SJG 56-2018 深圳市建筑隔震和消能减震技术规程(高清现行).pdf
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1、深圳市工程建设标准SJG 56-2018SJG 56-2018深圳市建筑隔震和消能减震技术规程深圳市建筑隔震和消能减震技术规程Technical specification for seismic isolationand energy dissipation of buildings inshenzhen2019-03-26 发布2019-05-01 实施深圳市住房和建设局发布前言前言深圳位于国家地震重点监视防御区,2015 年 5 月颁布的中国地震动参数区划图已提高了深圳部分地区的设防烈度(原来为 6 度设防的龙岗区提高为 7 度设防)。2017年 2 月,深圳市人民政府应急管理办公室印发
2、深圳市 2017 年防震减灾工作要点,提出推广减隔震技术应用,提高我市防御地震灾害能力。在此背景下,本规程编制组根据建筑抗震设计规范(GB 50011-2010 第 2016 版)、建筑消能减震技术规程(JGJ297-2013)和建筑隔震设计标准(报批稿),结合深圳市抗震设防和抗风实际,重点对深圳市医院、学校等特殊公共建筑和人员密集的公共服务设施以及生命线工程建筑的隔震或消能减震设计提出了具体规定。本标准共分 10 章,主要内容有:总则、地震作用与结构验算、多层与高层建筑隔震和消能减震设计、特殊公共建筑隔震与消能减震设计、隔震与消能减震装置、施工、验收和维护要求以及抗震支吊架设计。本标准由深圳
3、市住房和建设局归口管理并负责日常管理,深圳市建筑设计研究总院有限公司负责具体技术内容的解释。本标准执行过程中,希望各单位结合隔震与消能减震建筑工程建设实践认真总结经验,注意积累资料,如有意见、建议和问题,请将有关资料寄深圳市建筑设计研究总院有限公司(地址:深圳市福田区振华路 8 号设计大厦 22 楼,邮政编码:518031),供今后修订时参考。主编单位:深圳市建筑设计研究总院有限公司广州大学参编单位:深圳市建筑工程质量安全监督总站深圳机械院建筑设计有限公司香港华艺设计顾问(深圳)有限公司中国建筑科学研究院有限公司深圳分公司中建三局第二建设工程有限责任公司西安达盛隔震技术有限公司广州桀仕环境技术
4、有限公司柳州东方工程橡胶制品有限公司主要起草人:刘琼祥、谭平、王启文、张建军、刘彦辉、陈洋洋(以下按姓氏笔画排序)刘伟、刘杨、刘俊、刘健、许维宁、李晖、杨旺华、吴迪、邹从学、邹爽、沈朝勇、张颖、罗俊杰、金建敏、周斌、郑庆星、徐丽、徐凯、唐熙、唐增洪、黄襄云、盛明勇、靳建楠、魏开雄、MIHO HIROSAWA(广沢美穗)主要审查人:周福霖、冯远、束伟农、张良平、张剑、滕军、赵斌、王森、吴碧桥本规程业务归口单位主要指导人员:高 泉、王宝玉、闫冬梅、胡 荣目次目次1.总则.12.术语和符号.22.1术语.22.2主要符号.43.基本规定.63.1一般规定.63.2场地与地基.63.3试验与观测.74
5、.地震作用与结构验算.84.1地震作用的一般计算方法.84.2建筑结构隔震设计的地震作用计算及结构验算.84.3建筑结构消能减震设计的地震作用计算及结构验算.135.多层与高层建筑隔震和消能减震设计.185.1一般规定.185.2建筑隔震设计.195.3建筑消能减震设计.226.特殊公共建筑隔震和消能减震设计.256.1一般规定.256.2特殊公共建筑隔震设计.256.3特殊公共建筑消能减震设计.277.隔震和消能减震装置.297.1一般规定.297.2隔震装置.297.3消能减震装置.307.4隔震支座试验及检测.317.5消能减震装置试验及检测.328.建筑隔震和消能减震施工.348.1一
6、般规定.348.2隔震建筑施工要求.348.3消能减震建筑施工要求.379.建筑隔震和消能减震验收和维护要求.409.1一般规定.409.2隔震建筑验收和维护要求.409.3消能减震建筑验收和维护要求.4610.抗震支吊架抗震设计.4910.1一般规定.4910.2抗震支吊架计算.4910.3抗震支吊架设计.5010.4机电减振装置的设计.5211.总则1.0.1为贯彻执行国家有关建筑工程、防震减灾的法律法规,实行以预防为主的防震减灾方针,促进隔震技术、消能减震技术和非结构构件抗震技术在深圳市的合理应用,特制定本规程。1.0.2本规程适用于深圳市新建或既有多高层及特殊建筑物的隔震设计、消能减震
