隔震結構設計的案例
【JY】結構概念設計之（隔震概念設計）
直至現在他們的成果也影響這后輩對減隔震技術的發展與探究。
全國第一棟隔震建筑（汕頭凌海居民樓）
“世界建筑隔震技術發展的第三個里程碑”
三、《隔震標準》與《抗規》做法差異和提升
1、基本設計目標的不同
《隔標》明確了隔震建筑的基本設防目標，可以概括為：“
中震不壞、大震可修、巨震不倒
”，而《抗規》的基本設計目標為：“小震不壞，中震可修，大震不倒”。因此在設防目標提高了一個等級。從而也決定了按照新隔標進行隔震結構設計不再是小震設計，而是中震設計。
2、設計方法的不同
在《抗規》中對于隔震結構設計方法采用的是
水平減震系數法
，即分步設計法，將隔震層上下結構進行分開設計，采用該方法進行隔震結構設計時，需要根據設置隔震層以后的隔震模型人為生成一個假定的非隔震模型，并以該非隔震模型為基礎進行設計。
但隔震結構分步設計法中，按照降度的思想將隔震結構轉換為傳統抗震結構進行受力分析，其與隔震結構實際受力結果有較大的差別
，這種差別導致隔震結構的破壞模式與設計者預期的破壞模式不一致，進而導致結構存在安全隱患，而且也不利于結構設計經濟性原則。
《隔標》不再采用分步設計法，而是將上部結構與隔震層作為一個整體進行中震設計，更能體現隔震結構真實的地震響應和受力狀態。因此對于《隔標》，不再通過隔震層上部按照小震，控制結構小震下層間位移角，而是
對上部結構直接按照中震設計，控制結構中震下的層間位移角。
3、分析方法差異
《隔標》中隔震結構分析方法在原來的基礎上，增加了復振型分解反應譜方法。
展開 隔震結構直接分析設計方法初探
剪切變形趨勢與前面的結論基本相同，不同有效直徑的隔震支座協調作用，只有有效直徑最小的支座基本滿足100%剪切剛度等效，支座有效直徑越大，等效誤差越大。
結論與展望：
本文對隔震結構進行了設防地震作用下的非線性時程分析，主要考察了鉛芯隔震支座的剪切變形情況。可以看出，不同隔震支座以及不同位置的相同隔震支座的變形是有差異的。根據相同的剪切變形進行等效，會產生一定的誤差，從而影響隔震設計的結果。
《建筑隔震設計標準》（征求意見稿）第4.2.2條及第4.6.4條對隔震支座水平剛度和阻尼的等效都提到了按滯回曲線確定參數，考慮了不同支座和地震烈度對隔震結構影響的差異，基本去掉了按100%剪切變形下的等效方式（采用底部剪力法除外），無疑提高了隔震設計的準確性。
提高隔震設計準確性最根本的方法是避免采用等效方式，而是采用基于非線性分析的隔震結構直接分析設計法。SAUSG-PI就是基于這個思路開發的一款隔震結構設計專用軟件，同時提供“抗規”的“水平向減震系數法”和“隔標”的“直接分析設計方法”，可基于非線性分析結果，提供隔震結構的內力、配筋和隔震層設計功能。
來源：SAUSAGE非線性
展開 【JY】減隔震設計思考：隔震篇
這一點和抗震不一樣，畢竟，隔震結構對于地震烈度越大，隔震效果越突出，只要中震設計滿足《隔標》的要求是一定能達到的！
對于常規的隔震結構，在計算層面上滿足《隔標》中震設計的條件下，在罕遇地震下應大部分處于無損傷或輕微損傷，能算出較嚴重損傷的一定是存在問題的，工程師需要自我甄別！
因此滿足《隔標》中震設計的常規隔震結構，在罕遇地震下性能是可以完全保障的。至于極罕遇地震，目前《隔標》未給出常用隔震支座的極罕遇下的力學性能，用雙線性模型來分析極罕遇地震無任何意義，會嚴重高估結構性能，未能達到評估作用，也不能說明建筑在極罕遇地震下的損傷或破壞趨勢。
