DBJ53/T-125-2021 建筑消能减震应用技术规程

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资源简介

  云南省工程建设地方标准

建筑消能减震应用技术规程

TechnicalSpecificationforApplicationofBuildingSeismicEnergyDissipation

DBJ53/T—125—2021

主编单位:昆明理工大学

震安科技股份有限公司

云南省设计院集团有限公司批准单位:云南省住房和城乡建设厅

施行日期:2022年 01月 01 日

DBJ53/T-125-2021 建筑消能减震应用技术规程

  2022昆明

前言

根据云南省住房和城乡建设厅《关于印发云南省 2018年工程建设地方标准编制计划的通知》要求,规程编制组开展了专题调查和研究,总结了我国、我省近年来建筑工程应用消能减震技术的实践经验并借鉴现行的有关规范标准和相关技术资料,在广泛征求意见的基础上,制订了本规程。

本规程共有 9 章,主要内容有:总则,术语与符号,基本规定,地震作用与作用效应计算,消能减震结构设计,消能部件的连接与构造,消能器的技术性能,消能器的试验方法和检验规则,消能减震工程的施工、验收和维护等。

本规程由云南省住房和城乡建设厅负责管理,由昆明理工大学、震安科技股份有限公司、云南省设计院集团有限公司负责具体技术内容的解释。在执行本规程的过程中,请各单位结合工程实践,注意总结经验,收集资料,并将有关的意见和建议反馈给主编单位,以供修订时参考。

主编单位:昆明理工大学

震安科技股份有限公司

云南省设计院集团有限公司

参编单位:昆明恒基建设工程施工图审查中心云南省建筑工程设计院有限公司

云南省地震工程研究院

云南省建设投资控股集团有限公司昆明有色冶金设计研究院股份公司

昆明市建筑设计研究院股份有限公司云南省工程质量监督管理站

云南兴滇建筑设计咨询有限公司

北京工业大学

东南大学

云南恒锐建设技术咨询有限公司

主要起草人:潘文安晓文梁 佶 刘建管庆松李昆赖正聪何喜唐均王广宇许卫宏王剑非杨晓东 白羽陈云丰褚青青曾建苏涛刘涛张岩岩彭凌云徐赵东李翰翀张远喜苏仕琪张志宇温文露孙柏锋马振霄苏何先李超贺世伟李天余左正发陈明源师思李奕生龚琦杨荔张多俢王博宋进平赵耀李佳伟李志余文正

