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DB21/T 4390-2026 建筑消能减震应用技术规程

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  • 更新时间:2026-01-22
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资料介绍

  ICS 91.120.25 CCS P 15

  

  DB21

  辽 宁 省 地 方 标 准

  DB21/T 4390—2026

  建筑消能减震应用技术规程

  Technical specification for application ofbuilding seismic

  energy dissipation

  2026-01-07 发布 2026-02-07 实施

  辽 宁 省 住 房 和 城 乡 建 设 厅 联合发布 辽 宁 省 市 场 监 督 管 理 局

  辽宁省地方标准

  建筑消能减震应用技术规程

  Technical specification for application of building seismic energy dissipation

  DB21/T 4390—2026

  主编部门:辽宁省住房和城乡建设厅

  批准部门:辽宁省住房和城乡建设厅

  施行日期:2026年02月07日

  2026 沈阳

  前 言

  根据辽宁省住房和城乡建设厅关于印发《2023年度辽宁省工程建设地方标准制修订计划》的通知要求,由中国建筑东北设计研究院有限公司等单位对辽宁省工程建设标准《建筑消能减震应用技术规程》进行编制。

  本规程是在总结近年国内外消能减震技术工程应用和最新科研成果基础上,贯彻落实《建设工程抗震管理条例》,广泛征求业内人员意见,并结合现行国家、行业标准等编制而成。

  本规程主要技术内容是:总则、术语和符号、基本规定、消能减震结构设计、消能部件与结构的连接构造、消能器的技术性能、消能部件的施工、验收和维护。

  本规程由辽宁省住房和城乡建设厅负责管理,由中国建筑东北设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。在执行过程中,如有意见或建议,请寄送中国建筑东北设计研究院有限公司 (地址:沈阳市和平区文化路 2 甲号,邮政编码: 110000 ,联系方式: 024-81978048) 。

  请注意:本规程的某些内容可能直接或间接涉及专利、商标,本规程的发布机构不承担识别这些专利、商标的责任。

  本规程主编单位:中国建筑东北设计研究院有限公司

  本规程参编单位:同济大学

  大连理工大学

  辽宁建院施工图设计审查咨询有限公司

  中国建筑第二工程局有限公司

  中国建筑第八工程局有限公司

  广州大学

  上海史狄尔建筑减震科技有限公司

  大连城建设计研究院集团有限公司

  辽宁省建设科学研究院有限责任公司

  大连建筑科学研究设计院股份有限公司

  沈阳新大陆建筑设计有限公司

  沈阳建筑大学设计集团有限公司

  中国中建设计研究院有限公司

  都市发展设计集团有限公司

  沈阳市建设工程施工图设计审查咨询中心

  中冶焦耐(大连)工程技术有限公司

  沈阳都市建筑设计有限公司

  凌海市城乡建设服务中心

  中铁九局集团有限公司

  辽宁省市政工程设计研究院有限责任公司

  主要起草人: 吴一红、胜 利、高 嵩

  孙飞飞、李 钢、孙 强、张 超、石文龙、陈 勇、梁 峰、崔 瑶邱韶光、李东方、于长江、王金来、宋 莉、侯立伟、张 叙、曾 升谭家升、董启灏、姚大鹏、陈 龙、罗锐跃、邱焕龙、史永彬、周 宇

  邵筱梅、张大伟、张信龙、陈 晨、关立军、孙晓哲、金华健、赵 爽

  张福寿、王 喆、关崇伟、董松员、李生武、李 丹、任海东、刘晓伟主要审查人: 薛彦涛、李庆钢、张小冬、文 元、于永彬、孙 丽、陈 飞

  目 次

  1 总则 1

  2 术语和符号 2

  2. 1 术 语 2

  2. 2 符 号 5

  3 基本规定 6

  3. 1 一般要求 6

  3. 2 地震作用 7

  3. 3 结构分析 8

  3. 4 结构性能目标 10

  3. 5 层间变形和楼面水平加速度 11

  3. 6 耐久性规定 12

  3. 7 场地、地基和基础 13

  4 消能减震结构设计 14

  4. 1 一般规定 14

  4. 2 消能部件布置原则 14

  4. 3 消能部件设计及附加阻尼比计算 15

  4. 4 主体结构设计 20

  4. 5 消能子结构设计 21

  4. 6 抗震构造措施 22

  5 消能部件与结构的连接构造 25

  5. 1 一般规定 25

  5. 2 连接形式 26

  5. 3 连接元件与节点板 28

  5. 4 预埋件 28

  5. 5 支撑和支墩、剪力墙 31

  6 消能器的技术性能 32

  6. 1 一般规定 32

  6. 2 金属屈服型消能器 33

  6. 3 屈曲约束支撑 35

  6. 4 摩擦消能器 38

  6. 5 黏滞消能器 40

  6. 6 黏弹性消能器 42

  6. 7 复合型消能器 45

  7 消能部件的施工、验收和维护 46

  7. 1 一般规定 46

  7. 2 消能部件进场验收 46

  7. 3 消能部件的施工安装顺序 48

  7. 4 施工测量和消能部件的安装、校正 49

  7. 5 消能部件安装的焊接和紧固件连接 49

  7. 6 施工安全和施工质量验收 50

  7. 7 维护 5 1

  附录 A 混凝土框架-屈曲约束支撑结构 53

  A. 1 一般规定 53

  A. 2 结构设计 54

  A. 3 屈曲约束支撑的布置要求 57

  附录 B 建筑非结构构件、建筑附属机电设备和功能性仪器设备的性能要求 59

  B. 1 一般规定 59

  B. 2 建筑非结构构件的性能要求 60

  B. 3 建筑附属机电设备和功能性仪器设备的性能要求 61

  附录 C 位移敏感型建筑非结构构件 62

  附录 D 加速度敏感型建筑非结构构件 64

  附录 E 不同地震水准作用下结构设计参数 66

  附录 F 抗震性能化设计评价准则 65

  附录 G 金属屈服型消能器与屈曲约束支撑性能参数取值 69

  附录 H 摩擦消能器性能参数取值 72

  本规程用词说明 75

  引用标准名录 76

  附:条文说明 77

  Contents

  1 General Provisions 1

  2 Terms and Symbols 2

  2. 1 Terms 2

  2. 2 Symbols 5

  3 Basic Requirements 6

  3. 1 General Requirements 6

  3. 2 Earthquake Action 7

  3. 3 Structural Analysis 8

  3. 4 Structural Performance Objectives 9

  3. 5 Floor Deformation and Floor Horizontal Acceleration 11

  3. 6 Durability Requirements 12

  3. 7 Site, Soils and Foundation 12

  4 Design of Energy Dissipation Structure 14

  4. 1 General Requirements 14

  4. 2 Distribution Principle of Energy Dissipation Devices 14

  4. 3 Design of Energy Dissipation Parts and Additional Damping Ratio 15

  4. 4 Design of Main Structure 20

  4. 5 Design of Energy Dissipation Substructure 21

  4. 6 Details of Structures 2 1

  5 Connecting Details of Energy Dissipation Parts 25

  5. 1 General Requirements 25

  5. 2 Connecting Form 26

  5. 3 Calculation of Connecting Elements and Gusset Plates 28

  5. 4 Calculation of Embedded Parts 28

  5. 5 Calculation of Brace and Pier, Shearwall 3 1

  6 Technical Characteristics of Energy Dissipation Devices 32

  6. 1 General Requirements 32

  6. 2 Metal Yielding Energy Dissipation Devices 33

  6. 3 Buckling-Restrained Braces 35

  6. 4 Friction Energy Dissipation Devices 38

  6. 5 Viscous Energy Dissipation Devices 40

  6. 6 Viscoelastic Energy Dissipation Devices 42

  6. 7 Composite Energy Dissipation Devices 45

  7 Construction, Quality Acceptance and Maintenance of Energy Dissipation Parts 46

  7. 1 General Requirements 46

  7. 2 Site Acceptance of Energy Dissipation Parts 46

  7. 3 Installation Sequence of Energy Dissipation Parts 48

  7. 4 Construction Survey, Installation and Correction of Energy Dissipation Parts 49