圖 損傷對比圖
對于常規隔震結構，除了上部結構的指標外，隔震層關心的應該是：
注意：此處是常規結構，即高寬比比較小，結構規整。
隔震層剛度需要適配（就是足夠剛），保證隔震層能協同工作！（這足以保證支座不受拉不提離）
支座面壓的控制和剪力系數的保證！（這點是中震設計來保證大震性能的根本）
產品性能可靠性、穩定性的保障！（包括隔震層的非結構構件，如柔性管道之類）
多增設配筋/增大截面在關鍵構件上。（不需要大震彈性/不屈服來包絡，直接提高中震時安全儲備更直接）
構造配套要跟上，使得整個隔震建筑在地震運動時并不受到阻礙，特別是盡可能做好、做大隔震溝！
總而言之，七分構造三分算！
特別注意，若是復雜結構或者非常規隔震結構，我認為還是需要全面的詳細分析。
展開 基于Abaqus的建筑結構隔震分析 附ABAQUS建筑結構分析應用下載
簡介
中國是一個地震多發國家，在建筑結構的全生命周期中，地震作用是可能引起結構嚴重破壞的最主要原因。在設計過程中，通過選擇合理的結構體系，保證結構具備足夠的強度和剛度，從而使結構抗震性能滿足要求。規范中有眾多的具體條文來實現這一目標，比如：控制框架與剪力墻的剪力分擔比例和傾覆力矩分擔比例，從而實現框架剪力墻結構和框架核心筒結構的二道防線；控制混凝土構件的軸壓比，保證混凝土結構的延性；采用合理的配筋方案，保證墻柱弱梁、強剪弱彎和強節點等原則；以及通過剪重比控制結構的整體剛度等[1]。
除了規范中上述傳統設計方法，還可以通過增加阻尼構件或者耗能構件，提高結構的耗能能力，減小對主要承重構件的地震能量輸入。這種方法幾乎可以適用于所有結構，因此在高層設計中被廣泛采用。
另一方面，采用隔震方法減小地震能量的輸入，則可以降低結構整體在地震作用下的破壞，但由于隔震通常不適用于高層結構[2]，在一般多層中采用又會大幅提高成本，且相關規范不夠完善，因此在國內應用不多。
隔震結構的設計中，規范要求隔震結構相對于非隔震結構的底部剪力減小50%，則可以將結構的設防烈度降低一度進行常規設計[3]。因此，隔震設計的關鍵是增加隔震支座后結構的底部剪力。
本文采用Abaqus，通過時程分析的方法，對上述隔震結構的常規設計方法進行研究。
展開 
【劃重點與簡析】建筑隔震設計標準（GB/T 51408-2021）
【劃重點與簡析】建筑隔震設計標準（GB/T 51408-2021）
1.0.3 特殊設防類建筑遭受極罕遇地震時，不致倒塌或發生危及生命的嚴重破壞。注：特殊設防類建筑需考慮極罕遇地震的驗算。
3.1.1 【條文說明】建議特殊設防類建筑宜提高一度設計
3.1.3 隔震結構基于中震設計，中震下結構彈性分析，罕遇地震下結構彈塑性分析（小于中損）；特殊設防類和房屋高度超過24m的重點設防建筑，對結構進行極罕遇地震作用的結構變形（表4.7.3-3）和支座變形驗算（4.6.6-2，對特殊設防類建筑，在極罕遇地震作用下隔震橡膠支座的極限水平變形值可取各層橡膠厚度之和的 4.0倍；彈性滑板支座、摩擦擺隔震支座的極限水平變形值可取產品水平極限位移；隔震層宜設置超過極罕遇地震下位移的限位裝置。）。
3.2.2 場地為IV類時，隔震結構應采取有效措施。【條文說明】指出，放寬IV類場地的限制，可上部結構增設阻尼裝置，優化隔震層阻尼設置。
