抗震管理条例实施背景下减隔震技术在医院建筑的应用实例.pdf

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1、吴小宾吴小宾20222022年年6 6月月9 9日日“抗震管理条例”实施背景下减隔震技术在医院建筑的应用实例China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI2目录2022/6/102一、前言二、隔震技术在医院建筑的应用实例三、减震技术在医院建筑

2、的应用实例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI3目录2022/6/103一、前言中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI4一、前言2022/6/1042021年5月12日，李克强总理主持的国务院第135次常务会议

3、，通过了建设工程抗震管理条例（草案）。随后，7月19日，建设工程抗震管理条例以国务院令第744号公布，自2021年9月1日起施行。中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI5一、前言2022/6/105第二章 勘察、设计和施工建筑工程抗震设防分类标准GB50223-2008第4.0.3条：1 三级医院中承担特别重要医疗任务的门诊、医技、住院用房，抗震设防类别应划为特殊设防类。2 二、三级医院的门诊、医技、住

4、院用房，具有外科手术室或急诊科的乡镇卫生院的医疗用房，县级及以上急救中心的指挥、通信、运输系统的重要建筑，县级及以上的独立采供血机构的建筑，抗震设防类别应划为重点设防类。明确两区八类建设工程应采用隔震减震技术，保证发生本区域设防地震时能够满足正常使用要求建设工程管理条例建设工程管理条例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI6一、前言2022/6/106建设工程抗震管理条例提高两区八类建筑的抗震设防目标建

5、设工程抗震管理条例第十六条发生本区域设防地震时能够满足正常使用要求：设防地震时，不需修理可继续使用；罕遇地震时，经过一般性修理即可继续使用建筑与市政工程抗震通用规范建筑与市政工程抗震通用规范GB55002-2021第第2.1.1条条中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI7一、前言2022/6/107重点设防类:地震作用按本地区设防烈度，进行多遇地震输入下弹性设计 抗震措施按高于本地区设防烈度一度加强建筑

6、与市政工程抗震通用规范GB55002-2021第2.3.2条建筑工程抗震设防分类标准GB50223-2008第3.0.3条特殊设防类:地震作用按地震安评且高于本地区设防烈度，进行多遇地震输入下弹性设计 抗震措施按高于本地区设防烈度一度加强主要采用提高一度确定抗震措施的方式来提高抗震标准，即增加结构延性，提高结构的变形能力。着眼于把有限的财力物力用在提高结构关键部位或薄弱部位的抗震能力上，经济而有效中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西

7、南设计研究院有限公司CSWADI8一、前言2022/6/108建设工程抗震管理条例第十六条两区八类:地震作用按本地区设防烈度，进行设防地震输入下弹性设计 抗震措施按高于本地区设防烈度一度加强由多遇地震的地震输入提高到设防地震的地震输入，通过增加结构强度来增加结构抗震能力地震影响6度7度8度9度0.05g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g多遇地震0.040.080.120.160.240.32设防地震0.120.230.340.450.680.90比值3.0002.8752.8332.8132.8332.813设防地震与多遇地震的水平影响系数最大值中国建筑西南设计研究院有限公司中

8、国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI9一、前言2022/6/109建筑与市政工程抗震通用规范的重点设防类以上建筑，其抗震设防标准的提高，主要体现在抗震措施，着眼于提高结构关键部位或薄弱部位的抗震能力。建设工程抗震管理条例关于两区八类建筑，其抗震设防标准的提高，体现在由多遇地震的地震输入提高到设防地震的地震输入，通过增加结构强度来增加结构抗震能力，涉及结构的所有构件。中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司Chin

9、a Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI10一、前言2022/6/1010“设防地震下满足正常使用”的变形控制标准/建筑抗震设计规范表M.1.1-2中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI112022/6/1011一、前言“设防地震下满足正常使用”的变形控制标准/四川省采用的限值中国

10、建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI12二、隔震技术在医院建筑的应用实例2022/6/1012中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI13二、隔震技术在医院建筑的应用实例2022/6/1013建筑抗震设计规范GB50

