一、工程概況 本工程的建筑使用功能為醫(yī)院病房樓，位于河南省鶴壁市，抗震設防烈度8度，設計基本地震加速度值為0.20g，設計地震分組為第二組，場類別為II類，場地特征周期0.40s，抗震設防類別為重點設防，抗震等級為一級；主體結構采用鋼筋混凝土框架結構，地下2層（隔震層為地下1層），地上8層，建筑結構高度32.4m，長約62.0m，寬約17.0m；基本風壓為0.45kN/㎡，地面粗糙度為C類；設計使用年限50年，安全等級為一級。 圖1-1工程效果圖 圖1-2工程三維模型示意圖 二、工程設計 2.1 設計主要依據(jù)和資料 本工程隔震設計所依據(jù)的主要規(guī)范、圖集如下： 1、《建筑抗震設防分類標準》（GB50223－2008）； 2、《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009－2012）； 3、《建筑結構可靠性設計統(tǒng)一標準》（GB50068－2018）； 4、《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011－2010）（2016版）； 5、《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010－2010）（2015版）； 6、《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007－2011）； 7、《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015）； 8、《工程結構通用規(guī)范》（GB55001－2021）; 9、《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》（GB55002－2021）; 10、《混凝土結構通用規(guī)范》(GB55008-2021)； 11、《建設工程抗震管理條例》； 12、《建筑隔震設計標準》(GB/T51408-2021)； 13、《建筑結構隔震構造詳圖》(03SG610-1)； 14、《疊層橡膠支座隔震技術規(guī)程》（CECS126-2001）等。 2.2 結構分析與設計軟件的選用 本工程采用PKPM2021版V1系列結構分析軟件進行隔震結構的建模與分析設計。該單體結構平面、豎向規(guī)則，依據(jù)《建筑隔震設計標準》（以下簡稱隔標）4.1.3條，可采用復振型分解反應譜法迭代計算隔震支座剛度和阻尼比，進行隔震結構的設計�？稍赑KPM軟件中布置隔震支座，定義關鍵構件、普通水平構件、普通豎向構件，對隔震模型進行整體分析計算；可在一個模型計算目錄下，一鍵實現(xiàn)中震隔震、中震非隔震、大震隔震等多模型的性能包絡設計，方便快捷。采用SAUSG-GZ進行大震下的彈塑性分析。 三、隔震設計 3.1 隔震設計目標及設計思路 本工程通過在地下室的頂板與正負零之間設置隔震裝置及其相連構件，形成隔震層，從而降低上部結構的地震響應，實現(xiàn)隔震的功能。隔震支座直接固定在地下室頂板柱頂。 依據(jù)《隔標》1.0.3條、3.1.3條、4.4.4條、4.4.5條、4.7.2條、6.1.3條等條文，控制上部結構底部剪力比不大于0.5。根據(jù)《隔標》的相關規(guī)定，本工程構件的主要性能目標信息詳見表3.1。 3.2 隔震支座的選取和布置 3.2.1本工程隔震支座采用的是鉛鋅橡膠隔震支座+普通橡膠隔震支座，主要技術參數(shù)見表3.2.1。 3.2.2本工程隔震支座布置詳見圖3.3.2-1。 圖3.3.2-1隔震支座布置圖 PKPM-GZ模塊可以進行一鍵自動布置隔震支座，方便快捷的完成隔震支座的初步選型。如圖3.3.2-2。 圖3.3.2-2隔震支座自動布置示意圖 3.2.3本單體模型軟件主要技術參數(shù)設置內容如圖3.2.3-1、3.2.3-2所示。 圖3.2.3-1隔震設計主要技術參數(shù) 圖3.2.3-2隔震層區(qū)域構件、性能目標指定 圖3.2.3-3PKPM接SSG接口位置 四、結構分析與計算 4.1 結構動力特性分析 設防地震（中震）作用下，隔震結構與非隔震結構的周期對比見表4.1，《疊層橡膠支座隔震技術規(guī)程》規(guī)定：隔震房屋兩個方向的基本周期相差不宜超過較小值的30%。