3.2.3 地基基礎中震設計驗算。
3.3 特殊設防類結構應增設觀測系統。
4.1.1-4 抗震設防烈度 7度(0.15g)、8度和9度時的長懸臂或大跨結構，以及 9度時的高層建筑結構 ，應計算豎向地震作用 。
4.1.4 當處于發震斷層10km以內時，隔震結構地震作用計算應考慮近場影響，乘以增大系數，5km及以內宜取1.25，5km以外可取不小于 1.15。
4.2.1 隔震結構設計反應譜采用三段式，計算罕遇地震和極罕遇地震作用時，場地特征周期應分別增加 0.05s和 0.10s。
展開 【JY】減隔震設計思考Ⅱ
【往期精彩】
# 性能分析
【JY】基于性能的抗震設計淺析（一）
【JY】基于性能的抗震設計淺析（二）
【JY】淺析消能附加阻尼比
【JY】近斷層結構設計策略分析與討論
【JY】淺析各動力求解算法及其算法數值阻尼(人工阻尼)
理念
【JY|體系】結構概念設計之(結構體系概念)
【JY|理念】結構概念設計之(設計理念進展)
【JY|減震】結構概念之(消能減震黏滯阻尼器)
【JY|隔震】結構概念設計之（隔震概念設計）
【JY】有限單元分析的常見問題及單元選擇
【JY】結構動力學之顯隱式
【JY】淺談結構設計
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【JY】淺談混凝土結構/構件性能試驗指標概念（一）
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【JY】橡膠系支座/摩擦系支座全面解析
【JY】《公路橋梁抗震性能評價細則》宣貫PPT
【JY】減隔震設計思考：隔震篇
【JY】淺析基于性能的抗震分析方法——性能設計
# 概念機理
【JY】基于Ramberg-Osgood本構模型的雙線性計算分析
【JY】結構動力學初步-單質點結構的瞬態動力學分析
【JY】從一根懸臂梁說起
【JY】反應譜的詳解與介紹
【JY】結構瑞利阻尼與經濟訂貨模型
展開 【02】建筑結構隔震層隔震支座布置原則
原文
01建筑隔震設計標準GB/T 51408-2021
隔震層宜設置在結構的底部或中下部，其隔震支座應設置在受力較大的部位 ，隔震支座的規格、數量和分布應根據豎向承載力、側向剛度和阻尼的要求由計算確定；
隔震支座底面宜布置在相同標高位置上；當隔震層的隔震裝置處于不同標高時，應采取有效措施保證隔震裝置共同工作且罕遇地震作用下，相鄰隔震層的層間位移角不應大于 1/1000；
隔震支座的平面布置宜與上部結構和下部結構中豎向受力構件的平面位置相對應，不能相對應時，應采取可靠的結構轉換措施；
隔震層剛度中心與質量中心宜重合 ，設防烈度地震作用下的偏心率不宜大于 3%；
同一支承處采用多個隔震支座時 ，隔震支座之間的凈距應能滿足安裝和更換所需的空間尺寸。
02建筑隔震構造詳圖滇20G9-1
隔震支座位置與隔震層上下結構中豎向受力構件相對應，間距不宜過大，其規格、數量和分布應根據結構抗震設計的具體需要通過計算確定；
隔震支座上下支墩宜與支座對中設置，并應考慮檢修及更換的操作空間及荷載要求，支墩間宜居中布置拉梁；
同一結構單元內隔震支座底面應布置在相同標高，當確需布置在不同標高時，須充分考慮其不利影響；
同一結構單元可選用不同規格的隔震支座，充分發揮隔震支座各自的承載能力和水平變形能力；