7、设计和抗震支架设计。其他工程的隔震设计可参照本规程执行。1.0.3按本规程设计与施工的隔震建筑,其基本的抗震设防目标是:当遭受多遇地震影响时,主体结构保持弹性;当遭受本地区设防烈度的地震影响时,主体结构可能发生轻微损坏,但稍加修理仍可继续使用;当遭受罕遇地震影响时,主体结构不发生严重破坏,经修复可继续使用。按本规程设计与施工的消能减震建筑,其基本的抗震设防目标是:当遭受多遇地震影响时,主体结构不受损坏;当遭受本地区设防烈度的地震影响时,主体结构可能发生损坏,但经一般性修理仍可继续使用;当遭受罕遇地震影响时,主体结构不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。按本规程设计与施工的建筑机电工程设施,其基本的
8、抗震设防目标是:当遭受多遇地震影响时,机电工程设施一般不受损坏或不需修理可继续运行;当遭受本地区设防烈度的地震影响时,机电工程设施可能发生损坏,但经一般性修理仍可继续使用;当遭受罕遇地震影响时,机电工程设施不至于严重损坏,危及生命。对于使用功能或其他方面有专门要求的隔震建筑和消能减震建筑,可适当提高相应的设防目标。1.0.4隔震和消能减震技术的采用,应根据工程结构抗震设防类别、设防烈度、场地条件、建筑结构类型和使用要求综合分析后确定。1.0.5建筑隔震和消能减震设计、施工、验收及装置测试标准除应符合本规程的要求外,尚应符合国家、行业其他有关现行规范标准的要求。22.术语和符号2.1 术语2.1
9、.1隔震建筑 isolated building在建筑物基础、底部或下部结构与上部结构之间设置隔震装置而形成的具有整体复位功能的结构体系。包括上部结构、隔震层、下部结构和基础。2.1.2消能减震建筑 energy dissipation of building在建筑物中设置消能减震部件而形成的结构体系。包括主结构和消能减震部件。2.1.3隔震层 isolation layer设置在被隔震的上部结构与下部结构(或基础)之间的全部隔震装置的总称。包括全部隔震支座、阻尼装置、抗风装置、限位装置、抗拉装置和刚度调节装置以及其他附属装置。2.1.4上部结构 super-structure above t
10、he isolation layer隔震结构中位于隔震层以上的部分。2.1.5下部结构 sub-structure below the isolation layer隔震结构中位于隔震层以下的部分,不包括基础。2.1.6橡胶隔震支座 laminated rubber isolation bearing在地震区,用于房屋、桥梁或其他结构隔震的橡胶支座,包括天然橡胶支座(LNR)、铅芯橡胶支座(LRB)和高阻尼橡胶支座(HDR)。2.1.7阻尼装置 damping device设置在隔震层的吸收并耗散地震输入能量而使隔震层振动位移反应衰减的装置。2.1.8抗风装置 anti-wind device
11、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。2.1.9限位装置 stopper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。2.1.10抗拉装置 anti-tension device隔震结构中抵抗拉应力的装置。2.1.11减震系数 factor of response reduction3对于多层建筑,为按弹性计算所得的隔震与非隔震各层层间剪力的最大比值;对于高层建筑结构,尚应计算隔震与非隔震各层倾覆力矩的最大比值,并与层间剪力的最大比值相比较,取二者的较大值。2.1.12消能减震部件 energy dissipation component在结构中根据多遇地
12、震下的预期减震要求及罕遇地震作用下或风荷载作用下的预期结构位移控制要求,而设置的耗散输入结构能量的部件。2.1.13位移相关型消能器 displacement dependent energy dissipation device耗能能力与消能器两端的相对位移相关的消能器,如金属消能器、摩擦消能器和屈曲约束支撑等。2.1.14速度相关型消能器velocity dependent energy dissipation device耗能能力与消能器两端的相对速度有关的消能器,如黏滞消能器、黏弹性消能器等。2.1.15复合型消能器composite energy dissipation device
13、耗能能力与消能两端的相对位移和相对速度有关的消能器,如铅黏弹性消能器等。2.1.16金属消能器 mental energy dissipation device由各种不同金属材料(软钢、铅等)原件或构件制成,利用金属元件或构件屈服时产生的弹塑性滞回变形耗散能量的减震装置。2.1.17摩擦消能器friction energy dissipation device由钢元件或构件、摩擦片和预压螺栓等组成,利用两个或两个以上元件或构件间发生相对位移时产生摩擦作用而耗散能量的减震装置。2.1.18屈曲约束支撑buckling-restrained brace由核心单元、外约束单元等组成,利用核心单元产生
