H”字形、“十”字形、环形和双“一”字形等,宽厚比或径厚比限值应符合下列规定:
1)一字形板截面宽厚比取10~20;
2)十字形截面宽厚比取5~10;
3)环形截面径厚比不宜超过22;
4)其他截面形式,取现行国家标准《建筑抗震设计标准》GB/T 50011中心支撑一级抗震等级的径厚比或宽厚比限值。
2 核心单元截面采用“一”字形、“十”、“H”字形和环形时,钢板厚度宜为10mm~80mm。
6.3.6 屈曲约束支撑的材料应符合下列规定:
1 核心单元的材料宜采用低屈服点、高延伸率的钢材;采用非低屈服点钢时,屈强比应小于80%,且伸长率应大于25%,常温下冲击功韧性应大于27J。核心单元钢材化学成分、力学性能指标应符合《建筑用低屈服强度钢板》GB/T 28905、《碳素结构钢》GB/T 700及《合金结构钢》GB/T 3077的有关规定。芯材应符合现行国家标准《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》GB/T 228.1和《金属材料 室温压缩试验方法》GB/T 7314的规定。
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2 约束单元一般采用碳素结构钢或合金结构钢,钢材质量指标应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700或《合金结构钢》GB/T 3077的要求。
3 屈曲约束支撑中的填充混凝土材料的强度等级不宜低于C30。
6.3.7 屈曲约束支撑芯板消能段不应采用焊缝接头,芯板非消能段应采用全熔透对接焊缝,焊缝等级应满足现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017中要求。
6.3.8 当考虑屈曲约束支撑耗能作用时,其性能应符合表6.3.8的规定。屈曲约束支撑在多遇地震作用下不进入消能工作状态
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