同一支承處選用多個隔震支座時，隔震支座之間的凈距應大于安裝和更換時所需的空間尺寸。
03建筑結構隔震構造詳圖03SG610-1
隔震層宜設置在結構第一層以下的部位，其橡膠隔震支座應設置在受力較大的位置，間距不宜過大，其規格、數量和分布應根據豎向承載力、側向剛度和阻尼的要求通過計算確定，隔震層在罕遇地震下應保持穩定，不宜出現不可恢復的變形。隔震層橡膠支座在罕遇地震作用下，不宜出現拉應力。
展開 基于反應譜的隔震結構分析方法探索
2）采用CCQC法，基本解決了隔震結構的非均勻阻尼問題，并保證振型正交（能夠采用振型分解反應譜法求解的必要條件）。
3）基于迭代分析，基本解決了隔震結構非線性問題。
4）基于通用設計軟件PMSAP開發，適用性強：適用于大跨及高層結構；與中國規范結合緊密；自動綜合反應譜與時程的內力結果進行配筋。
存在的問題：
1）基于等效線性法（等效剛度、等效阻尼），具有一定近似性。
2）目前需要用戶手工迭代（一般僅需4-8次迭代，1小時內可完成）。
3）目前不適用于支座受拉情況（隔震支座拉壓剛度不等），即僅適用于支座一直受壓情況（即若支座受拉，則存在一定近似性）。
4）若出現支座受拉情況，反應譜法采用的線性組合荷載效應不再適用。
5）基于反應譜的隔震結構分析方法，主要不足：減震效果不理想（即減震系數偏大，約為FNA時程法的1.5-1.9倍）。
▉ 軟件適用性測試——框架結構（8度區）
本文軟件在正式應用于實際工程之前，已經基于實際工程的分析模型建立了虛擬的測試模型，對軟件的適用性進行了測試。典型的測試項目是一個位于8度區的框架結構，含底層的隔震層共10層（無地下室），建筑高度為35.6米，長寬分別為63米、20米，PMSAP分析模型如下圖所示，測試結果如下頁所示。
經Step0~Step6共7次迭代，模型最大相對誤差收斂到0.49%（不大于0.5%），阻尼比、位移角、周期等基本穩定不變，說明Step6模型中的LRB支座的等效剛度及等效阻尼是基本準確的，該模型可以用來判斷構件超筋及指標超限。
展開 土-樁-隔震結構 多尺度耦合動力響應分析
1 結果展示
2 研究背景
目前國內外的大多數隔震設計較少考慮或不考慮土－結構動力相互作用（簡稱SSI效應）的影響，但實際工程在地震作用下，土與結構之間的相互作用會影響整體動力響應。考慮SSI效應對隔震結構的減震效果影響情況究竟如何，需要進行客觀的評價。基于此，本文主要從土－結構動力相互作用出發，給出考慮土-樁-隔震結構耦合的動力時程響應分析實例。
本文的研究對象是隔震結構，考慮SSI效應后結構構件、隔震支座及整體結構的動力響應均有可能受到影響。本文的研究思路將從材料本構模型的驗證出發，從結構構件到隔震支座，最后再到整體結構，對這幾個部分的動力響應進行研究。
3 材料本構及構件模型解讀與分析
3.1地基土體
當前由研究人員所提出的每種土體本構模型僅能夠反映土的某一類或幾類現象，具有一定的應用范圍和局限性。對于樁－土－隔震結構這一耦合體系的動力相互作用，涉及到上部結構、隔震層、地基等多種因素，再加上復雜的土體性質，土體本構模型需有針對性的選用。