  7. 5 Weld and fasten Connection for Energy Dissipation Parts 49

  7. 6 Construction Safety and Acceptance of Construction Quality 50

  7. 7 Maintenance of Energy Dissipation Parts 5 1

  Appendix A Reinforced Concrete Frame Structures with Buckling-Restrained Braces 53

  A.1 General Requirements 53

  A.2 Structural Analysis 54

  A.3 Distribution Principle of Buckling-Restrained Braces 57

  Appendix B Performance Requirements of Architectural Non-Structural Members, Architectural attached

  Mechanical and Electrical Equipment, Functional Equipment Facilities 59

  B.1 General Requirements 59

  B.2 Performance Requirements of Architectural Non-Structural Members 60

  B.3 Performance Requirements of Architectural attached Mechanical and Electrical Equipments,

  Functional Equipment Facilities 61

  Appendix C Requirements of Displacement Sensitive Architectural Non-Structural Members 62

  Appendix D Requirements of Acceleration Sensitive Architectural Non-Structural Members 64

  Appendix E Elastic or Equivalent Elastic Method of Components Load-Bearing Verification 65

  Appendix F Performance-Based Seismic Design Evaluation Criteria 66

  Appendix G Performance Parameters of Metal Yielding Energy Dissipation Devices and

  Buckling-Restrained Braces 69

  Appendix H Performance Parameters of Friction Energy Dissipation Devices 72

  Explanation of Wording in This Specification 75

  List of Quoted Standards 76

  Addition: Explanation of Provisions 77

  1 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,提高辽宁省建筑工程抗震防灾能力,在消能减震工程中做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规程。

  1. 0. 2 本规程适用于辽宁省新建建筑结构的消能减震设计、施工、检验、验收和维护。

  1. 0. 3 按本规程设计与施工的消能减震结构,其抗震设防目标如下:

  基于设防地震时保持正常使用功能建筑的抗震设防目标:当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时,建筑能够满足正常使用要求,消能部件正常工作,主体结构基本不受损坏可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防的罕遇地震时,消能部件应发挥最大消能功能,主体结构可能发生损坏,经简单适度修理后可继续使用。

  基于多遇地震时保持正常使用功能建筑的抗震设防目标:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,消能部件正常工作,主体结构不受损坏或不需要修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时,消能部件正常工作,主体结构可能发生损坏,但经一般修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,消能部件不应丧失功能,主体结构不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

  1. 0. 4 消能减震结构设计、施工、检验、验收和维护,除应符合本规程规定外,尚应符合国家、行业及辽宁省现行相关标准的有关规定。

  1

  2 术语和符号

  2. 1 术 语

  2. 1. 1 消能器 energy dissipation device

  通过内部材料或构件的摩擦,产生弹塑性或黏弹性滞回变形来耗散或吸收能量的装置。包括位移相关型消能器、速度相关型消能器和复合型消能器。

  2. 1. 2 消能减震结构 energy dissipation structure

  设置消能器的结构。包括主体结构、子结构和消能部件。

  2. 1. 3 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,如金属屈服型消能器、摩擦消能器和屈曲约束支撑等。

  2. 1. 4 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. 5 复合型消能器 composite energy dissipation device

  耗能能力与消能器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. 6 金属屈服型消能器 metal yielding device (MYD)

  由各种不同金属材料 (软钢、铅等) 元件或构件制成,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. 7 摩擦消能器 friction energy dissipation device (FRD)

  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相对位移时产生摩擦做功而耗散能量的减震装置。

  2. 1. 8 屈曲约束支撑 buckling-restrained brace (BRB)

  由核心单元、外约束单元等组成,利用核心单元产生弹塑性滞回变形耗

  2

  散能量的减震装置。

  2. 1. 9 耗能型屈曲约束支撑 energy-dissipated buckling-restrained brace

  可以提高结构的抗侧刚度和水平承载能力,作为结构的主要耗能构件使用,在多遇地震作用下保持弹性,在设防地震和罕遇地震作用下应先于主体结构构件进入屈服,不作为承受结构竖向荷载构件使用的屈曲约束支撑。

  2. 1. 10 承载型屈曲约束支撑 bearing buckling-restrained brace

  可以提高结构的抗侧刚度和水平承载能力,作为结构主要抗侧力构件使用,在设防地震作用下保持弹性,在罕遇地震作用下应进入屈服,屈服后具备一定耗能能力的屈曲约束支撑。

  2. 1. 11 黏滞消能器 viscous energy dissipation device

  利用黏滞材料运动时产生黏滞阻尼耗散能量的减震装置。包括黏滞阻尼器、黏滞阻尼墙。

  2. 1. 12 黏滞阻尼器 viscous fluid damper (VFD)

  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. 13 黏滞阻尼墙 viscous fluid wall (VFW)

  以黏滞流体为阻尼介质的速度相关型减震装置, 一般由墙形状的非封闭金属箱型容器、活动板块及黏滞流体介质等部分组成,利用板块在黏滞介质中运动,产生与活动板块速度相关的阻尼力,耗散地震输入结构中能量的减震装置,其阻尼力与板块运动速度一般呈非线性关系。

  2. 1. 14 黏弹性消能器 viscoelastic energy dissipation device (VED)

  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。

  2. 1. 15 消能部件 energy dissipation part

  由消能器和支撑或连接消能器构件组成的部分。

  2. 1. 16 消能子结构 energy dissipation substructure与消能部件直接相连的主体结构构件的集合。

  3

  2. 1. 17 消能减震层 energy dissipation floor布置消能部件的楼层。

  2. 1. 18 附加阻尼比 additional damping ratio

  消能减震结构往复运动时消能器附加给主体结构的有效阻尼比。

  2. 1. 19 附加刚度 additional stiffness

  消能减震结构往复运动时消能部件附加给主体结构的刚度。

  2. 1. 20 消能器极限位移 ultimate displacement of energy dissipation device

  消能器能达到的最大变形量,消能器的变形超过该值后认为消能器失去消能功能。

  2. 1. 21 消能器极限速度 ultimate velocity of energy dissipation device

  消能器能达到的最大速度值,消能器的速度超过该值后认为消能器失去消能功能。

  2. 1. 22 消能器设计位移 design displacement of energy dissipation device消能减震结构在罕遇地震作用下消能器达到的位移值。

  2. 1. 23 消能器设计速度 design velocity of energy dissipation device消能减震结构在罕遇地震作用下消能器达到的速度值。

  4

  2. 2 符 号

  2. 2. 1 结构参数

  T1 —— 消能减震结构的基本自振周期;

  ξd —— 消能减震结构的附加有效阻尼比;

