中华人民共和国国家标准建筑抗震设计规范GB 50011-2001 15
1 多跨厂房的横向刚度较大,不要求各跨屋架均与柱刚接。采用门式刚架、悬臂柱等体系的结构在实际工程中也不少见。对厂房纵向的布置要求,本条规定与单层钢结构厂房的实际情况是一致的。
2 厚度较大无法进行螺栓连接的构件,需采用对接焊缝等强连接,并遵守厚板的焊接工艺,确保焊接质量。
3 实践表明,屋架上弦杆与柱连接处出现塑性铰的传统做法,往往引起过大变形,导致房屋出现功能障碍,故规定了此处连接板不应出现塑性铰。当横梁为实腹梁时,则应符合抗震连接的一般要求。
4 钢骨架的最大应力区在地震时可能产生塑性铰,导致构件失去整体和局部稳定,故在最大应力区不能设置焊接接头。为保证节点具有足够的承载能力,还规定了节点在构件全截面屈服时不发生破坏的要求。
(Ⅱ)计算要点
9.2.4 根据单层厂房的实际情况,对抗震计算模型分别作了规定。
9.2.5 厂房排架抗震分析时,要根据围护墙的类型和墙与柱的连接方式来决定其质量与刚度的取值原则,使计算较合理。
9.2.6 单层钢结构厂房的横向抗震计算,大体上与钢筋混凝土柱厂房相同,但因围护墙类型较多,故分别对待。参照钢筋混凝土柱厂房做简化计算时,地震弯矩和剪力的调整系数未做规定。
9.2.7 等高多跨钢结构厂房的纵向抗震计算,与钢筋混凝土厂房不同,主要由于厂房的围护墙与柱是柔性连接或不妨碍柱子侧移,各纵向柱列变位基本相同。因此,对无檩屋盖可按柱列刚度分配;对有檩屋盖可按柱列承受重力荷载代表值比例分配和按单柱列计算,再取二者的较大值。
9.2.8 本条对屋盖支撑设计作了规定。主要是连接承载力的要求和腹杆设计的要求。
对于按长细比决定截面的支撑构件,其与弦杆的连接可不要求等强连接,只要不小于构件的内力即可;屋盖竖向支撑承受的作用力包括屋盖自重产生的地震力,还要将其传给主框架,杆件截面需由计算确定。
(Ⅲ)抗震构造措施
9.2.11 钢结构设计的习用规定,长细比限值与柱的轴压比无关,但与材料的屈服强度有关。修改后的表示方式与《钢结构设计规范》中的表示方式是一致的。
9.2.12 单层厂房柱、梁的板件宽厚比,应较静力弹性设计为严。本条参考了冶金部门的设计规定,它来自试算和工程经验分析。其中,考虑到梁可能出现塑性铰,按《钢结构设计规范》中关于塑性设计的要求控制。圆钢管的径厚比来自日本资料。
9.2.13 能传递柱全截面屈服承载力的柱脚,可采用如下形式:
(1)埋入式柱脚,埋深的近似计算公式,来自日本早期的设计规定和英国钢结构设计手册;
(2)外包式柱脚;
(3)外露式柱脚,底板与基础顶面间用无收缩砂浆进行二次灌浆,剪力较大时需设置抗剪键。
9.2.14 设置柱间支撑要兼顾减小温度应力的要求。
在厂房中部设置上下柱间支撑,仅适用于有吊车的厂房,其目的是避免吊车梁等纵向构件的温度应力;温度区间长度较大时,需在中部设置两道柱间支撑。上柱支撑按受拉配置,其截面一般较小,设在两端对纵向构件胀缩影响不大,无论烈度大小均需设置。
无吊车厂房纵向构件截面较小,柱间支撑不一定必需设在中部。
此外,89规范关于焊缝严禁立体交叉的规定,属于非抗震设计的基本要求,本次修订不再专门列出。
9.3 单层砖柱厂房
(Ⅰ)一般规定
9.3.1 本次修订明确本节适用范围为烧结普通粘土砖砌体。