主要审查人:周福霖叶燎原 关世敏 张建束伟农薛彦涛曾德民潘鹏许卫强吴爱武和嘉吉

目次

1总则 1

2术语与符号 3

2.1术语 3

2. 2符号 6

3基本规定 8

4地震作用与作用效应计算 10

4.1一般规定 10

4. 2设计反应谱和地震动输入 11

4. 3地震作用计算 13

5消能减震结构设计 18

5.1一般规定 18

5. 2消能部件设计及附加阻尼比 20

5. 3 结构设计 23

6消能部件的连接与构造 33

6.1一般规定 33

6. 2预埋件 34

6. 3支撑和墙计算 34

6. 4节点板计算 34

6. 5 消能器与结构连接构造要求 38

7消能器的技术性能 40

7.1一般规定 40

7. 2屈曲约束支撑 41

7. 3金属屈服型消能器 43

7. 4摩擦消能器 45

7. 5黏滞消能器 47

7. 6黏弹性消能器 51

7. 7高阻尼橡胶消能器 54

7. 8调谐质量阻尼器 56

8消能器的试验方法和检验规则 58

8.1一般规定 58

8. 2试验方法 58

8. 3检验规则及判定 70

9消能减震工程的施工、验收和维护 78

9.1一般规定 78

9. 2消能部件进场验收 80

9. 3施工 82

9. 4质量验收 86

9. 5维护 92

附录 A复振型影响系数计算公式 95

附录 B建议标准化产品规格及性能参数 97

附录 C材料进场验收记录 105

附录 D消能器安装分项工程检验批质量验收记录 107

本规程用词说明 108

引用标准名录 109

附:条文说明 111

Contents

1 GeneralProvisions 1

2TermsandSymbols 3

2.1 Terms 3

2. 2Symbols 6

3BasicRequirements 8

4 Earthquake Action andSeismicEffects 10

4.1 GeneralRequirements 10

4. 2 Design Response Spectrum and Ground MotionInput 11

4. 3EarthquakeAction 13

5DesignofEnergyDissipationBuildings 18

5.1 GeneralRequirements 18

5. 2 Design ofEnergy DissipationPartsandAdditionalDampingRatio

20

5. 3 DesignofStructure 23

6 Connecting and DetailsofEnergyDissipationParts 33

6.1 GeneralRequirements 33

6. 2EmbeddedParts 34

6. 3CalculationofBraceandWall 34

6. 4CalculationofGussetPlate 34

6. 5 Connecting Details between EnergyDissipationDevices andMain

Structures 38

7 Technical Characteristics ofEnergyDissipationDevices 40

7.1 GeneralRequirements 40

7. 2 Buckling-restrained Brace 41

7. 3MetalYieldDamper 43

7. 4FrictionDamper 45

7. 5ViscousFluidDamper 47

7. 6ViscoelasticDamper 51

7. 7HighDampingRubberDamper 54

7.8TunedMassDamper 56

8 Test Methods and RulesofEnergyDissipationDevices 58

8.1 GeneralRequirements 58

8. 2TestMethods 58

8. 3TestRules andJudgments 70

9 Construction , Quality Acceptanceand MaintenanceofEnergy

DissipationParts 78

9.1 GeneralRequirements 78

9. 2 Site Acceptance ofEnergyDissipationParts 80

9. 3 Construction 82

9. 4 Acceptance ofConstruction Quality 86

9. 5 Maintenance 92

AppendixA FormulaforThe Influence CoefficientofComplex Mode

95

AppendixB Recommend Standardizing Products andPerformance

Parameters 97

AppendixCMaterialAcceptanceRecordsonSite 105

AppendixD Records ofInspection LotsforQualityAcceptance

107

ExplanationofWordinginThisSpecification 108

ListofQuotedStandards 109

Addition: Explanation ofProvisions 111

1总则

1. 0. 1 为贯彻执行国家和云南省的有关建筑工程防震减灾的法规,实行以预防为主的方针,使建筑采用消能减震技术后,地震安全性得到进一步提高,减轻建筑的地震破坏,避免人员伤亡,减少社会影响和经济损失,制定本规程。

1. 0. 2 本规程适用于云南省抗震设防烈度为 ( 6 ~ 9)度地区新建建筑结构的消能减震设计、施工、验收、维护及消能器性能要求与检验。

1. 0. 3 按本规程进行减震设计的建筑,其基本抗震设防是:

第一类:抗震设防烈度 8度及以上地区、地震重点监视防御区的新建学校、幼儿园、医院、养老机构、儿童福利机构、应急指挥中心、应急避难场所、广播电视等采用消能减震技术的建筑,当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时,主体结构基本不受损坏或不需修理即可继续使用,且非结构构件和附属设备满足正常使用要求;当遭受罕遇地震时,消能部件正常工作,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。

第二类:除前款规定以外,按云南省有关规定应采用消能减震技术的建筑,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。

其他新建建筑的消能减震设计、施工、验收、维护及消能器性能要求与检验可参照本规程执行。

1. 0. 4 减震建筑的结构构件、非结构构件和附属设备的使用功能有专门要求时,除应符合本规程基本抗震设防目标外,尚应符合结构构件、非结构构件和附属设备抗震性能有关标准的规定。

1. 0. 5 消能减震设计、施工、验收、维护及消能器性能要求与检验,除应符合本规程外,尚应符合国家和云南省现行有关标准的规定。

2术语与符号

2.1术语

2.1.1消能器energydissipationdevice

消能器是通过内部材料或构件的摩擦、弹塑性滞回变形或黏(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energydissipation structure

设置消能器 的结构。消能减震结构包括主体结构、消能部件。

2. 1. 3消能部件energydissipationpart

由消能器和支撑或连接消能器构件组成的部分。

2. 1. 4 消能子结构energydissipation sub-structure

指与消能部件直接连接的主体结构单元,包括梁、柱、抗震墙及其节点。

2.1. 5 位移相关型消能器displacement dependent energydissipation

devices

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. 6 速度相关型消能器velocity dependent energydissipationde-

vices

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. 7 金属屈服型消能器metalyielddamper

由各种不同金属材料元件或构件制成,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. 8 摩擦消能器frictiondamper

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. 9 屈曲约束支撑buckling-restrainedbrace

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散能量的减震装置。

2. 1. 10黏滞消能器viscousfluiddamper

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. 11黏滞阻尼墙viscous dampingwall

黏滞阻尼墙是一种由钢板在高黏度阻尼液( 高分子聚合物)中运动而产生黏滞阻尼力的减震装置。

2. 1. 12黏弹性消能器viscoelastic damper

由黏弹性阻尼材料和约束钢板或圆( 方形或矩形)钢筒约束层组成的减震装置。

2. 1. 13 高阻尼橡胶消能器high dampingrubberdamper

由高阻尼橡胶材料和约束钢板或圆( 方形或矩形)钢筒约束层组成的减震装置。

2. 1. 14 调谐质量阻尼器tunedmassdamper

由质量块、弹性元件等组成,可配置阻尼单元,工作时与主体结构形成反向振动,从而达到减震( 振)作用。

2. 1. 15 设计使用年限designservicelife

设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可完成预定目的使用的年限。

2. 1. 16 附加阻尼比additionaldampingratio

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. 17 附加刚度additionalstiffness

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. 18 消能器设计阻尼力designforce ofenergydissipation device对应于设计位移或设计速度下的阻尼力。

2. 1. 19 消能器设计位移 design displacement ofenergy dissipationdevice

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. 20 消能器设计速度designvelocityofenergydissipationdevice消能减震结构在罕遇地震作用下消能器达到的速度值。

2. 1. 21 消能器极限位移ultimate displacementofenergy dissipationdevice

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. 22 消能器极限速度ultimatevelocityofenergydissipationdevice

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. 23型式检验 typetesting

制造厂为了取得特定规格和型号消能器产品的生产资格,委托具有相应资质的第三方检测机构进行的产品性能及相关性的检验。

2. 1. 24 见证检验evidentialtesting

在见证单位见证下,按照有关规定从施工现场随机抽取试样,送至具备相应资质的第三方检测机构进行的检验。

2. 1. 25 极罕遇地震 veryrare earthquake

在设计基准期内年超越概率为 10-4的地震动。

2. 1. 26 地震总输入能量totalinputenergy

一次地震过程中,地震作用对结构所做的功,等于结构动能、结构应变能、结构固有模态阻尼耗能、消能器耗能和结构滞回耗能的总和。

2. 2 符号

2. 2.1结构参数

Ws— 消能减震结构在水平地震作用下的总应变能;

ζd —消能减震结构的附加阻尼比;

T1 — 消能减震结构的基本自振周期;

Δupy—消能部件在水平方向的屈服位移或起滑位移;

Δusy—设置消能部件的主体结构层间屈服位移;