  Δupy —— 消能部件在水平方向的屈服位移或起滑位移;

  Δusy —— 设置消部件的主体结构层间屈服位移。

  2. 2. 2 消能器参数

  CD —— 消能器的线性阻尼系数;

  Cj —— 第 j 个消能器由试验确定的线性阻尼系数; kb—— 支撑构件沿消能方向的刚度;

  tV —— 黏弹性消能器的黏弹性材料的总厚度;

  wcj —— 第 j 个消能部件在结构预期层间位移Δuj 下往复循环一周所消耗的能量;

  [y] —— 黏弹性材料允许的最大剪切应变; Δudmax —— 沿消能方向消能器最大可能的位移;

  Δu—— 沿消能方向消能器的位移;

  FD—— 消能器在相应位移或相应速度下的阻尼力;

  Dd —— 消能器设计位移。

  5

  3 基本规定

  3. 1 一般要求

  3. 1. 1 消能减震建筑应根据地震时保持正常使用功能的要求不同,按照表

  3.1. 1进行分类。

  表 3.1.1 消能减震建筑分类

  分类 建 筑

  I 类 基于设防地震时保持正常使用功能的应急指挥中心建筑、医院主要建筑、应急避难场所建筑、广播电视建筑等

  II 类 基于设防地震时保持正常使用功能的学校建筑、幼儿园建筑、医院附属用房、养老机构建筑、儿童福利机构建筑等

  III 类 抗震设防目标为基于多遇地震时保持正常使用功能,不要求满足设防地震时保持正常使用功能的建筑

  3. 1. 2 采用消能减震的结构,其最大适用高度同主体结构适用高度,应符合现行国家标准相关规定。当主体结构高度超过相关规定时,应进行专项研究。混凝土框架-屈曲约束支撑结构适用高度及结构设计要求参考附录 A。钢框架 -屈曲约束支撑结构适用高度及结构设计要求应符合《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99 的相关规定。

  3. 1. 3 消能减震结构的抗震性能化设计,应根据建筑结构的实际需求,分别选定针对整个结构、局部部位或关键部位、关键构件、重要构件、普通构件以及消能部件的性能目标。

  3. 1. 4 消能器的选择应考虑结构类型、使用环境、建筑使用要求、安装方便、结构控制参数等因素,根据地震作用时预期的结构位移或内力控制要求,选 择不同类型的消能器。

  6

  3. 1. 5 建筑非结构构件、建筑附属机电设备和功能性仪器设备的抗震性能应满足附录 B 的要求。有特殊要求时应采取专门技术措施。

  3. 1. 6 抗震设防烈度为 7 、8 度时高度分别超过 160m 、120m 的大型消能减震公共建筑,应按规定设置建筑结构的地震反应监测系统。

  3. 2 地震作用

  3. 2. 1 消能减震结构的地震作用和作用效应组合,应符合现行国家标准《建筑抗震设计标准》GB/T 50011 的相关规定。

  3. 2. 2 消能减震结构的地震作用,应符合下列规定:

  1 应在消能减震结构的各个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算,各方向的水平地震作用应由该方向消能部件和抗侧力构件承担。

  2 有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于 15 °时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。

  3 质量和刚度分布明显不对称的消能减震结构,应计入双向水平地震作用下的扭转影响;其他情况,应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。

  4 7 度(0.15g)、8 度的大跨度与长悬臂消能减震结构及构件应计算竖向地震作用。

  5 对处于发震断层两侧 10km 以内的结构,地震动参数应计入近场效应影响,重要建筑宜进行地震安全性评价。

  3. 2. 3 采用时程分析法分析时,应按建筑场地类别和设计地震分组选实际强震记录和人工模拟的加速度时程曲线,其中实际强震记录数量不应少于总数的2/3 。多组时程曲线的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符,其地震加速度时程的最大值可按表 3.2.3采用。

  7

  表 3.2.3 时程分析用的地震加速度曲线的最大值 (cm/s2)

  设防烈度

  6 度 (0.05g)

  7 度 (0.10g)

  7 度 (0.15g)

  8 度 (0.20g) 多遇地震 18 35 55 70 设防地震 50 100 150 200 罕遇地震 125 220 310 400 注:当建筑设计基准期非 50 年时,地震加速度最大值应按设计基准期下超越概率进行调整。

  3. 3 结构分析

  3. 3. 1 消能减震结构分析模型应正确地反映不同荷载工况的传力途径、在不同地震动水准下主体结构和消能器所处的工作状态。计算模型宜采用空间结构有限元模型。

  3. 3. 2 消能减震结构应根据不同地震动水准下主体结构和消能器所处的工作状态选择合适的分析方法:

  1 当消能减震结构主体结构处于弹性工作状态,且消能器处于线性工作状态时,可采用振型分解反应谱法、弹性时程分析法。

  2 当消能减震结构主体结构处于弹性工作状态,且消能器处于非线性工作状态时,可将消能器进行等效线性化,采用附加有效阻尼比和有效刚度的振型分解反应谱法、弹性时程分析法;也可采用弹塑性时程分析法。

  3 当消能减震结构主体结构进入弹塑性状态时,应采用静力弹塑性分析方法或弹塑性时程分析方法。

  3. 3. 3 消能减震结构阻尼比计算应符合下述要求:

  1 消能减震结构的总阻尼比应为主体结构固有阻尼比和消能器工作消能附加给主体结构的有效阻尼比的总和。

  8

  2 消能器附加给主体结构的有效阻尼比应根据主体结构处于弹性或弹塑性工作状态及不同水准地震作用分别确定。

  3 结构总应变能和消能器耗能应按单向地震输入分别计算。当地震力作用主方向或者斜交抗侧力构件与结构主方向角度大于 15 °时,尚应补充计算相关角度的附加等效阻尼比。

  3. 3. 4 消能减震结构的总刚度应为结构刚度和消能部件附加给结构的有效刚度之和。

  3. 3. 5 消能减震结构的恢复力模型应包括结构恢复力模型和消能部件的恢复力模型。消能器的恢复力模型宜按下列规定选取:

  1 金属屈服型消能器和屈曲约束支撑可采用双线性模型、三线性模型或Wen模型。

  2 摩擦消能器、铅消能器可采用理想弹塑性模型。

  3 黏滞消能器可采用麦克斯韦模型。

  4 黏弹性消能器可采用开尔文模型。

  5 其他类型消能器模型可根据组成消能器的元件是采用串联还是并联来具体确定。

  消能器的恢复力模型参数应通过足尺试验确定。设计文件中明确消能器所选用的恢复力模型,并描述滞回特性曲线相关参数。

  3. 3. 6 大型、复杂消能减震结构在地震作用下的内力和变形分析,应采用不少于两个不同软件进行对比分析,计算结果应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。

  3. 3. 7 罕遇地震作用下消能器的设计位移、设计速度计算,应通过结构整体弹塑性分析确定。

  9

  3. 4 结构性能目标

  3. 4. 1 地震时各类构件的抗震性能水准不应低于表 3.4.1-1 、3.4.1-2 和

  3.4.1-3 的规定。

  表 3.4.1-1 Ⅰ 类建筑正常使用的抗震性能水准

  构件类型 设防地震 罕遇地震 主结构构件 基本完好 轻微或轻度损坏 子结构构件 完好 轻微损坏 减震部件 正常工作 正常工作 建筑非结构构件 基本完好 轻度损坏 建筑附属机电设备 正常工作 轻度损坏 功能性仪器设备 正常工作 轻度损坏 表 3.4.1-2 Ⅱ 类建筑正常使用的抗震性能水准