11、011-2010(2016年版）12 隔震和消能减震设计建筑隔震设计标准GB/T 51408-2021隔震设计标准中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI14二、隔震技术在医院建筑的应用实例2022/6/1014建筑抗震设计规范建筑隔震设计标准1 基本抗震设防目标：隔震设计可按高于抗震结构的基本设防目标进行设计。2 对建筑高度要求较严格：结构高宽比宜小于4，最大高度应满足抗震震结构要求。超过限值，应进行专

12、门研究1 基本抗震设防目标：本地区设防地震下，主体结构基本不损坏或不修理即可继续使用；罕遇地震下，结构可能发生损坏经修复后可继续使用；特殊设防类建筑遭受极罕遇地震时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。2 对建筑高度要求有所放松：建筑高度宜符合抗震结构的规定。建筑高度超过150m时，应进行论证并采取有效的抗倾覆措施。中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI15二、隔震技术在医院建筑的应用实例2022/6/1

13、015适用于以剪切变形为主的多层建筑；抗侧刚度较大的高层结构，以弯曲变形为主时，会产生较大的支座拉力。隔震技术适用性中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI16二、隔震技术在医院建筑的应用实例2022/6/1016建筑抗震设计规范建筑隔震设计标准1 近场放大系数：处于发震断层5km以内，取值1.5；5km以外10km以内，取值1.25。2 设计反应谱：与抗震结构相同1 近场放大系数：处于发震断层5km以内

14、，取值1.25；5km以外10km以内，取值1.15。2 设计反应谱：与抗震结构不同中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI172022/6/1017建筑隔震设计标准设计方法：设防地震下，根据隔震模型和非隔震模型，计算水平减震系数（分部）；多遇地震下，水平地震作用进行折减（降度）；罕遇地震下，进行结构以及隔震层的变形验算，以及隔震层的承载力验算建筑抗震设计规范设计方法：设防地震下，进行结构以及隔震层承载力

15、和变形验算（整体模型）；罕遇地震下，进行结构以及隔震层的变形验算，以及隔震层的承载力验算；极罕遇地震下，对特殊设防类建筑尚应进行结构及隔震层的变形验算二、隔震技术在医院建筑的应用实例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI182022/6/1018建筑隔震设计标准计算方法：水平减震系数计算、结构变形、罕遇地震隔震层承载力验算，采用时程分析法；上部结构承载力计算，采用振型分解反应谱法。建筑抗震设计规范计算方

16、法：以振型分解反应谱法为基本方法；房屋高度大于60m的隔震建筑，或隔震层采用组合复杂形式的隔震建筑，尚应采用时程分析法进行补充计算。二、隔震技术在医院建筑的应用实例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI192022/6/1019建筑隔震设计标准上部结构的水平剪力系数：按本地区设防烈度的多遇地震下限值要求；基本周期取值非隔震模型；调整系数最大值大于1.3，宜调整上部结构布置；其余可直接调整楼层剪力建筑抗震

17、设计规范上部结构的水平剪力系数：按设防地震下限值；基本周期取值非隔震模型；二、隔震技术在医院建筑的应用实例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI202022/6/1020建筑隔震设计标准上部结构变形控制二、隔震技术在医院建筑的应用实例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute

18、Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI212022/6/1021建筑隔震设计标准下部结构变形控制：地面以上部分罕遇地震下弹塑性层间位移角限值建筑抗震设计规范下部结构变形控制：直接支承隔震塔楼的下部结构及其相邻一跨的相关构件，弹性层间位移角限值，地面以上部分罕遇地震下弹塑性层间位移角限值二、隔震技术在医院建筑的应用实例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI222022/6/1022建

19、筑隔震设计标准下部结构设计：直接支承隔震层以上结构的下部结构，应满足隔震后设防地震下抗震弹性，以及罕遇地震下抗剪弹性验算。建筑抗震设计规范下部结构设计：直接支承隔震塔楼的下部结构及其相邻一跨的相关构件，进行设防地震下抗震弹性验算。二、隔震技术在医院建筑的应用实例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI232022/6/1023建筑隔震设计标准上部结构的抗震措施/抗震等级：水平向减震系数大于0.4（设阻尼器