在历次大地震中,变截面砖柱的上柱震害严重又不易修复,故规定砖柱厂房的适用范围为等高的中小型工业厂房。超出此范围的砖柱厂房,要采取比本节规定更有效的措施。
9.3.2 针对中小型工业厂房的特点,对钢筋混凝土无檩屋盖的砖柱厂房,要求设置防震缝。对钢、木等有檩屋盖的砖往厂房,则明确可不设防震缝。
防震缝处需设置双柱或双墙,以保证结构的整体稳定性和刚性。
9.3.3 本次修订规定,屋盖设置天窗时,天窗不应通到端开间,以免过多削弱屋盖的整体性。天窗采用端砖壁时,地震中较多严重破坏,甚至倒塌,不应采用。
9.3.4 厂房的结构选型应注意:
1 历次大地震中,均有相当数量不配筋的无阶形柱的单层砖柱厂房,经受8度地震仍基本完好或轻微损坏。分析认为,当砖柱厂房山墙的间距、开洞率和高宽比均符合砌体结构静力计算的"刚性方案"条件且山墙的厚度不小于240mm时,即:
(1)厂房两端均设有承重山墙且山墙和横墙间距,对钢筋混凝土无檩屋盖不大于32m,对钢筋混凝土有檩屋盖、轻型屋盖和有密铺望板的木屋盖不大于20m;
(2)山墙或横墙上洞口的水平截面面积不应超过山墙或横墙截面面积的50%;
(3)山墙和横墙的长度不小于其高度。
不配筋的砖排架柱仍可满足8度的抗震承载力要求。仅从承载力方面,8度地震时可不配筋;但历次的震害表明,当遭遇9度地震时,不配筋的砖柱大多数倒塌,按照"大震不倒"的设计 原则,本次修订仍保留78规范、89规范关于8度设防时应设置"组合砖柱"的规定。同时进一步明确,多跨厂房在8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度设防时,中柱宜采用钢筋混凝土柱,仅边柱可略放宽为采用组合砖柱。
2 震害表明,单层砖柱厂房的纵向也要有足够的强度和刚度,单靠独立砖柱是不够的,象钢筋混凝土柱厂房那样设置交叉支撑也不妥,因为支撑吸引来的地震剪力很大,将会剪断砖柱。比较经济有效的办法是,在柱间砌筑与柱整体连接的纵向砖墙井设置砖墙基础,以代替柱间支撑加强厂房的纵向抗震能力。
8度Ⅲ、Ⅳ类场地且采用钢筋混凝土屋盖时,由于纵向水平地震作用较大,不能单靠屋盖中的一般纵向构件传递,所以要求在无上述抗震墙的砖柱顶部处设压杆(或用满足压杆构造的圈梁、天沟或檩条等代替)。
3 强调隔墙与抗震墙合并设置,目的在于充分利用墙体的功能,并避免非承重墙对柱及屋架与柱连接点的不利影响。当不能合并设置时,隔墙要采用轻质材料。
单层砖柱厂房的纵向隔墙与横向内隔墙一样,也宜做成抗震墙,否则会导致主体结构的破坏,独立的纵向、横向内隔墙,受震后容易倒塌,需采取保证其平面外稳定性的措施。
(Ⅱ)计算要点
9.3.5 本次修订增加了7度Ⅰ、Ⅱ类场地柱高不超过6.6m时,可不进行纵向抗震验算的条件。
9.3.6,9.3.7 在本节适用范围内的砖柱厂房,纵、横向抗震计算原则与钢筋混凝土柱厂房基本相同,故可参照本章第9.1节所提供的方法进行计算。其中,纵向简化计算的附录J不适用,而屋盖为钢筋混凝土或密铺望板的瓦木屋盖时,横向平面排架计算同样按附录H考虑厂房的空间作用影响。理由如下:
根据现行国家标准《砌体结构设计规范》的规定:密铺望板瓦木屋盖与钢筋混凝土有檩屋盖属于同一种屋盖类型,静力计算中,符合刚弹性方案的条件时(20m~48m)均可考虑空间工作,但89抗震规范规定:钢筋混凝土有檩屋盖可以考虑空间工作,而密铺望板的瓦木屋盖不可以考虑空间工作,二者不协调。