14、弹塑性滞回变形耗散能量的减震装置。2.1.19黏滞消能器viscous energy dissipation device由缸体、活塞、黏滞材料等部分组成,利用黏滞材料运动时产生黏滞阻尼耗散能量的减震装置。2.1.20黏弹性消能器viscoelastic energy dissipation device由黏弹性材料和约束钢板或圆(方形或矩形)钢筒等组成。利用黏弹性材料间产生的剪切或拉压滞回变形来耗散能量的减震装置。42.1.21天然橡胶隔震支座(LNR)linear natural rubber bearing支座中的弹性材料为天然橡胶的橡胶隔震支座。2.1.22铅芯橡胶隔震支座(LRB)l
15、ead rubber bearing支座中含有铅芯的橡胶隔震支座。2.1.23高阻尼橡胶隔震支座(HDR)high damping rubber bearing支座中的弹性材料为高阻尼橡胶的橡胶隔震支座。2.1.24弹性滑板隔震支座(ESB)elastic slide bearing由弹性材料与摩擦滑板组成的隔震支座。2.1.25消能子结构 energy dissipation substructure消能子结构是结构中耗能器和与耗能器相关联的结构。2.1.26抗震支吊架 seismic bracing与建筑结构体牢固连接,以地震力为主要荷载的抗震支撑设施。由锚固体、加固吊杆、抗震连接构件及抗
16、震斜撑组成。2.2 主要符号DC消能器的线性阻尼系数;hK隔震层水平等效刚度;100K隔震支座在水平剪切应变 100%时的水平等效刚度;kR结构构件承载力标准值;kS罕遇地震作用标准值的效应;1S橡胶隔震支座第一形状系数;2S橡胶隔震支座第二形状系数;rt隔震支座内部橡胶总厚度;1T消能减震建筑的基本自振周期;iu罕遇地震作用下,第 i 个隔震支座考虑扭转的水平位移;iu第 i 个隔震支座的水平位移限值;cu罕遇地震下隔震层质心处水平位移或不考虑扭转的水平位移;pyu消能部件在水平方向的屈服位移或起滑位移;5syu设置消能部件的主体结构层间屈服位移;RwV抗风装置的水平承载力设计值;wkV风荷
17、载作用下隔震层的水平剪力标准值;max1隔震后的水平地震影响系数最大值;max非隔震的水平地震影响系数最大值;水平向减震系数;eq隔震层等效黏滞阻尼比;d消能减震建筑的附加有效阻尼比;1主体结构阻尼比。63.基本规定3.1 一般规定3.1.1所有隔震建筑和消能减震建筑应按现行国家标准建筑工程抗震设防分类标准GB50223 确定其抗震设防类别及其抗震设防标准。3.1.2建筑结构的隔震设计和消能减震设计方案,应根据建筑抗震设防类别、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隔震建筑应符合下列要求:1风荷载和其他非地震作用的水平荷载标准值产生的总
18、水平力不宜超过结构总重力荷载代表值的 10%;2隔震层应提供必要的竖向承载力、侧向刚度和阻尼;3穿过隔震层的设备配管、配线,应采用柔性连接或其他有效措施以适应隔震层的罕遇地震水平位移。3.1.4消能减震建筑应符合下列要求:1消能部件宜根据需要沿结构主轴方向设置,形成均匀合理的结构体系;2消能部件宜设置在层间相对变形或速度较大的位置;3消能部件的设置,应便于检查、维护和替换,设计文件中应注明消能器使用的环境。3.2 场地与地基3.2.1宜选择对抗震有利地段作为隔震建筑和消能减震建筑的场地,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隔震建筑场地宜为 I、II、III
19、类,当场地为 IV 类时,应作详细分析论证。3.2.3隔震建筑的地基应稳定可靠,并应选用稳定性较好的基础类型,对不满足要求的地基,应进行详细的结构分析并采取可靠的措施进行地基处理。3.2.4隔震建筑的地基基础设计,应满足相应非隔震建筑的设计要求。73.3 试验与观测3.3.1对甲类建筑,体型复杂或有特殊要求的隔震建筑,应采用结构模型的模拟地震振动台试验对隔震方案进行验证。3.3.2对较重要及有特殊要求的隔震建筑以及大型消能减震公共建筑,应设置地震反应观测系统。84.地震作用与结构验算4.1 地震作用的一般计算方法4.1.1建筑结构进行隔震、消能减震设计时的地震作用计算,可采用下列方法:1底部剪