Kb—支撑构件沿消能器消能方向的刚度。

2. 2. 2消能器参数

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;

Cj—第j个消能器由试验确定的线性阻尼系数;

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;

CD—消能器的线性阻尼系数;λ1—阻尼指数的函数;

Fdjmax—第j个消能器在水平地震作用下的最大阻尼力。

3基本规定

3. 0. 1消能减震结构应根据抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构类型、不规则性、建筑使用功能和附属设施功能的要求、震后损失和修复难易程度等因素,经技术、经济综合比较,确定合理的设计方案。

3. 0. 2 消能器在结构中的布置应遵循“均匀、分散、对称、周边”的原则,且应具有足够的数量。消能减震结构在罕遇地震作用下消能器耗能与地震总输入能量的比值不应小于表 3. 0. 2的限值。

表3. 0. 2罕遇地震作用下消能器的耗能占比限值( %)

结构类型 房屋高度 H

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  (m) 耗能占比( %) 第一类抗震设防目标 第二类抗震设防目标 框架结构 / 25. 0 20. 0 框架-剪力墙结构 H≤60 10. 0 8. 0 6080 应进行专门研究和论证 注:房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度( 不包括局部突出屋顶部分)。

3. 0. 3 用于建筑工程中的消能器,应进行型式检验、出厂检验、见证检验。

3. 0. 4消能减震工程施工应建立健全质量管理制度。

3. 0. 5 在消能减震结构正常使用过程中,应进行常规检查和定期检查;当消能减震结构遭遇地震或其他灾害后,应对消能器进行应急检查。

3. 0. 6 抗震设防烈度为7、8、9度时,高度分别超过 160m、120m、80m的重要消能减震公共建筑,应按照规定设置建筑结构的地震反应监测系统。

3. 0. 7 消能减震结构的地基基础可按现行《建筑与市政地基基础通用规范》 GB55003、《建筑与市政工程抗震通用规范》 GB 55002和《建筑抗震设计规范》 GB50011等相关规范进行设计,必要时对与消能子结构直接相连的地基基础进行适当加强。

4地震作用与作用效应计算

4. 1一般规定

4. 1. 1 消能减震结构的地震作用应符合下列规定:

1 一般情况下,应至少在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用,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。在计算等效阻尼比时,结构总应变能和消能器耗能应按地震输入方向与垂直方向的总和计算;

3 减震结构可采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。计算各抗侧力构件的水平地震作用效应时,应计入扭转效应的影响;

4 8度及8度以上的长悬臂或大跨结构及9度时的高层建筑结构,应计算竖向地震作用;

5 平面投影尺度很大的空间结构和长线型结构,地震作用计算时应考虑地震地面运动的空间和时间变化。

4. 1. 2 消能减震结构地震作用计算,除特殊要求外,应采用下列方法:

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。

4. 1. 3 采用时程分析法时,消能减震结构的恢复力模型应包括主体结构恢复力模型和消能部件的恢复力模型。

4. 1. 4 采用不同的计算软件对消能减震结构进行设计时,各计算模型应保持一致。

4. 2设计反应谱和地震动输入

4. 2. 1 当减震结构的阻尼比为 0. 05时,地震影响系数应根据烈度、场地类别、特征周期和减震结构自振周期按图 4. 2. 1确定,其水平地震影响系数最大值 αmax应按表4. 2. 1采用。场地特征周期应按《建筑抗震设计规范》 GB50011的有关规定执行,计算罕遇地震和极罕遇地震作用时,场地特征周期应分别增加 0. 05s和 0.10s。

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  α —地震影响系数;αmax—地震影响系数最大值;η —阻尼调整系数;

γ —曲线下降段的衰减指数;Tg—特征周期;T—结构自振周期

图4. 2. 1 地震影响系数曲线

表4. 2. 1 水平地震影响系数最大值αmax

地震影响 6度 7度 8度 9度 多遇地震 0. 04 0. 08(0.12) 0.16(0. 24) 0.32 设防地震 0.12 0. 23(0. 34) 0. 45(0. 68) 0. 90 罕遇地震 0. 28 0. 50(0. 72) 0. 90(1. 20) 1.40 极罕遇地震 0.36 0. 72(1. 00) 1. 35(2.00) 2. 43

1 当消能减震结构的阻尼比等于 0. 05时,地震影响系数曲线的阻尼调整系数应按 1. 0 采用,形状参数应符合下列规定:

1)直线上升段,周期小于 0.1s的区段;

2)水平段,自 0. 1s 至特征周期区段,应取最大值( amax);

3) 曲线下降段, 自特征周期至6. 0s区段,衰减指数应取 0. 9。

2当消能减震结构的阻尼比不等于 0. 05时,地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数应符合下列规定:

1)曲线下降段的衰减指数应按下式确定:

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  (4. 2.1-1)

式中:γ —曲线下降段的衰减指数;

ζ —阻尼比,取减震结构振型阻尼比。

2)阻尼调整系数,应按下式确定:

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  (4. 2.1-2)

式中:η —阻尼调整系数,当小于 0. 55时,应取 0. 55。

4. 2. 2 减震结构采用时程分析方法时,地震动加速度时程曲线应符合下列规定:

1 地震动加速度时程曲线应满足设计反应谱和设计加速度峰值的基本要求,设计地震加速度峰值按表 4.2. 2 采用;

2 实际强震记录地震动加速度时程曲线,应根据烈度、设计地震分组和场地类别进行选择。人工模拟地震动加速度时程曲线,应考虑阻尼比和相位信息的影响。

表4. 2. 2分析用地震加速度的最大值( cm/s2)