20、时0.38），按本地区设防烈度确定非隔震结构的抗震措施；水平向减震系数不大于0.4（设阻尼器时0.38）；可降低1度确定非隔震结构抗震措施；与竖向地震有关的抗震措施，应按本地区设防烈度确定抗震措施建筑抗震设计规范上部结构抗震措施/抗震等级：底部剪力比（设防地震下隔震模型与非隔震模型的上部结构底部剪力之比）大于0.5时，应按本地区设防烈度，符合抗震规范的抗震措施。底部剪力比不大于0.5时，上部结构可按本地区设防烈度降低1度确定抗震措施。与竖向地震有关的抗震措施，应按本地区设防烈度确定抗震措施。二、隔震技术在医院建筑的应用实例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China

21、Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI242022/6/1024建筑隔震设计标准建筑抗震设计规范柱轴压比限值：基于设防地震下的柱轴压比计算公式（轴压比调整系数）：轴压比限值：同抗震结构。柱轴压比限值：同抗震结构二、隔震技术在医院建筑的应用实例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI25

22、2022/6/1025建筑隔震设计标准下部结构的抗震措施：按本地设防烈度的抗震结构采用。建筑抗震设计规范下部结构抗震措施：地面以上的下部结构：隔震结构竖向投影及其外扩一跨范围内所有竖向钢筋应按关键构件；前条所指范围内，6、7度时框架结构的抗震等级二级，剪力墙结构抗震等级一级；8、9度框架结构抗震等级一级，剪力墙结构一级。范围以外的结构按抗震结构采用。地面以下结构：地下一层应与地面一层相同，以下可逐层降低，但不得低于三级。二、隔震技术在医院建筑的应用实例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Resea

23、rch Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI262022/6/1026建筑隔震设计标准隔震层设计：弹性恢复力：K100T1.4（VR+F)建筑抗震设计规范隔震层设计：隔震层在罕遇地震作用下的水平最大位移所对应的恢复力，不宜小于隔震层屈服力与摩阻力之和的1.2倍：K250T1.2（VR+F)隔震支座不同标高布置时，罕遇地震下相邻隔震层的层间位移角1/1000。二、隔震技术在医院建筑的应用实例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Instit

24、ute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI272022/6/1027建筑隔震设计标准隔震层设计：抗倾覆验算：上部结构高宽比超过4时，非隔震结构在多遇地震下基础不应出现拉应力；上部结构高宽比超过高层建筑混凝土规程限值时，进行罕遇地震下抗倾覆验算，抗倾覆力矩系数1.2。罕遇地震下，竖向拉应力限值1.0MPa，竖 向 压 应 力 限 值30MPa建筑抗震设计规范隔震层设计：抗倾覆验算：包括整体抗倾覆验算和隔震支座拉压承载力验算。整体抗倾覆验算：按罕遇地震下倾覆力矩的1.1倍，应小于上部结构重力代表值的抗倾覆力矩。罕遇地震（含竖向地震）下，竖向拉应力限值1.0MPa，且出现拉

25、应力的支座数量不超过30%；竖向压应力限值。二、隔震技术在医院建筑的应用实例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI282022/6/1028综合医院地下室面积4.42万平米，地上12.63万平米地下2层，地上16层（裙房4层）建筑高度70.5m结构高度（计算到隔震支座底）82.0m川投西昌综合医院（2018年2019年设计）设防烈度设防烈度9度，设计地震分组为度，设计地震分组为第三组，近断层，近场放大系

26、数第三组，近断层，近场放大系数1.5，类场地二、隔震技术在医院建筑的应用实例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI292022/6/1029塔楼部分高49.2米裙房部分高21.3米地下部分高11.5米塔楼Z字形平面，长度134.40m，宽度47.8m(投影宽度)，单肢宽度23.9 m主楼高宽比：3.43（高度算至隔震层），长宽比：2.81裙房地上4层，矩形平面，建筑高度21.3m，结构高度33.1m，裙