由表4.1可知，采用隔震技術后，結構的周期明顯延長，且滿足相關規(guī)定要求。 4.2 底部剪力比 表4.2給出了設防地震下隔震結構層間剪力與非隔震結構層間剪力的比值。從表中數(shù)據(jù)可以看出地震作用沿0度時的底部剪力比為0.42，地震作用沿90度時的底部剪力比為0.42，最終底部剪力比取0.42。 4.3 設防地震下彈性層間位移角 從表4.3中可知本工程的層間位移角的最大值X向為1/659,Y向為1/634，二者均能滿足《建筑隔震設計標準》的限值要求。 4.4 隔震層偏心率 由上表可知，設防地震下隔震層偏心率滿足《建筑隔震設計標準》4.6.2-4的要求。 4.5 抗風驗算 隔震層必須具備足夠的屈服前剛度和屈服承載力，以滿足微振動和風荷載作用下的要求�！督ㄖ粽鹪O計標準》第4.6.8條規(guī)定抗風承載力應符合下式規(guī)定：YwVwk≤VRw，即1.5Vwkx=928.4<3406.6KN，1.5Vwky=3394.4<3406.6KN，滿足要求；《抗規(guī)》規(guī)定：采用隔震的結構風荷載和其他非地震作用的水平荷載標準值產(chǎn)生的總水平力不宜超過結構總重力的10%。本結構總重力荷載代表值為137667.7KN，其10%大于風荷載產(chǎn)生的水平力618.9KN(X向)，2262.9KN(Y向)，滿足規(guī)范要求，以上結果在隔震計算書中展示。 4.6 隔震支座驗算 圖4.6隔震層支座長期面壓、拉壓應力、變形驗算、屈重比驗算結果 為了文字看的清晰，僅以幾個隔震支座驗算結果為例，詳見圖4.6所示。 4.7 罕遇地震隔震層抗傾覆驗算 根據(jù)《建筑隔震設計標準》第4.6.9-2條規(guī)定，隔震結構應進行罕遇地震作用下的抗傾覆驗算，由上部結構重力荷載代表值計算的抗傾覆力矩與罕遇地震下傾覆力矩之比不應小于1.1。該隔震結構的抗傾覆分析由復振型分解反應譜（罕遇地震譜）法結合自動迭代隔震層等效剛度和阻尼比的方法確定，軟件分析結果如下表4.7所示。由表4.7結果可知，結構罕遇地震下最不利抗傾覆與傾覆力矩比值為2.70，滿足規(guī)范要求。此數(shù)據(jù)可從模型目錄下ISOLATE_RQFL_VLDT.OUT文件中查看。 4.8 隔震支座恢復力和屈服力驗算 根據(jù)《建筑隔震設計標準》第4.6.1-4條規(guī)定，當隔震層采用隔震支座和阻尼器時，應使隔震層在地震后基本恢復原位，隔震層在罕遇地震作用下的水平最大位移所對應的恢復力，不宜小于隔震層屈服力與摩阻力之和的1.2倍，軟件分析結果如表4.8所示，可滿足規(guī)范要求。此數(shù)據(jù)可從模型目錄下ISOLATE_QRQY_VLDT.OUT文件中查看。 4.9 罕遇地震作用下SSG彈塑性時程分析結果 4.9.1主要參數(shù)對比 圖4.9.1-2罕遇地震下結構層間位移角 由表4.9.1-1可知，PKPM與SSG罕遇地震下主要指標相差不大；由圖4.9.1-2可知，罕遇地震作用下結構層間位移角滿足規(guī)范1/100之一的要求；由圖4.9.1-3可知，各項指標均顯示藍色，證明均滿足規(guī)范要求，鑒于篇幅限值，不再贅述。 圖4.9.1-3SSG隔震規(guī)范審查 4.10 配筋結果及施工圖 如圖4.10.1示意，PKPM可以在一個主模型內實現(xiàn)中震隔震模型、大震隔震模型的配筋包絡設計，此時需要從主模型下進入施工圖繪制模塊。另外，如圖4.10.1示意，計算書可以選擇顯示各個子模型的包絡設計信息，方便設計師查看及提交審圖機構。 圖4.10.1配筋結果查看 五、結論 通過本文所述內容及分析結果證明，該工程采用隔震方案是有效可靠的；通過增加隔震層后，有效的降低了上部結構的地震響應，并且結構各項指標均滿足相關規(guī)范、規(guī)程及標準的要求。 基于PKPM+SAUSG的一體化設計應用方案，既能滿足《隔標》設防地震及正常使用相關技術要點，又能實現(xiàn)構件設計自動滿足不同性能水準的目標要求，可以方便設計師高效完成配筋計算書出圖及相關結構設計指標整理的工作。 說明：本實例主要介紹了隔震結構分析的相關參數(shù)設置與驗算要點，關于隔震結構的施工與維護，隔震層的構造措施、隔震支座的檢測應按相應規(guī)范規(guī)程標準的要求進行實施。