1 历次地震,特别是辽南地震和唐山地震中,不少密铺望板瓦木屋盖单层砖柱厂房反映了明显的空间工作特性。
2 根据王光远教授《建筑结构的振动》的分析结论,不仅仅钢筋混凝土无檩屋盖和有檩屋盖(大波瓦、槽瓦)厂房,就是石棉瓦和粘土瓦屋盖厂房在地震作用下,也有明显的空间工作。
3 从具有木望板的瓦木屋盖单层砖柱厂房的实测可以看出:实测厂房的基本周期均比按排架计算周期为短,同时其横向振型与钢筋混凝土屋盖的振型基本一致。
4 山墙间距小于24m时,其空间工作更明显,且排架柱的剪力和弯矩的折减有更大的趋势,而单层砖柱厂房山墙间距小于24m的情况,在工程建设中也是常见的。
5 根据以上分析,对单层砖柱厂房的空间工作问题作如下修订:
(1)7度和8度时,符合砌体结构刚弹性方案(20m~48m)的密铺望板瓦木屋盖单层砖柱厂房与钢筋混凝土有檩屋盖单层砖柱厂房一样,也可考虑地震作用下的空间工作。
(2)附录H"砖柱考虑空间工作的调整系数"中的"两端山墙间距"改为"山墙、承重(抗震)横墙的间距";并将<24m分为24m、18m、12m。
(3)单层砖柱厂房考虑空间工作的条件与单层钢筋混凝土柱厂房不同,在附录H中加以区别和修正。
9.3.9 砖柱的抗震验算,在现行国家标准《砌体结构设计规范》的基础上,按可靠度分析,同样引入承载力调整系数后进行验算。
(Ⅲ)构造措施
9.3.10 砖柱厂房一般多采用瓦木屋盖,89规范关于木屋盖的规定是合理的,基本上未作改动。
木屋盖的支撑布置中,如端开间下弦水平系杆与山墙连接,震后容易将山墙顶坏,故不宜采用。
木天窗架需加强与屋架的连接,防止受震后倾倒。
9.3.11 檩条与山墙连接不好,地震时将使支承处的砌体错动,甚至造成山尖墙倒塌,檩条伸出山墙的出山屋面有利于加强檩条与山墙的连接,对抗震有利,可以采用。
9.3.13 震害调查发现,预制圈梁的抗震性能较差,故规定在屋架底部标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁。为加强圈梁的功能,规定圈梁的截面高度不应小于180mm;宽度习惯上与砖墙同宽。
9.3.14 震害还表明,山墙是砖柱厂房抗震的薄弱部位之一,外倾、局部倒塌较多;甚至有全部倒塌的。为此,要求采用卧梁并加强锚拉的措施。
9.3.15 屋架(屋面梁)与柱顶或墙顶的圈梁锚固的修订如下:
1 震害表明;屋架(屋面梁)和柱子可用螺栓连接,也可采用焊接连接。
2 对垫块的厚度和配筋作了具体规定。垫块厚度太薄或配筋太少时,本身可能局部承压破坏,且埋件锚固不足。
3 9度时屋盖的地震作用及位移较大;圈梁与垫块相连的部位要受到较大的扭转作用,故其箍筋适当加密。
9.3.16 根据设计需要,本次修订规定了砖柱的抗震要求。
9.3.17 钢筋混凝土屋盖单层砖柱厂房,在横向水平地震作用下,由于空间工作的因素,山墙、横墙将负担较大的水平地震剪力,为了减轻山墙、横墙的剪切破坏,保证房屋的空间工作,对山墙、横墙的开洞面积加以限制,8度时宜在山墙、横墙的两端,9度时尚应在高大门洞两侧设置构造柱。