地震影响 6度 7度 8度 9度 多遇地震 18 35(55) 70(110) 140 设防地震 50 100(150) 200(300) 400 罕遇地震 125 220(310) 400(510) 620 极罕遇地震 160 320(460) 600(840) 1080 注:括号内数值分别用于设计基本地震加速度为 0. 15g 和 0. 3g的地区。

4. 3地震作用计算

4. 3. 1 采用振型分解反应谱法时,应计算其地震作用和作用效

应,应符合下列规定:

1 对不进行扭转耦联计算的减震结构,应按下列规定计算其地震作用和作用效应:

1) 结构j 振型 i 质点的水平地震作用标准值,应按下列公式确定:

Fji=αjγjXji Gi ( i=1, 2,…, n ; j=1, 2 ,…, m)

(4.3.1-1)

式中:Fji—j 振型 i 质点的水平地震作用标准值;

αj—j 振型周期的地震影响系数,应按本规程第 4. 2. 1条、第 4. 2. 2 条确定;

Xji(—)—j 振型 i 质点的水平相对位移,应按本规程附录 A中

式( A. 0.1-1)计算;

γj—j 振型的参与系数,应按本规程附录 A中式 (A. 0. 1-2)计算;

Gi—集中于第 i 质点重力荷载代表值。

2)当相邻振型的周期比小于 0. 85时,水平地震作用效应(弯矩、剪力、轴向力和变形)可按下式确定:

SEk=∑(1 +ιj(2))Sj(2)(4.3.1-2)

式中:SEk—水平地震作用标准值的效应;

Sj—第j 振型水平地震作用标准值的效应;

ιj—第j 振型水平地震作用效应非比例阻尼影响系数,

按本规程附录 A中公式 ( A. 0. 2-1)计算。

2 考虑扭转耦联影响时,各楼层可取两个正交的水平位移和一个转角共三个自由度,并应按下列规定计算减震结构的地震

作用和作用效应:

1) 结构j 振型i层的水平地震作用标准值,应按下列公式确定:

FXji=αjγtjXji·Gi

FYji =αjγtjYji·Gi ( i =1 ,2 , …,n;j=1 ,2 , …,m) (4. 3.1-3)Frji=αjγtjr2φji·Gi

式中:FXji、FYji、Frji—分别为j 振型 i 层的x 方向、y 方向和转角方向的水平地震作用标准值;

Xji、Yji—分别为j 振型 i 层质心在 x、y 方向的水

平相对位移;

φji—j 振型 i 层的相对扭转转角;

ri—i 层的转动半径,可取 i 层绕质心的转动惯量除以该层质量的商的正二次方根;

γtj—计入扭转的j 振型的参与系数。

2)单向水平地震作用下的效应,可按下列公式确定:

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  (4. 3.1-4)

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  (4. 3.1-5)式中: SEk—地震作用标准值的组合效应;

Sj、Sk—分别为j、k 振型水平地震作用标准值的效应,可

根据振型参与质量系数确定参与计算的振型数;ρjk—j 振型与 k 振型的耦联系数;

ζj 、ζk —分别为j、k 振型的阻尼比;

λT—k 振型与j 振型的自振周期比。

3) 双向水平地震作用下的效应,可按下列公式中的较大值确定:

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  (4. 3.1-6)

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  或 (4. 3.1-7)式中:Sx、Sy —分别为x 向、y 向单 向水平地震作用按式

(4. 3. 1-4)计算的地震效应。

4. 3. 2 采用时程分析法时,应符合下列规定:

1 应按建筑场地类别和设计地震分组选取 7组或以上的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 , 不宜均采用同一地震事件,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;

2 弹性时程分析时,每条地震加速度时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的 65% ,多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的 80% ;弹塑性时程分析时,每条地震加速度时程曲线计算所得主体结构的底部剪力、上部结构最大层间位移角等主要指标的最大值与最小值之比不宜大于 3 ;

3 宜优先选用在云南省或西南地区取得的实际强震记录;

4同一场地上动力特性接近的结构单元,宜采用相同的时程曲线。

4. 3. 3 采用振型分解反应谱法和时程分析法同时计算时,地震作用结果应取时程分析法与振型分解反应谱法的包络值。

4. 3. 4 对特殊设防类和房屋高度超过 60m的重点设防类减震建筑,宜采用不少于两种程序对地震作用计算结果进行比较分析。

4. 3. 5 对需考虑竖向地震作用的减震结构,竖向地震作用标准值的计算应符合下列规定:

1 采用振型分解反应谱法计算竖向地震作用时,其竖向地震影响系数最大值 αvmax可采用本规程第 4. 2. 1条规定的水平地震影响系数最大值的 65% ;

2 一般情况下,计算竖向地震作用标准值时,各楼层可视为质点;设防地震作用下楼层的竖向地震作用标准值可按各构件承受的重力荷载代表值的比例分配,按下列公式确定:

FEvk =αvmax Geq(4.3.5-1)

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  (4.3.5-2)

式中: FEvk—结构总竖向地震作用标准值;

Fvi—质点 i的竖向地震作用标准值;

αvmax—竖向地震影响系数的最大值,可取水平地震影响系数最大值的 65% ;

Geq—结构等效总重力荷载,可取其重力荷载代表值的 75% ;

Hi、Hj—结构质点 i、j 的计算高度。

4. 3. 6 对应第二类设防目标的需考虑竖向地震作用的消能减震结构,抗震设防烈度 8 度和 9 度时竖向地震作用标准值可分别取该结构、构件重力荷载代表值的10%和 20%;设计基本地震加速度为0. 30g时,可取该结构、构件重力荷载代表值的 15%。