  构件类型 设防地震 罕遇地震 结构构件 基本完好或轻微损坏 轻度或中度损坏 子结构构件 基本完好 轻度损坏 减震部件 正常工作 正常工作 建筑非结构构件 基本完好 中度损坏 建筑附属机电设备 正常工作 中度损坏 功能性仪器设备 正常工作 中度损坏 表 3.4.1-3 III 类建筑正常使用的抗震性能水准

  构件类型 多遇地震 罕遇地震 结构构件 完好 中度或比较严重损坏 子结构构件 完好 中度损坏 减震部件 正常工作 正常工作

  10

  注:1 正常工作,即减震部件、附属机电设备、功能性仪器设备正常运行,发挥设计预期的作用或功能。

  2 位移敏感型建筑非结构构件按附录 C 选用;加速度敏感型建筑非结构构件按附录 D 选用。

  3. 4. 2 结构构件根据功能、作用、位置及重要性等可分为关键构件、普通竖向构件、重要水平构件和普通水平构件,按照第 4.4 、4.5 节进行抗震承载力验算。

  3. 5 层间变形和楼面水平加速度

  3. 5. 1 消能减震结构在地震作用下的结构变形验算,应符合下述规定。

  1 I 类建筑的最大层间位移角限值应符合表 3.5.1-1 的规定。

  表 3.5.1-1 Ⅰ 类建筑的最大层间位移角限值

  地震水平 设防地震 罕遇地震 钢筋混凝土框架、

  混凝土框架-屈曲约束支撑结构

  1/400

  1/150 钢筋混凝土框架-抗震墙、框架-核心筒结构 1/500 1/200 钢筋混凝土抗震墙、板-柱抗震墙、筒中筒、钢筋混凝土框支层结构

  1/600

  1/250 多层、高层钢结构 1/250 1/100 2 Ⅱ 类建筑的最大层间位移角限值应符合表 3.5.1-2 的规定。表 3.5.1-2 Ⅱ 类建筑的最大层间位移角限值

  地震水平 设防地震 罕遇地震 钢筋混凝土框架、

  混凝土框架-屈曲约束支撑结构

  1/300

  1/100 钢筋混凝土框架-抗震墙、框架-核心筒结构

  1/400

  1/150 钢筋混凝土抗震墙、板-柱抗震墙、筒中筒、钢筋混凝土框支层结构

  1/500

  1/200 多层、高层钢结构 1/200 1/80

  11

  3 Ⅲ 类建筑的最大层间位移角限值应符合表 3.5.1-3 的规定。表 3.5.1-3 Ⅲ 类建筑的最大层间位移角限值

  地震水平 多遇地震 罕遇地震 钢筋混凝土框架、

  混凝土框架-屈曲约束支撑结构

  1/550

  1/50 钢筋混凝土框架-抗震墙、框架-核心筒结构

  1/800

  1/100 钢筋混凝土抗震墙、板-柱抗震墙、筒中筒、钢筋混凝土框支层结构

  1/1000

  1/120 多层、高层钢结构 1/250 1/50 3. 5. 2 地震时保持正常使用功能建筑的最大楼面绝对水平加速度限值宜符合表 3.5.2 的规定。当不能满足时,应对建筑非结构构件、建筑附属机电设备和功能性仪器设备采取专门措施并进行专门研究和论证。

  表 3.5.2 地震时保持正常使用功能建筑的最大楼面绝对水平加速度限值 (g)

  地震水平 设防地震 罕遇地震 I 类建筑 0.25 0.45 Ⅱ 类建筑 0.45

  3. 6 耐久性规定

  3. 6. 1 消能部件的混凝土支墩、墙等耐久性应符合现行有关国家标准的规定。承受竖向荷载作用或虽然不承受竖向荷载作用但显著提高结构抗侧刚度的消 能部件,应按主体结构的要求进行防火处理。

  3. 6. 2 当消能减震结构遭遇烈度 6 度及以上的地震作用、强 (台) 风或者火灾后,应对消能器进行检查和维护,必要时应进行更换。设计文件应注明使用期间业主对产品定期检查要求。

  12

  3. 7 场地、地基和基础

  3. 7. 1 建筑的场地宜选择对抗震有利地段,宜避开不利地段;当无法避开时,应采取有效措施保证其在地震作用下的稳定性,并应估计不利地段对设计地震动参数可能产生的放大作用。当场地内存在发震断裂带时,应对断裂的工程影响进行评价,并应避开主断裂带。建筑场地的要求尚应符合现行国家标准《建筑抗震设计标准》GB/T 50011 的规定。

  3. 7. 2 地面下存在饱和砂土或饱和粉土时,6 度时对液化沉陷敏感的乙类建筑和7 度及以上的建筑,应进行液化判别;存在液化土层的地基,应根据建筑的抗震设防类别、地基的液化等级,结合具体情况采取相应的措施。

  3. 7. 3 天然地基与桩基的地基承载力、基础抗震验算、抗震构造措施应符合现行国家标准《建筑抗震设计标准》GB/T 50011 的规定。

  3. 7. 4 基于设防地震时保持正常使用功能建筑地基基础的设计和抗震验算,尚应满足本地区设防地震作用的要求。

  13

  4 消能减震结构设计

  4. 1 一般规定

  4. 1. 1 消能减震结构设计应符合现行国家标准《建筑抗震设计标准》GB/T 50011 的规定。

  4. 1. 2 楼 (屋) 盖宜满足平面内无限刚性的要求。当楼 (屋) 盖平面内无限刚性要求不满足时,应考虑楼 (屋) 盖平面内的弹性变形,并建立符合实际情况的力学分析模型。

  4. 2 消能部件布置原则

  4. 2. 1 确定消能减震结构设计方案时,消能部件的布置应符合下列规定:

  1 消能部件的布置宜使结构在两个主轴方向的动力特性相近。

  2 消能部件的竖向布置宜使结构沿高度方向刚度均匀。

  3 消能部件宜布置在层间相对位移或相对速度较大的楼层,可采用合理形式增加消能器两端的相对变形或相对速度。并应同时考虑整体弯曲的竖向变形与水平变形的相互影响。

  4 可通过在抗震墙的连梁位置设置位移相关型消能部件,把抗震墙设计成双肢或多肢消能抗震墙。

  5 消能部件的布置不应使结构出现薄弱构件或薄弱层。

  6 消能部件与非结构构件之间应采用柔性填充,保证消能部件的有效变形空间。

  7 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、检查和维护要求。外墙处的消能器宜设置在围护墙体内侧。

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  4. 2. 2 消能部件的布置数量应符合下列规定:

  1 采用位移相关型消能器时,各楼层的消能部件有效刚度与主体结构层间刚度比宜接近,各楼层的消能部件水平剪力耗能与主体结构的弹性层间剪力与层间位移乘积的弹性能的比值宜接近。

  2 采用黏滞消能器时,各楼层的消能部件的最大水平阻尼力耗能与主体结构的弹性层间剪力与层间位移乘积的弹性能的比值宜接近。

  3 设置消能器的楼层,消能器数量不宜少于 4 个。罕遇地震作用下,消能减震结构消能器附加阻尼比不宜低于 1%。

  4. 3 消能部件设计及附加阻尼比计算

  4. 3. 1 消能部件的设计参数应符合下列规定:

  1 位移相关型消能器与斜撑、支墩等附属构件组成消能部件时,消能部件的恢复力模型参数应符合下式规定:

  Δupy/Δusy ≤ 2/3#(4.3.1 − 1)

  式中:Δupy —— 消能部件在水平方向的屈服位移或起滑位移 (m) ;

  Δusy —— 设置消能部件的主体结构层间屈服位移 (m) 。

  2 黏弹性消能器的黏弹性材料总厚度应符合下式规定: tV ≥ Δudmax/[y]#(4.3.1 − 2)

  式中: tV —— 黏弹性消能器的黏弹性材料总厚度 (m) ;

  Δudmax —— 沿消能方向消能器的最大可能的位移 (m) ;

  [y] —— 黏弹性材料允许的最大剪切应变。

  3 速度相关型消能器与斜撑、墙体 (支墩) 或梁等支承构件组成消能部件时,支承构件沿消能器消能方向的刚度应符合下式规定:

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  kb ≥ 6 ΠCD/T1 #(4.3.1 - 3)

  式中:kb —— 支撑构件沿消能器消能方向的串联刚度 (kN/m);

  CD —— 消能器的线性阻尼系数 [kN/ (m ·s) ]; T1 —— 消能减震结构的基本自振周期 (s)。

  4 速度非线性相关型消能器与斜撑、墙体 (支墩) 或梁等支承构件组成消能部件时,消能器消能方向的刚度可按公式 (4.3. 1-4) 等效为速度线性相关阻尼系数 CD ,并满足公式 (4.3. 1-3) 的要求。

  Cd α-1C# 式中:β —— 系数,可按表 4.3.1 取值;

  Dd —— 消能器设计位移 (m);

  α —— 速度非线性相关型消能器的阻尼指数;

  C —— 速度相关型消能器的阻尼系数(kN/ (m/s)α ) 。

  表 4.3.1 β 值

  阻尼指数 α β 值 阻尼指数 α β 值 0.1 1.24 0.5 1.11 0.2 1.20 0.6 1.09 0.3 1.17 0.7 1.06 0.4 1.14 0.8 1.04 注:其他阻尼指数对应的 β 值可线性插值。

  5 位移相关型消能器与斜撑、墙体 (支墩) 或梁等支承构件组成消能部件时,支承构件沿消能器消能方向的刚度应符合下式规定:

  kb ≥ k1 # (4.3.1 - 5)

  kb ≥ 6ke #(4.3.1 - 6)

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  式中:K1 —— 消能器初始刚度 (kN/m);

  Ke —— 设计位移对应的有效刚度,即设计阻尼力与设计位移之比(kN/m)。

  4. 3. 2 消能部件附加给结构的实际有效刚度和有效阻尼比,可按下列方法确定:

  1 位移相关型消能部件和非线性速度相关型消能部件附加给结构的有效刚度可采用等效线性化方法确定。

  2 消能部件附加给结构的有效阻尼比可采用如下方法计算:

  方法一:

  消能器提供的附加阻尼比可按下式计算。

  式中: ξd —— 消能减震结构的附加有效阻尼比;

  wcj—— 第 j 个消能部件在结构预期层间位移 Δuj 下往复循环一周所消耗的能量 (kN ·m) ;

  ws —— 消能减震结构在水平地震作用下的总应变能 (kN ·m) ; η 1 —— 有效阻尼比折减系数,一般取 0.7。

  1) 不计及扭转影响时,消能减震结构在水平地震作用下的总应变能,可按下式计算:

  ws = Σ Fi ui /2#(4.3.2 - 2)

  式中:Fi —— 质点i的水平地震作用标准值 (一般取相应于第一振型的水平地震作用即可,kN);

  ui ——质点i对应于水平地震作用标准值的位移 (m)。

  2) 速度线性相关型消能器在水平地震作用下所往复一周所消耗的能量,

  17

  可按下式计算:

  wcj = (2π2/T1 ) Σ cj cos2 (θj )Δuj2 #(4.3.2 - 3)

  式中:T1 —— 消能减震结构的基本自振周期 (s);

  cj —— 第 j 个消能器由试验确定的线性阻尼系数 [kN/ (m ·s) ];

  θj —— 第 j 个消能器的消能方向与水平面的夹角 ( °);

  Δuj —— 第 j 个消能器两端的相对水平位移 (m)。

  当消能器的阻尼系数和有效刚度与结构振动周期有关时,可取相应于消能减震结构基本自振周期的值。

  3) 非线性黏滞消能器在水平地震作用下往复循环一周所消耗的能量,可按下式计算:

  wcj = λ 1 Fdjmax Δuj #(4.3.2 - 4)

  式中:λ 1 —— 阻尼指数的函数,可按表 4.3.2 取值;

  Fdjmax —— 第 j 个消能器在相应水平地震作用下的最大阻尼力 (kN) 。

  表 4.3.2 λ 1 值

  阻尼指数 α λ 1 值 0.25 3.7 0.50 3.5 0.75 3.3 1 3.1 注:其他阻尼指数对应的 λ 1 值可线性插值。

  4) 位移相关型和速度非线性相关型消能器在水平地震作用下往复循环一周所消耗的能量,可按下式计算:

  wcj = Σ Aj #(4.3.2 - 5)

  式中:Aj —— 第 j 个消能器的恢复力滞回环在相对水平位移 Δuj 时的面

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  积 (kN ·m) ,应考虑消能部件刚度对实际有效位移的影响。

  5) 采用振型分解反应谱法分析时,结构有效阻尼比可采用附加阻尼比的迭代方法计算。

  6) 采用时程分析法计算消能器附加给结构的有效阻尼比时,消能器两端的相对水平位移 Δuj、质点 i 的水平地震作用标准值 Fi、质点 i 对应于水平地震作用标准值的位移 ui ,应采用时程分析结果的包络值。分析出的阻尼比和结构地震反应的结果应符合本规程相关的规定。

  方法二:

  消能减震结构采用可以考虑消能器非线性特征的逐步积分法进行分析,消能器提供的附加阻尼比可按下式计算。

  式中:ξ0 —— 消能减震主体结构的固有模态阻尼比;

  Ed (t)—— 消能减震结构消能器最大位移时刻的累积耗能;

  Ed (t)—— 消能减震主体结构最大位移时刻的固有模态阻尼累积耗能。

  4. 3. 3 采用静力弹塑性分析方法时,计算模型中消能器宜采用第 6 章给出的恢复力模型,并由实际计算获得消能器附加给结构的有效阻尼比,不能采用预估值。位移相关型消能器可采用等刚度的杆单元代替,并根据消能器的力学特性于该杆单元上设置塑性铰,以模拟位移相关型消能器的力学特性。

  4. 3. 4 消能减震结构在多遇、设防和罕遇地震作用下的总阻尼比应分别计算。采用反应谱分析方法进行阻尼比计算消能部件附加给结构的有效阻尼比超过 25% 时,宜按 25% 计算。

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  4. 4 主体结构设计

  4. 4. 1 消能减震结构应结合建筑实际需求选择性能水准和性能目标。消能减震结构的抗震设计应符合下列规定:

  1 采用基于设防地震时保持正常使用功能建筑设防目标时,结构应完成设防地震作用下的承载力设计和变形验算,罕遇地震作用下的损伤评价和变形验算。

  2 采用基于多遇地震时保持正常使用功能建筑设防目标时,结构应完成多遇地震作用下的承载力设计和变形验算,罕遇地震作用下的变形验算。

  4. 4. 2 多遇地震、设防地震和罕遇地震下的荷载分项系数、构件内力调整、承载力抗震调整系数等相关设计参数,可参考附录 E 执行。

  4. 4. 3 结构在不同抗震性能水准下采用弹性或等效弹性计算方法进行抗震设计时,构件的正截面和斜截面承载力设计可按下列公式进行:

  1 多遇地震作用下,构件承载力应符合式(4.4.3-1)的规定。

  S = YdSGE + YEh SEhk + YEvSEvk + ΨwYw Sw k ≤ R/YRE#(4.4.3 - 1)式中:S —— 地震作用组合值,尚应考虑与抗震等级有关的增大系数;

  R —— 构件承载力设计值;

  YRE —— 承载力抗震调整系数,取值应符合现行国家标准《建筑抗震设计标准》GB/T 50011 的规定;

  Yd 、YEh 、YEv 、Yw —— 分别为重力荷载、水平地震作用、竖向地震作用、风荷载分项系数,取值应符合现行国家标准《建筑抗震设计标准》GB/T 50011 的规定;

  SGE —— 重力荷载代表值的效应;

  SEhk —— 水平地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数、调整系数;

  20

  SEvk —— 竖向地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数、调整系数;

  Sw —— 风荷载标准值的效应;

  Ψw —— 风荷载组合值系数,对风荷载敏感的结构取 0.2。

  2 设防地震作用下,关键构件的承载力应符合式 (4.4.3-2) 的规定。

  S* = YdSGE + YEhSE(*)hk + YEvSE(*)vK ≤ R/YRE#(4.4.3 - 2)

  式中:S* —— 地震作用组合值,不考虑与抗震等级有关的增大系数;

  SE(*)hk —— 水平地震作用标准值的效应;

  SE(*)vk —— 竖向地震作用标准值的效应。

  3 设防地震作用下,普通竖向混凝土构件及重要水平混凝土构件的受剪承载力应符合式 (4.4.3-2) 的规定,正截面承载力应符合式 (4.4.3-3) 、式

  (4.4.3-4) 的规定。普通竖向钢构件及重要水平钢构件的受剪承载力和正截面承载力应符合式 (4.4.3-3) 、式 (4.4.3-4) 的规定。

  SGE + SEh + 0.4SEv ≤ Rk #(4.4.3 - 3)

  SGE + 0.4SEh + SEv ≤ Rk #(4.4.3 - 4)

  式中:Rk —— 构件承载力标准值,按材料强度标准值计算。

  4 设防地震作用下,普通水平混凝土构件的受剪承载力应符合式

  (4.4.3-3)、式 (4.4.3-4) 的规定,正截面承载力应符合式 (4.4.3-5)、式 (4.4.3-6)的规定。普通水平钢构件的受剪承载力和截面承载力应符合式 (4.4.3-5) 、式 (4.4.3-6) 的规定。

  SGE + SEh + 0.4SEv ≤ Rk(*)#(4.4.3 - 5)

  SGE + 0.4SEh + SEv ≤ Rk(*)#(4.4.3 - 6)

  式中:Rk(*) —— 考虑材料超强的构件承载力标准值,按材料强度标准值计算,

  对钢筋混凝土梁支座或节点边缘截面可考虑将钢筋的强度标

  21

  准值提高 25% 进行计算,对钢梁支座或节点边缘截面可考虑将钢材屈服强度标准值提高 25% 进行计算。

  4. 4. 4 在罕遇地震下,主结构的损坏程度可采用抗震性能化设计评价标准来检验,损伤水准详见附录 F 。混凝土构件尚宜按力控制模式验算对应性能目标的斜截面承载力。

  4. 5 消能子结构设计

  4. 5.1 消能子结构的抗震承载力验算宜符合下列规定:

  1 子结构的梁、柱设计应考虑消能器支撑所传递的各项作用力。阻尼力较大时尚应验算相连楼板的面内抗剪承载力。

  2 屈曲约束支撑采用人字形或 V 形布置时,宜对称布置。当支撑拉力与压力产生的竖向力不平衡时,可修改滞回曲线受压侧的第二刚度,在弹塑性模型中考虑横梁的各项作用力做整体核算。

  3 当子结构框架柱在垂直相交的两个平面内布置消能器时,应考虑双向地震作用下的受力。

  4 I 、II 类建筑消能子结构在设防地震作用下,框架梁应按重要水平构件设计,I 类建筑竖向构件宜按关键构件设计,并应符合 4.4.3 条的相关规定;罕遇地震作用下子结构的构件损坏等级,I 类建筑不应高于轻微损坏 ( L2 ) , II 类建筑不应高于轻度损坏 ( L3 ) 。

  5 III 类建筑消能子结构在多遇地震作用下应保持弹性;在罕遇地震作用下满足第 4.5.3 条规定的极限承载力要求,或者控制其构件损坏等级不超过中度损坏 ( L4 )。

  构设计标准》G

  4. 5. 2 消能子结构罕遇地震作用下钢筋混凝土或型钢混凝土构件最小抗剪截面验算应分别符合《混凝土结 B/T 50010 、《组合结构设计

  22

  标准》JGJ 138 和《建筑抗震设计标准》GB/T 50011 的相关规定,计算时材料强度可取材料标准值。

  4. 5. 3 罕遇地震作用下,消能子结构极限承载力验算应符合式 (4.4.3-5) 、式(4.4.3-6) 规定,计算时材料强度可取最小极限强度。钢材可取各牌号极限强度的最小值,钢筋可取屈服强度的 1.25 倍,混凝土强度可取立方体强度的 0.88 倍,可参考表 4.5.3 进行取值。

  表 4.5.3 材料强度极限值

  材料

  强度等级 极限值 (N/mm2)

  材料

  强度等级 极限值 (N/mm2)

  钢筋 HRB400 500

  混凝土 C30 26.4 HRB500 625 C35 30.8

  钢材 Q235 370 C40 35.2 Q355 470 C45 39.6 Q390 490 C50 44.0 Q420 520 C55 48.4 Q345GJ 490 C60 52.8

  4. 6 抗震构造措施

  4. 6. 1 消能减震结构主体结构的抗震等级应符合现行国家标准《建筑抗震设计标准》GB/T 50011 的规定。

  4. 6. 2 消能子结构抗震构造措施宜按高于本地区抗震设防烈度 1 度的要求加强,乙类建筑不再重复提高。

  4. 6. 3 当消能减震结构的抗震性能明显提高时,结构的抗震构造措施要求可适当降低。

  1 在罕遇地震作用下,结构抗震性能水准可以提高两个性能水准等级时,

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  抗震构造措施可降低一个等级,但不应低于四级。

  2 构件抗震构造措施降低后,应采用弹塑性分析进行变形能力和损伤等级复核。

  4. 6. 4 框架柱地震组合作用的轴压比限值应符合《建筑抗震设计标准》GB/T 50011 的相关规定。基于设防地震保持正常使用的 I 类、II 类建筑,可采用多遇地震作用组合下的轴压比进行验算。

  4. 6. 5 消能减震子结构的抗震构造措施尚应满足下述要求:

  1 当混凝土框架柱在多遇地震工况下为小偏心受拉时,柱内纵筋总截面面积应比计算值增加 25%。

  2 消能子结构为混凝土或型钢混凝土构件时,构件的箍筋加密区长度应延伸至节点板外 1.5 倍构件高度。

  3 屈曲约束支撑采用人字形或V形布置时,支撑在横梁跨中交汇,横梁顶部贯通钢筋应满足计算要求并不得少于支座纵筋的 1/2 ,箍筋应全跨加密。

  4 消能子结构为钢结构时,钢梁、钢柱节点的构造措施应按现行国家标准《钢结构设计标准》 GB 50017 和《高层民用建筑钢结构技术规程》 JGJ 99中的中心支撑规定确定。

  24

  5 消能部件与结构的连接构造

  5. 1 一般规定

  5. 1. 1 消能器通过节点板与主体结构连接,消能器与节点板的连接可采用螺栓连接、销轴连接、焊接连接、法兰盘连接。节点板与主体结构的连接可采用螺栓连接、焊接连接、预埋件连接。消能器、节点板以及连接部位构造较复杂时,宜进行精细化结构设计建模,并应结合试验确定连接构造的可靠性。

  5. 1. 2 预埋件、支撑和支墩、剪力墙及节点板等连接部件应具有足够的刚度、强度和稳定性。

  5. 1. 3 与位移相关型或速度相关型消能器相连的预埋件、支撑和支墩、剪力墙及节点板的作用力取值应为消能器在设计位移或设计速度下对应阻尼力的1.2 倍。屈曲约束支撑在 1.2 倍设计承载力的作用下,核心单元的过渡段及连接段不应发生局部失稳。

  5. 1. 4 高强度螺栓、焊接或销轴的计算、构造要求应符合国家现行标准《钢结构设计标准》GB 50017 、《钢结构焊接规范》GB 50661 、和《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ 82 的规定。连接部件对接焊缝的质量等级应为一级。

  5. 1. 5 连接元件、节点板的承载力验算应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017 的有关规定。

  5. 1. 6 消能器采用人字形或 V 字形的布置形式时,应采取合理的措施限制与支撑相连的梁侧向和扭转变形。当人字形或 V 字形支撑通过水平消能器与框架节点连接时,支撑端部应设置侧向限位装置。当悬臂支墩、剪力墙在层

  25

  间布置消能器时,应计入侧向和扭转变形对消能器性能的影响。

  5. 1. 7 消能器与连接部件的长度应与设计文件中要求的刚度相匹配。

  5. 2 连接形式

  5. 2. 1 消能器与主体结构的连接一般分为支撑型、墙型、柱型、门架式和腋撑型等,设计时应根据工程具体情况和消能器的类型合理选择连接形式。

  5. 2. 2 消能器支撑的轴线宜交汇于梁柱构件轴线的交点,偏离交点时偏心距不宜超过支撑杆件宽度,并应计入由此产生的附加弯矩。

  5. 2. 3 屈曲约束支撑与主体的连接可采用单斜支撑布置、 V 字形和人字形等布置,不宜采用 K 字、不应采用 X 字形式。

  (a) 屈曲约束支撑与混凝土构件连接

  (b) 屈曲约束支撑与钢构件连接图 5.2.3 屈曲约束支撑布置型式

  26

  5. 2. 4 金属屈服型、摩擦消能器与主体的连接方式,宜结合建筑隔墙位置布置,通常采用支撑式和墙式连接,也可采用连梁式。支撑式可根据需要采用 V形或人字形布置,墙式可根据需要设置混凝土墙式和钢桁架墙式连接。

  27

  (a) 墙式 (混凝土、钢桁架)

  (c) 人字支撑式

  

  (b) X 字支撑式

  (d) V 字支撑式

  图 5.2.4 金属屈服型、摩擦消能器布置型式

  5. 2. 5 黏滞消能器与主体的连接方式有支撑式、墙式、剪切连接型等多种型式。

  (a) 支撑式 (b) 墙式

  (c) 剪切连接式

  图 5.2.5 黏滞消能器布置型式

  5. 3 连接元件与节点板

  5. 3. 1 消能器与节点板采用焊接连接时,应采用坡口对接焊。采用螺栓连接时,应采用摩擦型高强螺栓。焊接与螺栓的承载力验算,应考虑消能部件整 体变形对节点弯矩的影响。销轴与连接耳板、节点板间的间隙不应大于 0.3mm。当消能器长度较小而支撑长度过大时,应采用法兰盘连接,并验算法兰盘节 点在双向地震作用下的附加弯矩影响。

  5. 3. 2 节点板应在自由边设置边肋。

  5. 3. 3 屈曲约束支撑连接节点应能够承担 V 型、人字形支撑产生的竖向不平衡力。

  5. 4 预埋件

  5. 4. 1 预埋件的锚筋和锚板设计应符合国家现行标准《混凝土结构设计标准》 GB/T 50010 的规定。

  5. 4. 2 消能器节点板与混凝土框架的连接预埋件可采用下述形式:

  28

  (a) 预埋板和锚筋的连接形式

  (b) 局部预埋型钢连接形式

  (c) 整体预埋型钢连接形式

  (d) 预埋腹板开孔H型钢

  图 5.4.2 消能器节点板与混凝土框架连接形式示意图

  1—柱;2一梁;3—锚筋;4—锚板;5—节点板;6—型钢;7—加劲肋;

  8—栓钉;9—腹板

  5. 4. 3 预埋件采用预埋锚板和锚筋的形式时,应满足以下要求:

  1 预埋件的锚筋应按拉力和剪力共同作用计算总截面积。

  2 宜采用夹板式双面锚固的形式。

  3 当锚筋直径大于 20mm 时,锚筋与锚板采用穿孔塞焊进行焊接。

  29

  4 沿剪力方向锚筋排数不宜多于四排,当多于四排时,应充分考虑锚筋层数的折减或采取其他有效传递剪力的措施。

  5. 4. 4 预埋件采用型钢形式时,应满足以下要求:

  1 型钢在节点板的位置处应设置加劲肋板。

  2 型钢应在上下翼缘部位设置栓钉。

  3 节点板在混凝土梁的箍筋位置应预留穿筋孔,节点板强度验算时应考虑孔洞部位截面削弱的影响。

  5. 4. 5 预埋件采用腹板开孔 H 型钢的形式时,应满足以下要求:

  1 钢腹板按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017 进行强度验算。

  2 钢腹板与混凝土的接触面在靠近节点范围应按现行国家标准《混凝土结构设计标准》GB/T 50010 进行局部承压验算。

  5. 4. 6 梁柱节点部位的连接板预埋件进行承载力验算时,可将消能器的轴力分解到柱上埋件和梁上埋件的中心,按下列公式计算。

  F = F1 + F2

  F1 acosθ = F2 bsinθ

  式中:F —— 屈曲约束支撑的轴力;

  F1 —— 柱上埋件的拉 (压) 力;

  F2 ——梁上埋件的拉 (压) 力。

  图 5.4.6 梁柱节点部位的连接板预埋件受力分解示意图

  30

  5. 4. 7 预埋件破坏面不应出现在混凝土基材上。当预埋件受拉剪复合作用时,锚筋承载力尚应按下式验算:

  式中: N —— 预埋件拉力设计值;