9.3.18 采用钢筋混凝土无檩屋盖等刚性屋盖的单层砖柱厂房,地震时砖墙往往在屋盖处圈梁底面下一至四皮砖范围内出现周围水平裂缝。为此,对于高烈度地区刚性屋盖的单层砖柱厂房,在砖墙顶部沿墙长每隔1m左右埋设一根φ8竖向钢筋,并插入顶部圈梁内,以防止柱周围水平裂缝,甚至墙体错动破坏的产生。
此外,本次修订取消了双曲砖拱屋盖的有关内容。
10 单层空旷房屋
10.1 一般规定
单层空旷房屋是一组不同类型的结构组成的建筑,包含有单层的观众厅和多层的前后左右的附属用房。无侧厅的食堂,可参照第9章设计。
观众厅与前后厅之间、观众厅与两侧厅之间一般不设缝,而震害较轻;个别房屋在观众厅与侧厅处留缝,反而破坏较重。因此,在单层空旷房屋中的观众厅与侧厅、前后厅之间可不设防震缝,但根据第3章的要求,布置要对称,避免扭转,并按本章采取措施,使整组建筑形成相互支持和有良好联系的空间结构体系。
本次修订,根据震害分析,进一步明确各部分之间应加强连接而不设置防震缝。
大厅人员密集,抗震要求较高,故观众厅有挑台,或房屋高、跨度大,或烈度高,要采用钢筋混凝土框架式门式刚架结构等。本次修订为提高其抗震安全性,适当增加了采用钢筋混凝土结构的范畴。对前厅、大厅、舞台等的连接部位及受力集中的部位,也需采取加强措施或采用钢筋混凝土构件。
本章主要规定了单层空旷房屋大厅抗震设计中有别于单层厂房的要求,对屋盖选型、构造、非承重隔墙及各种结构类型的附属房屋的要求,见各有关章节。
10.2 计算要点
单层空旷房屋的平面和体型均较复杂,按目前分析水平,尚难进行整体计算分析。为了简化,可将整个房屋划为若干个部分,分别进行计算,然后从构造上和荷载的局部影响上加以考虑,互相协调。例如,通过周期的经验修正,使各部分的计算周期趋于一致;横向抗震分析时,考虑附属房屋的结构类型及其与大厅的连接方式,选用排架、框排架或排架-抗震墙的计算简图,条件合适时亦可考虑空间工作的影响,交接处的柱子要考虑高振型的影响;纵向抗震分析时,考虑屋盖的类型和前后厅等影响,选用单柱列或空间协同分析模型。
根据宏观震害调查,单层空旷房屋中,舞台后山墙等高大山墙的壁柱,要进行出平面的抗震验算,验算要求参考第9章。
本次修订,修改了关于空旷房屋自振周期计算的规定,改为直接取地震影响系数最大值计算地震作用。
10.3 抗震构造措施
单层空旷房屋的主要抗震构造措施如下:
1 6、7度时,中、小型单层空旷房屋的大厅,无筋的纵墙壁柱虽可满足承载力的设计要求,但考虑到大厅使用上的, 重要性,仍要求采用配筋砖柱或组合砖柱。
2 前厅与大厅、大厅与舞台之间的墙体是单层空旷房屋的主要抗侧力构件,承担横向地震作用。因此,应根据抗震设防烈度及房屋的跨度、高度等因素,设置一定数量的抗震墙。与此同时,还应加强墙上的大梁及其连接的构造措施。
舞台口梁为悬梁,上部支承有舞台上的屋架,受力复杂,而且舞台口两侧墙体为一端自由的高大悬墙,在舞台口处不能形成一个门架式的抗震横墙,在地震作用下破坏较多。因此,舞台口墙要加强与大厅屋盖体系的拉结,用钢筋混凝土立柱和水平圈梁来加强自身的整体性和稳定性。9度时不要采用舞台口砌体悬墙。
3 大厅四周的墙体一般较高,需增设多道水平围梁来加强整体性和稳定性,特别是墙顶标高处的圈梁更为重要。
4 大厅与两侧的附属房屋之间一般不设防震缝,其交接处受力较大,故要加强相互间的连接,以增强房屋的整体性。