20、力法:高度不超过 24m、可近似于单质点体系的以及质量和刚度沿高度分布均匀的隔震、消能减震建筑,可采用底部剪力法。2振型分解反应谱法:除第 1 款之外的隔震、消能减震建筑,宜采用振型分解反应谱法。3时程分析法:对于特别不规则建筑、高于 100m 的高层建筑以及甲类建筑,还应采用时程分析法进行多遇地震作用的补充计算;当取三组加速度时程曲线输入时,计算结果宜取时程分析法的包络值和振型分解反应谱法的较大值;当取七组及七组以上的时程曲线输入时,计算结果可取时程分析法的平均值和振型分解反应谱法的较大值。计算罕遇地震下结构变形时,建议采用弹塑性时程分析法。4.1.2根据主体结构的工作状态,按照下列规定选择
21、隔震与消能减震结构的计算分析方法:1隔震:一般情况下,宜采用时程分析法在设防烈度地震作用下计算隔震结构水平向减震系数,隔震支座力学模型以试验所得滞回曲线作为计算依据;输入加速度时程曲线的反应谱特性和数量,应符合现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011 的规定。2消能减震:当主体结构基本处于弹性工作阶段时,可采用线性分析方法作简化估算,并根据结构的变形特征和高度等,分别采用底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法。3对隔震、消能减震主体结构进入弹塑性阶段的情况,应根据主体结构体系特征,采用静力弹塑性分析方法或弹塑性时程分析方法。4.2 建筑结构隔震设计的地震作用计算及结构验算4.2.1建筑结构
22、进行隔震设计时,隔震层以上结构的地震作用计算,应符合下列规定:1对多层结构,水平地震作用可沿高度按重力荷载代表值分布。2隔震层以上结构的水平地震作用应根据水平向减震系数确定。93隔震后的水平地震影响系数最大值可按下式计算:max1max/(4.2.1)式中:max1隔震后的水平地震影响系数最大值;max非隔震的水平地震影响系数最大值;水平向减震系数,对于多层建筑,为按弹性计算所得的隔震与非隔震各层层间剪力的最大比值。对高层建筑结构,尚应计算隔震与非隔震各层倾覆力矩的最大比值,并与层间剪力的最大比值相比较,取二者的较大值;调整系数,一般橡胶支座,取 0.80;支座剪切性能偏差为 S-A 类时,取
23、 0.85;隔震装置带有阻尼器时,相应减少 0.05。注:弹性计算时,简化计算和反应谱分析时宜按隔震支座水平剪切应变为 100%时的性能参数进行计算;当采用时程分析法时,应按设计基本地震加速度输入进行计算;支座剪切性能偏差按现行国家标准橡胶支座 第三部分:建筑隔震橡胶支座GB20688.3 确定。4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;各楼层的水平地震剪力尚应符合现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011 的相关规定。4.2.2建筑结构进行隔震设计时,应根据预期的竖向承载力、水平向减震系数和位移控制要求,选择适当的隔震装置及抗风装置组成
24、结构的隔震层。隔震层的侧向刚度和阻尼应符合下列规定:1隔震层的水平等效刚度和等效黏滞阻尼比可按下列公式计算:hj (4.2.2-1)/eqjjh(4.2.2-2)式中:h隔震层水平等效刚度;j第j隔震支座(含消能器)由试验确定的水平等效刚度;eq隔震层等效黏滞阻尼比;j第j隔震支座由试验确定的等效黏滞阻尼比,隔震层设置阻尼装置时,应包括相应的阻尼比。2隔震支座由试验确定设计参数时,竖向荷载应保持与隔震支座的压应力限值一致;当采用时程分析时,应以试验所得滞回曲线作为计算依据。对水平向减震系数计算,应取剪切变形 100%时的等效刚度和等效黏滞阻尼比;对罕遇地震验算,宜采用剪10切变形 250%时的
25、等效刚度和等效黏滞阻尼比。4.2.3隔震支座的水平剪力应根据隔震层在罕遇地震下的水平剪力按各隔震支座的水平等效刚度分配;当按扭转耦联计算时,尚应考虑隔震层的扭转刚度。隔震支座对应于罕遇地震水平剪力的水平位移,应符合下列要求:iiuu(4.2.3-1)iicuu(4.2.3-2)式中:iu罕遇地震作用下,第i个隔震支座考虑扭转的水平位移;iu第i个隔震支座的水平位移限值;对橡胶隔震支座,不应超过该支座有效直径的 0.55 倍和支座内部橡胶总厚度 3.0 倍二者的较小值;cu罕遇地震下隔震层质心处水平位移或不考虑扭转的水平位移;i第i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i支座计算位
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