  Nd—— 锚筋受拉承载力设计值;

  v —— 预埋件剪力设计值;

  vd —— 锚筋受剪承载力设计值。

  5. 5 支撑和支墩、剪力墙

  5. 5. 1 与消能器连接支撑的整体刚度应满足本规程第 4.3.1 条的要求。罕遇地震作用下,采用悬臂支墩、剪力墙布置的消能器应考虑混凝土开裂刚度的影响。

  5. 5. 2 支撑和支墩、剪力墙稳定验算时的计算长度应符合下列规定:

  1 采用单斜消能部件时,应取支撑与消能器连接处到主体结构连接板中心处的距离。

  2 采用人字形支撑时,应取布置消能器水平梁平台底部到主体结构连接板中心处的距离。

  3 采用柱型支撑时,应取消能器上连接板或下连接板到主体结构梁底或顶面的距离。

  5. 5. 3 支撑长细比、宽厚比应符合国家现行标准《钢结构设计标准》 GB 50017 和《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99 有关中心支撑的规定。

  5. 5. 4 消能部件中的支墩沿长度方向全截面箍筋应加密,剪力墙沿长度方向应设置约束边缘构件、并配置网状钢筋。预埋件锚筋应在暗柱的内侧。

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  6 消能器的技术性能

  6. 1 一般规定

  6. 1. 1 消能器的设计工作年限不宜小于建筑物的设计工作年限,当消能器设计工作年限小于建筑物的设计工作年限时消能器达到工作年限应及时检测,

  重新确定消能器工作年限或采取更换的措施。

  6. 1. 2 消能器应具有良好的抗疲劳、抗老化性能,消能器工作环境应满足现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG/T 209 的要求,不满足时应作保温、除湿等相应处理。

  6. 1. 3 消能器的设计性能应符合下列规定:

  1 消能器应具备良好的变形能力和消耗地震能量的能力,消能器的极限位移应大于消能器设计位移的 120%。速度相关型消能器极限速度应大于消能器设计速度的 120%。

  2 在温度应力和 10 年一遇标准风荷载作用下,摩擦消能器不应进入滑动状态,金属屈服型消能器和屈曲约束支撑不应产生屈服。

  3 消能器应具有良好的耐久性和环境适应性。当消能器的消能部件使用环境温度低于 -20℃ 时,消能器的材料除满足本规程规定外,应补充明确材料在低温下的试验和性能要求。

  6. 1. 4 设计文件中应注明消能器的性能参数和数量。

  金属屈服型消能器、屈曲约束支撑应注明屈服荷载、屈服位移、屈服后刚度、设计荷载、设计位移、极限荷载、极限位移。

  摩擦消能器应注明起滑阻尼力、起滑位移、设计位移、极限位移。

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  黏滞消能器应注明阻尼系数、阻尼指数、设计阻尼力、设计位移、设计速度、极限阻尼力、极限位移、极限速度。

  黏弹性消能器应注明结构基频、表观剪切模量、损耗因子、设计阻尼力、设计位移、极限位移。

  6. 1. 5 消能器产品检验分为型式检验、出厂自检检验和进场见证检验。消能器的检验项目应符合《建筑消能阻尼器》JG/T 209 的相关规定。

  6. 1. 6 消能器的工作性能应符合下列规定:

  1 消能器中非消能构件的材料应达到设计强度要求,设计时荷载应按不低于消能器 1.5 倍极限阻尼力选取,应保证消能器中构件在罕遇地震作用下都能正常工作。

  2 消能器在要求的性能检测试验工况下,试验滞回曲线应平滑、无异常。

  6. 2 金属屈服型消能器

  6. 2. 1 金属屈服型消能器的外观应符合下列规定:

  1 金属屈服型消能器产品外观应标志清晰、表面平整、无锈蚀、无毛刺、无机械损伤,外表应采用防锈措施,涂层应均匀。

  2 消能段与非消能段应光滑过渡,不应出现缺陷。

  3 金属屈服型消能器尺寸偏差应为±2mm。

  6. 2. 2 金属屈服型消能器的材料应符合下列规定:

  1 金属屈服型消能器所用材料应根据设计需要进行选择,可采用钢材、铅、合金等材料制作。

  2 采用钢材制作的金属屈服型消能器的消能部分宜采用屈服点较低和高延伸率的钢材,钢板厚度不宜超过 80mm ,钢棒直径根据实际情况确定,应具有较强的塑性变形能力和良好的焊接性能和疲劳性能。材料伸长率不应

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  小于 40% ,0℃和常温下的冲击功韧性应大于 27J,2% 的应变幅往复低周疲劳加载时,疲劳寿命不少于30圈。

  3 金属屈服型消能器中所用各种材料的材质化学成分及力学性能应符合国家相应的材性标准。

  6. 2. 3 金属屈服型消能器采用双线性模型时,性能参数取值方法参考附录 G。

  6. 2. 4 金属屈服型消能器的力学性能要求,应符合表 6.2.4 规定。

  表 6.2.4 金属屈服型消能器力学性能要求

  序号 项目 性能要求

  常规性能

  1

  屈服荷载 每个产品的屈服荷载实测值允许偏差应为屈服荷载设计值的± 15% ;实测值偏差的平均值应为设计值的±10%

  2

  屈服位移 每个实测产品屈服位移的实测值偏差应为设计值的±15% ;实测值偏差的平均值应为设计值的±10%

  3

  屈服后刚度 每个实测产品屈服后刚度的实测值偏差应为设计值的±15% ;实测值偏差的平均值应为设计值的±10%

  4

  极限荷载 每个实测产品极限荷载的实测值偏差应为设计值的±15%;实测值偏差的平均值应为设计值的±10%

  5

  极限位移

  每个检测产品按位移幅值大于等于 1.2Dd 连续加载3圈,任一个循环中位移测试值与设计值偏差应在±5% 内;位移为零处第 3 圈比第1 圈阻尼力衰减小于 15%

  6

  滞回曲线面积

  任一循环中滞回曲线包络面积实测值偏差应为产品设计值的± 15% ;产品实测值偏差的平均值应为设计值的±10%

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  续表 6.2.4 金属屈服型消能器力学性能要求

  序号 项目 性能要求

  疲劳性能

  1

  阻尼力 实测产品在设计位移下连续加载 30 圈,任一个循环的最大、最小阻尼力应为所有循环的最大、最小阻尼力平均值的士15%

  2

  滞回曲线

  1)实测产品在设计位移下连续加载 30 圈,任一个循环中位移在零时的最大、最小阻尼力应为所有 循环中位移在零时的最大、最小阻尼力平均值的±15%;

  2) 实测产品在设计位移下,任一个循环中阻尼力 在零时的最大、最小位移应为所有循环中阻尼力在零时的最大、最小位移平均值的± 15%

  3

  滞回曲线面积

  实测产品在设计位移下连续加载 30 圈,任一个循环的滞回曲线面积应为所有循环的滞回曲线面积平均值的±15% 6. 2. 5 金属屈服型消能器整体稳定和局部稳定应满足现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017 的规定,消能器在消能方向运动时,平面外应具有足够的刚度,不能产生翘曲和侧向失稳。

  6. 3 屈曲约束支撑

  6. 3. 1 屈曲约束支撑可根据使用需求采用外包钢管混凝土型、外包钢筋混凝土型和全钢型屈曲约束支撑。屈曲约束支撑应由核心单元、

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