5 二层悬挑式挑台不但荷载大,而且悬挑跨度也较大,需要进行专门的抗震设计计算分析。
本次修订,增加了钢筋混凝土柱按抗震等级二级进行设计的要求,增加了关于大厅和前厅相连横墙的构造要求。增加了部分横墙采用钢筋混凝土抗震墙并按二级抗震等级设计的要求。
11 土、木、石结构房屋
11.1 村镇生土房屋
本节内容未做修订。89规范对生土建筑作了分类,并就其适用范围以及设计施工方面的注意事项作了一般性规定。因地区特点、建筑习惯的不同和名称的不统一,分类不可能全面。灰土墙承重房屋目前在我国仍有建造,故列入有关要求。
生土房屋的层数,因其抗震能力有限,仅以一、二层为宜。
11.1.3 各类生土房屋,由于材料强度较低,在平立面布置上更要求简单,一般每开间均要有抗震横墙,不采用外廊为砖柱、石柱承重,或四角用砖柱、石柱承重的作法,也不要将大梁搁置在土墙上。房屋立面要避免错层、突变,同一栋房屋的高度和层数必须相同。这些措施都是为了避免在房屋各部分出现应力集中。
11.1.4 生土房屋的屋面采用轻质材料,可减轻地震作用;提倡用双坡和弧形屋面,可降低山墙高度,增加其稳定性;单坡屋面山墙过高,平屋面防水有问题,不宜采用。
由于是土墙,一切支承点均应有垫板或圈梁。檩条要满搭在墙上或椽子上,端檩要出檐,以使外墙受荷均匀,增加接触面积。
11.1.5~11.1.7 对生土房屋中的墙体砌筑的要求,大致同砌体结构,即内外墙交接处要采取简易又有效的拉结措施,土坯要卧砌。
土坯的土质和成型方法,决定了土坯的好坏并最终决定土墙的强度,应予以重视。
生土房屋的地基要求夯实,并设置防潮层以防止生土墙体酥落。
11.1.8 为加强灰土墙房屋的整体性,要求设置圈梁。圈梁可用配筋砖带或木圈梁。
11.1.9 提高土拱房的抗震性能,主要是拱脚的稳定、拱圈的牢固和整体性。若一侧为崖体一侧为人工土墙,会因软硬不同导致破坏。
11.1.10 土窑洞有一定的抗震能力,在宏观震害调查时看到,土体稳定、土质密实、坡度较平缓的土窑洞在7度区有较完好的例子。因此,对土窑洞来说,首先要选择良好的建筑场地,应避开易产生滑坡、山崩的地段。
崖窑前不要接砌土坯或其他材料的前脸,否则前脸部分将极易遭到破坏。
有些地区习惯开挖层窑,一般来说比较危险,如需要时应注意间隔足够的距离,避免一旦土体破坏时发生连锁反应,造成大面积坍塌。
11.2 木结构房屋
本节主要是依据1981年道孚6.9级地震的经验。
11.2.1 本节所规定的木结构房屋,不适用于木柱与屋架(梁)铰接的房屋。因其柱子上、下端均为铰接,是不稳定的结构体系。
11.2.3 木柱房屋限高二层,是为了避免木柱有接头。震害表明,木柱无接头的旧房损坏较轻,而新建的有接头的房屋却倒塌。
11.2.4 四柱三跨木排架指的是中间有一个较大的主跨,两侧各有一个较小边跨的结构,是大跨空旷木柱房屋较为经济合理的方案。
震害表明,15~18m宽的木柱房屋,若仅用单跨,破坏严重,甚至倒塌;而采用四柱三跨的结构形式,甚至出现地裂缝,主跨也安然无恙。
11.2.5 木结构房屋无承重山墙,故本规范第9.3节规定的房屋两端第二开间设置屋盖支撑的要求需向外移到端开间。
11.2.6~11.2.8 木柱与屋架(梁)设置斜撑,目的控制横向侧移和加强整体性,穿斗木构架房屋整体性较好,有相当的抗倒力和变形能力,故可不必采用斜撑来限制侧移,但平面外的稳定性还需采用纵向支撑来加强。