27、房长度193.20 m，宽度109.90m采用框架-剪力墙结构，塔楼设置防屈曲约束支撑基础隔震二、隔震技术在医院建筑的应用实例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI302022/6/1030结构复杂特征 高度超限：建筑高度超过9度地区“钢筋混凝土房屋适用最大高度”尺寸突变：H1/H=0.4,B1/B=0.43。上部楼层收进部位高度H1与房屋高度H之比大于0.2，收进后水平尺寸B1小于下部楼层水平尺寸B的

28、75%偏心布置：收进塔楼与裙房层质心相差25.8%，偏心率大于0.15或相邻层质心相差大于相应边长15%限值二、隔震技术在医院建筑的应用实例面对问题：9度、近断层1.5倍放大，地震输入巨大 抗震性能设计需要设防地震、罕遇地震水准下承载力和变形控制中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI312022/6/103170.5m82.0m二、隔震技术在医院建筑的应用实例设置基础隔震层基础隔震/层间隔震 基础隔震对

29、建筑功能影响较小，总体可按常规建筑设计，建筑师和其他专业人员容易接受 基础隔震处理简单，成本较低中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI322022/6/1032“高规”性能目标C参考建筑隔震设计标准（送审稿）地震宏观损坏允许程度构件层间位移角限值关键构件普通竖向构件耗能构件隔震层下支墩；转换梁及与阻尼器相连框架梁、柱隔震层以上7层的主楼剪力墙及框架柱；与BRB相连得梁、柱剪力墙（除关键剪力墙）框架柱（除

30、关键构件柱）框架梁及连梁支撑（防屈曲约束支撑）多遇地震无损坏无损坏，弹性无损坏，弹性无损坏，弹性弹性1/800设防烈度地震轻度损坏无损坏，抗震承载力相当于高规性能水准2；高于“高规”性能水准3：轻微损坏，正截面承载力不屈服，受剪承载力弹性轻微损坏正截面承载力不屈服，受剪承载力弹性与高规一致轻度损坏，部分中度损坏部分正截面承载力允许屈服受剪承载力满足不屈服不屈服1/267（抗规附录M:性能4,3倍弹性位移限值）罕遇地震中度损坏支墩无损坏，承载力大震弹性；转换梁及与阻尼器相连框架轻微损坏，满足正截面承载力大震不屈服，受剪承载力大震弹性轻度损坏，抗震承载力相当于高规性能水准4：承载力大震不屈服部分中

31、度损坏，抗震承载力相当于高规性能水准4；部分正截面承载力屈服，抗剪满足截面条件中度损坏，部分比较严重损坏，抗震承载力相当于高规性能水准4；连梁受剪承载力满足截面条件进入屈服阶段1/111（抗规附录M:性能4,0.9倍塑性变形限值）1/5001/200性能目标二、隔震技术在医院建筑的应用实例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI332022/6/1033剪力墙：塔楼下部600 mm(内含40mm钢板)，最

32、大轴压比0.13裙房500mm(内含35mm钢板)，最大轴压比0.08柱：塔楼下部（型钢混凝土柱）1200 x1200mm，最大轴压比0.57；裙房1000 x1000mm，最大轴压比0.60二、隔震技术在医院建筑的应用实例塔楼范围中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI342022/6/1034钢板混凝土剪力墙裙房以上该部位设置BRB,增加Y向刚度柱：主楼下部（型钢混凝土柱）1200 x1200，最大轴

33、压比0.57上部 1000 x1000钢筋混凝土柱裙房1000 x1000，最大轴压比0.60二、隔震技术在医院建筑的应用实例中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI352022/6/1035隔震/非隔震效应比值（隔震模型楼层剪力/非隔震模型楼层剪力）max=0.354(隔震模型层倾覆力矩/与非隔震模型层倾覆力矩)max=0.367减震系数为0.367速度型阻尼器速度型阻尼器位移型阻尼器。位移型阻尼器。合格的隔震减震设计，应是具有高效率的减震措施，同时有较好的成本控制和优良的建筑功能。中国建筑西南设计研究院有限公司中国建筑西南设计研究院有限公司China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI662022/6/1066谢谢！