在<a href="/major/<a href="/major/<a href="/major/ABAQUS 中常用的土體本構模型包括：線彈性模型、DC模型（應力應變關系見圖1-1）、Mohr-Coulomb模型（屈服面見圖1-2），Drucker-Prager模型等。由于現有的土體本構模型無法滿足土體所有特點，需根據所研究問題選取合適的土體本構和計算參數。本文以常見的均勻土層作為地基土，采用ABAQUS中以粘彈性理論為基礎的等效線性模型，盡管仍有不足，但該模型是基于大量實驗結果歸納得到，形式簡單直觀，適用于考慮樁-土耦合對隔震結構動力響應的初步分析。
展開 技術|?建筑減隔震設計消能粘滯阻尼器介紹
結構組成：
主要由缸體、端蓋、活塞、阻尼介質和連接體及左右兩側的連接耳板所組成。
工作原理：
活塞將缸體一分為二，活塞在缸體內往復運動過程中，阻尼介質在兩個分隔腔體內迅速流動，介質的分子間，介質與活塞產生劇烈的摩擦，介質在通過活塞孔時產生巨大的節流阻尼，這些作用的合力成為阻尼力。流動中產生的阻尼力，將地震動能，通過活塞在阻尼介質中的往復運動轉化為熱量耗散掉，使活塞運動速度逐漸降低，達到阻尼耗能的目的。
特點：粘滯阻尼器是一種無剛度的速度型阻尼器，工作時不會改變結構的固有動力特性，只對結構提供附加阻尼，阻尼力—位移滯回曲線飽滿近似矩形，使其具有穩定的動力特性和很強的耗能能力。
消能阻尼器技術優勢：
1、消能粘滯阻尼器只為結構提供耗散能量的阻尼力，因此耗能能力強、效率高，而且不改變結構的振動頻率特性。
2、粘滯阻尼器所采用的粘滯流體為硅油，硅油具有性能穩定、阻燃性能和抗老化性能優良，以及動力粘度系數大的特性，因此粘滯阻尼器具有性能可靠、出力大的優點。
3、雙出桿粘滯阻尼器結構對稱、緊湊，安裝方便且所需安裝空間較小，并且阻尼器兩端裝有關節軸承，不僅利于施工安裝，而且阻尼器工作時的方向適用性強。
4、技術合理性:消能減振、抗震結構則通過設置消能桿件和減震裝置，在出現變形時，大量迅速地消耗能量，保護主體結構的安全。結構越高、越柔，消能減振、抗震效果越顯著。
粘滯耗能阻尼器的主要技術參數：
原理公式為：F=CVα
式中：F為阻尼力(kN)
C：阻尼系數(kN/(mm/s) )
V：活塞運動的速度(mm/s)
α：速度指數，根據工程要求進行設計選定，一般在0.01～1之間取值。當 α=1時，則為線性阻尼。
一般建筑物減震使用0.15左右，隔震使用0.15~0.3。
展開 OCAD應用：菲涅爾透鏡初始結構設計
OCAD應用：菲涅爾透鏡初始結構設計
OCAD應用：菲涅爾透鏡初始結構設計
圖1.菲涅爾透鏡結構形式
菲涅爾透鏡是一種利用多層環形圓錐表面構成的特殊面型結構，用以使光線按預定會聚角會聚的光學元件，他等效于一個球面透鏡，如圖2所示。菲涅爾透鏡多用于要求結構簡單的大孔徑非成像系統，特別是照明系統更為常見。這類系統往往只需要一個單片透鏡，工藝簡單可以模壓成形。在對該類透鏡初始結構設計時利用 OCAD 程序也非常簡單。只要在數據表格中的“表面面型”欄內選擇“菲涅爾面”，接著界面會出現菲涅爾面型設計窗體如圖3。在此窗體表格內首先 利用其中“下插入”或“刪除”工具按鈕確定菲涅爾面的環形圈數，再給出菲涅爾面的表面等效焦距值，進一步按“確定”按鈕即可自動算出該菲涅爾面的各環錐面傾斜角度值。
圖2.菲涅爾透鏡設計菜單
圖3.菲涅爾表面設計窗體
菲涅爾面的基底一般是平面，有時為了某種特殊用途也可以是球面，但這時的球面半徑僅僅只作為菲尼爾面的基底，沒有像球面透鏡那樣具有光焦度的貢獻。決定該面光焦度的是菲涅爾面的等值焦距而不是該面基底半徑。帶有球面基底的菲尼爾面的設計方法與以上相同。