震害表明,木柱与木屋架的斜撑若用夹板形式,通过螺栓与屋架下弦节点和上弦处紧密连结,则基本完好,而斜撑连接于下弦任意部位时,往往倒塌或严重破坏。
为保证排架的稳定性,加强柱脚和基础的锚固是十分必要的,可采用拉结铁件和螺栓连结的方式。
11.2.11 本条是新增的,提出了关于木构件截面尺寸、开榫、接头等的构造要求。
11.2.12 砌体围护墙不应把木柱完全包裹,目的是消除下列不利因素:
1 木柱不通风,极易腐蚀,且难于检查木柱的变质;
2 地震时木柱变形大,不能共同工作,反而把砌体推坏,造成砌体倒塌伤人。
11.3 石结构房屋
11.3.1、11.3.2 多层石房震害经验不多,唐山地区多数是二层,少数三、四层,而昭通地区大部分是二、三层,仅泉州石结构古塔高达48.24m,经过1604年8级地震(泉州烈度为8度)的考验至今犹存。
多层石房高度限值相对于砖房是较小的,这是考虑到石块加工不平整,性能差别很大,且目前石结构的经验还不足。使用"不宜",可理解为通过试验或有其他依据时,可适当增减。
11.3.6 从宏观震害和实验情况来看,石墙体的破坏特征和砖结构相近,石墙体的抗剪承载力验算可与多层砌体结构采用同样的方法。但其承载力设计值应由试验确定。
11.3.7 石结构房屋的构造柱设置要求,系参照89规范混凝土中型砌块房屋对芯柱的设置要求规定的,而构造柱的配筋构造等要求,需参照多层粘土砖房的规定。
本次修订提高了7度时石结构房屋构造柱设置的要求。
11.3.8 洞口是石墙体的薄弱环节,因此需对其洞口的面积加以限制。
11.3.9 多层石房每层设置钢筋混凝土圈梁,能够提高其抗震能力,减轻震害,例如,唐山地震中,10度区有5栋设置了圈梁的二层石房,震后基本完好,或仅轻微破坏。
与多层砖房相比,石墙体房屋圈梁的截面加大,配筋略有增加,因为石墙体材料重量较大。在每开间及每道墙上,均设置现浇圈梁是为了加强墙体间的连接和整体性。
11.3.10 石墙在交接处用条石无垫片砌筑,并设置拉结钢筋网片,是根据石墙材料的特点,为加强房屋整体性而采取的措施。
12 隔震和消能减震设计
12.1 一般规定
12.1.1 隔震和消能减震是建筑结构减轻地震灾害的新技术。
隔震体系通过延长结构的自振周期能够减少结构的水平地震作用,已被国外强震记录所证实。国内外的大量试验和工程经验表明:隔震一般可使结构的水平地震加速度反应降低60%左右,从而消除或有效地减轻结构和非结构的地震损坏,提高建筑物及其内部设施和人员的地震安全性,增加了震后建筑物继续使用的功能。
采用消能减震的方案,通过消能器增加结构阻尼来减少结构在风作用下的位移是公认的事实,对减少结构水平和竖向的地震反应也是有效的。
适应我国经济发展的需要,有条件地利用隔震和消能减震来减轻建筑结构的地震灾害,是完全可能的。本章主要吸收国内外研究成果中较成熟的内容,目前仅列入橡胶隔震支座的隔震技术和关于消能减震设计的基本要求。
12.1.2 隔震技术和消能减震技术的主要使用范围,是可增加投资来提高抗震安全的建筑,除了重要机关、医院等地震时不能中断使用的建筑外,一般建筑经方案比较和论证后,也可采用。进行方案比较时,需对建筑的抗震设防分类、抗震设防烈度、场地条件、使用功能及建筑、结构的方案,从安全和经济两方面进行综合分析对比,论证其合理性和可行性。
12.1.3 现阶段对隔震技术的采用,按照积极稳妥推广的方针,首先在使用有特殊要求和8、9度地区的多层砌体、混凝土框架和抗震墙房屋中运用。论证隔震设计的可行性时需注意:
1 隔震技术对低层和多层建筑比较合适。日本和美国的经验表明,不隔震时基本周期小于1.0s的建筑结构效果最佳;对于高层建筑效果不大。此时,建筑结构基本周期的估计,普通的砌体房屋可取0.4s,钢筋混凝土框架取T1=0.075H3/4,钢筋混凝土抗震墙结构取T1=0.05H3/4。
2 根据橡胶隔震支座抗拉性能差的特点,需限制非地震作用的水平荷载,结构的变形特点需符合剪切变形为主的要求,即满足本规范第5.1.2条规定的高度不超过40m可采用底部剪力法计算的结构,以利于结构的整体稳定性。对高宽比大的结构,需进行整体倾覆验算,防止支座压屈或出现拉应力。
3 国外对隔震工程的许多考察发现:硬土场地较适合于隔震房屋;软弱场地滤掉了地震波的中高频分量,延长结构的周期将增大而不是减小其地震反应,墨西哥地震就是一个典型的例子。日本的隔震标准草案规定,隔震房屋只适用于一、二类场地。我国大部分地区(第一组)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地的设计特征周期均较小,故除Ⅳ类场地外均可建造隔震房屋。
4 隔震层防火措施和穿越隔震层的配管、配线,有与其特性相关的专门要求。
12.1.4 消能减震房屋最基本的特点是:
1 消能装置可同时减少结构的水平和竖向的地震作用,适用范围较广,结构类型和高度均不受限制;
2 消能装置应使结构具有足够的附加阻尼,以满足罕遇地震下预期的结构位移要求;
3 由于消能装置不改变结构的基本形式,除消能部件和相关部件外的结构设计仍可按本规范各章对相应结构类型的要求执行。这样,消能减震房屋的抗震构造,与普通房屋相比不降低,其抗震安全性可有明显的提高。
12.1.5 隔震支座、阻尼器和消能减震部件在长期使用过程中需要检查和维护。因此,其安装位置应便于维护人员接近和操作。
为了确保隔震和消能减震的效果,隔震支座、阻尼器和消能减震部件的性能参数应严格检验。
12.2 房屋隔震设计要点
12.2.1 本规范对隔震的基本要求是:通过隔震层的大变形来减少其上部结构的地震作用,从而减少地震破坏。隔震设计需解决的主要问题是:隔震层位置的确定,隔震垫的数量、规格和布置,隔震支座平均压应力验算,隔震层在罕遇地震下的承载力和变形控制,隔震层不隔离竖向地震作用的影响,上部结构的水平向减震系数及其与隔震层的连接构造等。
隔震层的位置需布置在第一层以下。当位于第一层及以上时,隔震体系的特点与普通隔震结构可有较大差异,隔震层以下的结构设计计算也更复杂,需作专门研究。
为便于我国设计人员掌握隔震设计方法,本章提出了"水平向减震系数"的概念。按减震系数进行设计,隔震层以上结构的水平地震作用和抗震验算,构件承载力大致留有0.5度的安全储备。因此,对于丙类建筑,相应的构造要求也可有所降低。但必须注意,结构所受的地震作用,既有水平向也有竖向,目前的橡胶隔震支座只具有隔离水平地震的功能,对竖向地震没有隔震效果,隔震后结构的竖向地震力可能大于水平地震力,应予以重视并做相应的验算,采取适当的措施。