由圖3可以看出，OCAD 在對菲涅爾透鏡自動設計時可以嚴格把各環帶中點的光線匯聚于一點，但對于整個環帶菲涅爾透鏡而言，其橫向像差取決于環帶寬度，因為就每個環帶而言只是個平面光錐，只使光線轉折不能會聚也不能消色差。菲涅爾透鏡的光斑點列圖如圖4。
圖4.菲涅爾透鏡光斑點列圖
圖5.菲涅爾透鏡光學零件圖
對帶有菲涅爾面型的光學系統（菲涅爾透鏡）設計完成之后，OCAD 可以像其他非球面鏡一樣繪制各種光學圖紙。在繪制零件圖是還可以繪出菲涅爾面的所有面型參數，如圖5所示。
展開 
【產品設計】鈑金結構防塵防水設計，結構工程師必備知識點！
針對鈑金結構機柜防塵防水設計工作，設計人員要思考結構的設計要點，并明確防塵防水設計的原理和具體的對策，只有這樣才能夠提升設計的水平和設計的質量。
鈑金結構機柜的結構類型和聯接方式
1.1鈑金結構機柜的結構類型
鈑金結構機柜指的是運用鈑金工藝加工制造的機柜，加工過程中使用的加工藝有剪、沖、折、焊和表面處理。鈑金結構機柜的結構類型根據分類標準的不同，主要可以分為以下幾類：第一，按照機柜的框架可以分為立柱橫梁結合型與整板型兩種；第二，按照鈑金機柜的角聯接方式可以分為四種類型，分別是螺釘聯接、粘接聯接、銷聯接、焊聯接。
1.2 鈑金結構機柜框架的聯接方式
鈑金結構機柜的聯接方式指的是鈑金結構機柜主體結構的聯接方式。隨著機柜加工工藝的發展，鈑金結構機柜既可以采用整面板的結構制作而成，也可以通過一定尺寸的插件連接而成。一般情況下，鈑金結構機柜的結構主要有以下幾個部分：前橫梁、后橫梁、側橫梁、和立柱組成的框架。（我們推薦你關注“機械工程師”公眾號，第一時間掌握干貨知識、行業信息）
一般這幾部分的截面形狀是保持一致的，設計的過程盡量采用定型成熟的框架結構。其中前后橫梁、立柱和側橫梁的聯接可以通過彎折形狀和與彎折形狀相配合的避位運用穿插技術進行聯接，也可以采用焊接或角件方式進行聯接。
鈑金結構機柜防塵防水設計要點分析
在對放置這些電子設備的鈑金結構機柜進行設計時，設計人員一定要根據 IP 防護等級充分考慮到機柜的防護性能。
展開 【專業知識】壓鑄件的結構設計及壓鑄工藝知識，產品結構設計必備！
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3、 講師
李曉峰
Bentley資深應用工程師
擁有十多年結構分析工程行業經驗。熟悉各國結構設計標準，精通STAAD.Pro在各行業的典型應用。
在Bentley主要負責其結構分析產品STAAD.Pro/RAM在大中國區域的技術支持工作。在加入Bentley的十五年間，作為產品專家和結構咨詢師，參與了上百個大型結構項目，涉及行業包括電力，石油石化，冶金，煤炭，能源，環保，公共建筑等領域。
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展開 招兼職人民防空地下室結構設計，建筑結構設計講師或技術支持人員
招兼職人民防空地下室結構設計，建筑結構設計講師或技術支持人員，短周期的培訓或技術支持，可周末，北上廣深，成都，武漢，西安，蘇州等 主要城市 ，內容有培訓講課，或技術支持，或項目外包，如您想掙點外塊，積累資源，充實生活，請聯系我，要求有實際項目經歷，三年以上項目經歷，表達能力較好，微信18612205665 ，郵件soft@info-soft.cn。