5消能减震结构设计

5. 1一般规定

5. 1. 1 消能减震结构 的高度超过《 建筑抗震设计规范》GB50011规定时,应进行专项研究。

5. 1. 2 消能减震结构应采用符合实际情况的力学模型进行分析,模型应同时包括主体结构与消能部件。

5. 1. 3消能部件的布置应符合下列规定:

1消能部件的布置应沿结构两个主轴方向分别设置,并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,不宜使结构出现薄弱构件或薄弱层;

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,同时可采用合理形式增加消能器两端的相对变形或相对速度;

4 消能减震结构布置消能部件的楼层中,消能器的最大阻尼力在水平方向上分量之和不宜大于楼层层间屈服剪力的 60% ;

5 外墙处的消能部件应设置在围护墙体内侧;当消能部件与内墙处于同一平面时,应采取有效措施确保消能器及其支承构件在地震作用下的变形不受阻碍;

6 消能部件的设置应便于检查、维护和更换,设计文件中应注明消能部件使用的环境、检查和维护要求。

5. 1. 4当在垂直相交的两个平面内布置消能器,且分别按不同水平方向进行结构地震作用分析时,应考虑布置消能器跨相交处的柱在双向地震作用下的受力。

5. 1. 5 在温度或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,金属消能器和屈曲约束支撑不应产生屈服。屈曲约束支撑在多遇地震作用下不宜屈服耗能。

5. 1. 6当消能器在多遇地震作用下不屈服时,其屈服承载力应高于其按基本组合所得的内力。

5. 1. 7 在计算屈曲约束支撑( BRB) 的刚度时,应考虑相连节点板与 BRB产品本体的串联刚度。

5. 1. 8 采用屈曲约束支撑和普通钢支撑—混凝土框架组成抗侧力体系的结构时,如果房屋高度不超过《建筑抗震设计规范》GB50011—2010 (2016版)第 6.1.1条规定的钢筋混凝土框架结构最大适用高度,支撑框架按刚度分配的多遇地震倾覆力矩可按设计需要确定;如果抗震设防烈度为 ( 6~ 8)度且房屋高度超过钢筋混凝土框架结构最大适用高度但小于钢筋混凝土框架结构和框架抗震墙结构二者最大适用高度的平均值,底层的支撑框架按刚度分配的多遇地震倾覆力矩应大于结构总地震倾覆力矩的 50%。

当结构中含有在罕遇地震下可能屈服的普通钢支撑时,则应按含与不含该部分普通钢支撑两种模型进行多遇地震作用的计算,并宜取二者的较大值。

屈曲约束支撑和普通钢支撑—混凝土框架结构的设计尚应符合《建筑抗震设计规范》 GB50011—2010( 2016版) 附录G.1节除 G.1. 3条第 5款、G.1. 4 条第 3款外的规定。

5. 1. 9 设计中应考虑消能器性能偏差、连接安装方式等的不利

影响,主体结构设计采用的附加阻尼比宜留有安全储备。在进行多遇地震作用下的设计时,附加阻尼比不宜高于计算值的 80% ;在进行设防地震作用下的设计时,附加阻尼比不宜高于计算值的 90%。

5. 2消能部件设计及附加阻尼比

5. 2. 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、墙体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 (5.2.1-1)

式中:Δupy—消能部件在水平方向的屈服位移或起滑位移;

Δusy—设置消能部件的主体结构层间屈服位移。

2 黏弹性消能器的黏弹性材料总厚度或高阻尼橡胶消能器的高阻尼橡胶材料总厚度应符合下式规定:

tv≥Δudmax/[ γ] (5. 2.1-2)

式中:tv—黏弹性消能器的黏弹性材料总厚度或高阻尼橡胶消能器的高阻尼橡胶材料总厚度;

Δudmax—沿消能方向消能器的最大可能的位移;

[γ]—黏弹性材料或高阻尼橡胶允许的最大剪切应变。

3 速度线性相关型消能器与斜撑、墙体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 ≥ 6πCD/T1 (5. 2.1-3)

式中: Kb—支撑构件沿消能器消能方向的刚度 ( 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) 。

5. 2. 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,可按下式估算:

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  (5. 2. 2-1)

式中: ζd —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;

Ws—消能减震结构在水平地震作用下的总应变能。

3 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 = ∑Fiui/2(5. 2. 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);

ui—质点 i 对应于水平地震作用标准值的位移。

4 速度线性相关型消能器在水平地震作用下往复一周所消耗的能量,可按下式计算:

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  (5. 2. 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。

5 非线性黏滞消能器在水平地震作用下往复一周所消耗的能量,可按下式计算:

Wcj=λ1FdjmaxΔuj(5. 2. 2-4)

式中:λ1 —阻尼指数的函数,可按表 5. 2. 2 取值;

Fdjmax—第j个消能器在水平地震作用下的最大阻尼力。

表5. 2. 2λ1值

阻尼指数 α 值 0.15 3.81 0. 20 3.76 0. 25 3.71 0.30 3.66 0. 45 3.53 0.50 3.48 0. 75 3.29 1 .00 3.13 注:其他阻尼指数对应的 λ1 值可线性插值。

6 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一周所消耗的能量,可按下式计算:

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  (5. 2. 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时的面积。

5. 2. 3消能减震结构的总阻尼比应采用能够实际反映消能器非

线性性能的模型和计算方法进行校核。消能部件附加给结构的有效阻尼比超过 25%时,宜按 25%计算。

5. 3 结构设计

5. 3. 1 主体结构 的抗震等级应按《 建筑抗震设计规范》GB50011确定。

5. 3. 2消能减震结构构件的承载力应符合下列规定:

1持久设计状况、短暂设计状况应按下式进行设计:

γ0S≤ R (5. 3. 2)

式中:γ0—结构重要性系数,对特殊设防类建筑和重点设防类建筑的结构构件不应小于1. 1 ,对标准设防类建筑的结构构件不应小于 1. 0;

S —作用组合的效应设计值;

R—构件承载力设计值。

2 第一类设防目标对应的结构地震设计状况应按本规程第5. 3. 5条和第 5. 3. 7 条进行验算。第二类设防目标对应的结构地震设计状况应按本规程第 5. 3. 6 条进行验算。

5. 3. 3 持久设计状况和短暂设计状况下,当荷载与荷载效应按线性关系考虑时,荷载基本组合的效应设计值应按下式确定:

S=γGSGk+γLψQγQSQk +ψWγWSWk(5. 3. 3)

式中:S —作用组合的效应设计值;

γG—永久荷载分项系数;

γQ—楼面活荷载分项系数;

γw —风荷载分项系数;

γL —考虑结构设计使用年限的荷载调整系数,设计使用年

限为 50 年时取 1. 0,设计使用年限为 100 年时取1.1 ;

SGk—永久荷载效应标准值;

SQk—楼面活荷载效应标准值;

SWk—风荷载效应标准值;

ψQ、ψW—分别为楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数,当永久荷载效应起控制作用时应分别取 0. 7和 0. 0;当可变荷载效应起控制作用时应分别取 1. 0 和0. 6 或0. 7和1. 0。

注:对书库、档案库、储藏室、通风机房与电梯机房,本条

楼面活荷载组合值系数取 0. 7的场合应取为 0. 9。

5. 3. 4 持久设计状况和短暂设计状况下,荷载基本组合的分项系数应按表 5. 3. 4 采用。

表5. 3. 4荷载基本组合的分项系数

作用分项系数 适用情况 当作用效应对承载力不利时 当作用效应对承载力有利时 γG 1.3 ≤1. 0 γQ 1.5 0 γw 1.5 0

5. 3. 5 第一类设防目标对应的结构,地震设计状况下,应采用不计入风荷载效应的地震组合,并应根据本规程第1. 0. 3条关于第一类的基本设防目标进行设防地震作用下的截面抗震验算、抗震变形验算以及罕遇地震作用下的结构弹塑性变形验算,对于特殊设防类的消能减震结构,尚应进行极罕遇地震作用下结构弹塑性变形验算。

第一类设防 目标对应的结构的抗震措施除应满足本规程5.3.8 条~第5.3.13 条的规定外,尚应满足《建筑抗震设计规范》GB50011 的相关规定。

5.3.6 第二类设防目标对应的结构,地震设计状况下,应按《建筑抗震设计规范》GB50011 进行截面抗震验算和抗震变形验算,但多遇地震作用下的弹性层间位移角限值和罕遇地震作用下的弹塑性层间位移角限值,应分别按本规程第5.3.17 条和第5.3.18采用。

第二类设防目标对应的结构的抗震措施应满足《建筑抗震设计规范》GB50011 的相关规定。

5.3.7 在设防地震作用下,第一类设防目标对应的结构其构件的抗震承载力应符合本规程式 (5.3.7-1)的规定;水平长悬臂结构和大跨度结构中的关键构件抗震承载力尚应符合本规程式(5.3.7-2)的规定:

S =SGE + SE∗hk +0.4SE∗vk ≤Rk (5.3.7-1)

S =SGE + 0.4SE∗hk+SE∗Vk≤Rk (5.3.7-2)

式中:Rk—按材料强度标准值计算的承载力,对钢筋可考虑超

强系数1.25,不考虑承载力抗震调整系数 γRE ;SGE—重力荷载代表值的效应;

SE∗hk—水平地震作用标准值的效应,不考虑与抗震等级有关的增大系数;

SE∗vk—竖向地震作用标准值的效应,不考虑与抗震等级有关的增大系数。

5.3.8 在设防地震作用下,除框架顶层和柱轴压比小于 0.15者及框支梁与框支柱的节点外,第一类设防目标对应的结构的柱端

组合弯矩值应符合下式规定:

∑Mc =ηc ∑Mb (5. 3. 8)

式中:∑Mc—节点上、下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩值之和;上、下柱端的弯矩值可按弹性分析的弯矩比例进行分配;

∑Mb—节点左、右梁端截面逆时针或顺时针方向组合弯矩值之和;当抗震等级为一级且节点左、右梁端均为负弯矩时,绝对值较小的弯矩应取零;

ηc —框架柱端弯矩增大系数;对框架结构,一级取

1. 3 ,二、三、四级均取1. 2;其他结构类型的框架,一、二、三、四级均取1.1。

5. 3. 9 在设防地震作用下,第一类设防目标对应的结构的框架柱和框支柱组合剪力值应按下式调整:

V=ηvc (Mc(b)+Mc(t))/Hn(5. 3. 9)

式中:V—柱端截面组合的剪力值;框支柱的剪力值尚应符合

本规程第 5. 3.10 条的规定;Hn—柱的净高;

Mc(t)、Mc(b)—分别为柱上、下端顺时针或逆时针方向截面组合的弯矩值,应符合本规程第 5. 3. 8条和第 5. 3.11条的规定;框支柱的弯矩值尚应符合本规程 5. 3. 10条的规定;

ηvc—柱端剪力增大系数;对框架结构,一级取1. 2, 二、

三、四级均取1. 1 ;其他结构类型的框架,一、二、

三、四级均取1.1。

5. 3. 10 在设防地震作用下,第一类设防目标对应的结构的部分框支抗震墙结构的框支柱应符合下列规定:

1 一、二级框支柱的顶层柱上端和底层柱下端,其组合的弯矩值应乘以增大系数1. 2, 框支柱的中间节点应符合本规程第5. 3. 8条的规定;

2 一、二级框支柱由地震作用引起的附加轴力应乘以增大系数1. 2。

5. 3. 11在设防地震作用下,第一类设防目标对应的框架结构的底层柱下端截面组合的弯矩值,一级应乘以增大系数1. 3 ,二、三、四级应乘以增大系数1. 2。底层柱纵向钢筋应按上下端的不利情况配置。

5. 3. 12在设防地震作用下,第一类设防目标对应的一、二、三、四级框架的角柱,经本规程第 5. 3. 8 ~第 5. 3.11条调整后的弯矩值、剪力值尚应乘以不小于1. 1 的增大系数,并应按双向偏心受力构件进行正截面承载力设计。

5. 3. 13 在设防地震作用下,第一类设防目标对应的结构的框架梁和抗震墙的连梁,其梁端截面组合的剪力值应按下式调整:

V=ηvb ( Mb(l)+Mb(r))/ln+VGb(5.3.13)

式中:V—梁端截面组合的剪力值;

ln—梁的净跨;

VGb—梁在重力荷载代表值 (9 度时高层建筑还应包括竖向地震作用标准值)作用下,按简支梁分析的梁端截面剪力值;

ηvb—梁端剪力增大系数,取 1.1。

5. 3. 14 采用第一类设防目标的消能减震结构在设防地震作用下

的最大层间位移应符合式 (5. 3. 14) 的规定:

Δue <[θe]h(5.3.14)

式中:Δue—设防地震作用标准值产生的楼层内最大的层间位移;

[θe]—弹性层间位移角限值,设防地震作用下应符合表

5. 3.14的规定;h—计算楼层层高。

表5. 3. 14 采用第一类设防目标的消能减震结构在设防地震

作用下弹性层间位移角限值

DBJ53/T-125-2021 建筑消能减震应用技术规程

  结构类型 [θe] 钢筋混凝土框架结构 1/400 底部框架砌体房屋中的框架-抗震墙、钢筋混凝土框架- 1/500 钢筋混凝土抗震墙、板柱-抗震墙结构 1/600 钢结构 1/250

5. 3. 15 采用第一类设防目标的消能减震结构在罕遇地震作用下的最大弹塑性层间位移应符合式 (5. 3. 15) 的规定:

Δup<[θp]h(5.3.15)

式中:Δup—弹塑性层间位移,宜采用动力弹塑性时程分析方法;对规则建筑,也可采用静力弹塑性分析方法或等效线性化方法;

[θp ]—弹塑性位移角限值,罕遇地震作用下应符合表5. 3.15的规定。

表5. 3. 15 采用第一类设防目标的消能减震结构在罕遇地震

作用下弹塑性层间位移角限值

DBJ53/T-125-2021 建筑消能减震应用技术规程

  结构类型 [θp] 钢筋混凝土框架结构 1/100 底部框架砌体房屋中的框架-抗震墙、钢筋混凝土框架- 1/200 钢筋混凝土抗震墙、板柱-抗震墙结构 1/250 钢结构 1/100

5. 3. 16特殊设防类消能减震结构采用第一类设防目标时,在极罕遇地震作用下的最大弹塑性层间位移角限值应符合表5. 3. 16的规定:

表5. 3. 16特殊设防类消能减震结构采用第一类设防目标时

在极罕遇地震作用下弹塑性层间位移角限值

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  结构类型 [θp] 钢筋混凝土框架结构 1/50 底部框架砌体房屋中的框架-抗震墙、钢筋混凝土框架- 1/100 钢筋混凝土抗震墙、板柱-抗震墙结构 1/120 钢结构 1/50

5. 3. 17 采用第二类设防目标的消能减震结构在多遇地震作用下的最大层间位移应符合式 (5. 3. 17) 的规定:

Δue <[θe]h(5.3.17)

式中:Δue—多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的层间位移;

[θe] —弹性层间位移角限值,多遇地震作用下应符合表5. 3.17的规定。

表5. 3. 17 采用第二类设防目标的消能减震结构在多遇地震

作用下弹性层间位移角限值

DBJ53/T-125-2021 建筑消能减震应用技术规程

  结构类型 [θe] 钢筋混凝土框架结构 1/620 底部框架砌体房屋中的框架-抗震墙、钢筋混凝土框架- 1/890 钢筋混凝土抗震墙、板柱-抗震墙结构 1/1120 钢结构 1/280

5. 3. 18 采用第二类设防目标的消能减震结构在罕遇地震作用下的最大弹塑性层间位移应符合式 (5. 3. 18) 规定:

Δup<[θp]h(5.3.18)

式中: Δup—弹塑性层间位移,宜采用动力弹塑性时程分析方法;对规则建筑,也可采用静力弹塑性分析方法或等效线性化方法;

[θp ] —弹塑性位移角限值,罕遇地震作用下应符合表5. 3.18的规定。

表5. 3. 18 采用第二类设防目标的消能减震结构在罕遇地震

作用下弹塑性层间位移角限值

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  结构类型 [θp] 钢筋混凝土框架结构 1/100 底部框架砌体房屋中的框架-抗震墙、钢筋混凝土框架- 1/170 钢筋混凝土抗震墙、板柱-抗震墙结构 1/200 钢结构 1/100

5. 3. 19当消能减震结构的抗震性能明显提高时,主体结构的抗震构造措施要求可适当降低,降低程度可根据消能减震主体结构地震剪力与不设置消能部件的结构的地震剪力之比确定,最大降低程度应控制在 1度以内。

5. 3. 20消能子结构设计应符合下列规定:

1消能子结构的设计应着重加强节点、构件的延性,可采用沿构件全长提高配箍率、增设型钢等方法;

2 消能子结构中梁、柱、墙构件应按重要构件设计,并考虑消能器在极限位移或极限速度下的阻尼力作用,其值应小于构件极限承载力。在罕遇地震作用下材料强度可采用《建筑抗震设计规范》 GB50011—2010 ( 2016年版) 附录M- 1. 2. 4规定的极限值;

3 消能子结构的框架柱在两个主轴方向均应满足上述强度要求;

4 消能子结构下方至少一层的对应竖向构件也应满足上述强度要求;

5 消能部件采用高强度螺栓或焊接连接时,消能子结构节点部位组合弯矩设计值应考虑消能部件端部的附加弯矩;

6 消能子结构的节点应进行消能器极限位移和极限速度下的消能器引起的阻尼力作用下的截面验算;

7当消能器的轴心与结构构件的轴线有偏差时,结构构件应考虑附加弯矩或因偏心而引起的平面外弯曲的影响;

8 消能部件的设置宜避开长墙肢,当剪力墙设有边框柱时,可仅将边框柱视为消能子结构的竖向构件。

5. 3. 21消能子结构的构造措施应符合下列规定:

1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、箍筋最大间距和箍筋最小直径,应满足《混凝土结构设计规范》GB50010 和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ

3的规定;消能子结构为剪力墙时,其端部宜设暗柱,其箍筋加密区长度、箍筋最大间距和箍筋最小直径,不应低于《混凝土结构设计规范》GB50010 和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ

3中框架柱的规定;

2 消能子结构为钢结构构件时,钢梁、钢柱节点的构造措施应按《钢结构设计规范》 GB50017和《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99 关于中心支撑的规定确定。

6消能部件的连接与构造

6. 1一般规定

6. 1. 1 消能器与主体结构的连接型式应根据工程具体情况和消能器的类型合理选择,可采用支撑型、墙型、门架型和腋撑型等。

6. 1. 2 当消能器采用支撑型连接时,可采用单斜支撑布置、“V”字形和人字形等布置,不宜采用“K”字形布置。支撑宜采用双轴对称截面,宽厚比或径厚比应满足《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99的规定。

6. 1. 3 消能器与支撑、节点板、预埋件的连接可采用高强度螺栓、焊接或销轴。应优先采用能有效消除连接间隙的连接方式。高强度螺栓及焊接的计算、构造要求应符合《钢结构设计标准》GB50017的规定。

6. 1. 4 设计中应对预埋件、支撑和墙及节点板的刚度、强度和稳定性进行验算。

6. 1. 5 消能器与非结构构件之间应采取合理的构造设计,保证消能部件的有效变形空间。

6. 1. 6消能减震结构非结构构件和附属设备与主体结构连接时宜采用柔性连接。

6. 1. 7 与消能器直接相连的预埋件、支撑和墙及节点板的作用

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。

6. 2预埋件

6. 2. 1预埋件的锚筋和锚板的设计应符合《混凝土结构设计规范》GB50010、《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145的规定,并根据实际受力情况适当加强。

6. 2. 2 沿剪力方向锚筋排数不宜多于四排。当多于四排时,锚筋层数的影响系数不应大于 0. 75 , 或采取其他有效传递剪力的措施。

6. 3支撑和墙计算

6. 3. 1支撑和墙的计算长度应符合下列规定:

1 采用单斜撑消能部件时,应取支撑与消能器连接处到主体结构预埋连接板连接中心处的距离;

2 采用人字形或“V”字形支撑时,应取布置消能器水平梁平台底部到主体结构预埋连接板连接中心处的距离;

3采用墙型连接时,应取墙的净高。

6. 3. 2 与速度线性相关型消能器连接的支撑、墙的刚度应满足本规程第 5. 2. 1条的规定,与其他类型消能器连接的支撑、墙的刚度不宜小于消能器有效刚度的 2 倍。

6. 4节点板计算

6. 4. 1 节点板设计时应验算节点板构件的截面、节点板与预埋板间高强度螺栓或焊缝的强度。

6. 4. 2 节点板在抗拉、抗剪作用下的强度应按下列公式计算:

DBJ53/T-125-2021 建筑消能减震应用技术规程

  (6. 4. 2-1)

DBJ53/T-125-2021 建筑消能减震应用技术规程

  (6. 4. 2-2)

式中:N—作用于节点板上消能器作用力,按本规程第 6. 1. 6条的规定取值;

Ai—第 i 段破坏面的截面积,Ai=tli;当为螺栓连接时,应取净截面面积;

ηi —第 i 段的拉剪折算系数;

f—钢材的抗拉和抗剪强度设计值;

αi —第 i 段破坏线与拉力轴线的夹角;

t —板件厚度;

li —第 i 段破坏段的长度,应取板件中最危险破坏线的

长度( 图 6. 4. 2) 。

DBJ53/T-125-2021 建筑消能减震应用技术规程

  ( a)焊接( b)螺栓连接图6. 4. 2节点板的拉、剪撕裂

6. 4. 3 节点板在压力作用下的稳定性,应符合下列规定:

DBJ53/T-125-2021 建筑消能减震应用技术规程

  1 对梁柱相交处有斜向支撑或消能器的节点,其节点板c/t不应大于 22 235/fy。当 c/t不大于时,可不进行稳定验算。否则,按本条第 3款进行计算;

2对框架梁上的节点,其节点板 c/t不应大于17. 5 235/fy 。当 c/t 不大于 10 235/fy 时,节点板的稳定承载力可取为 0. 8be tƒ;当 c/t大于 10 235/fy 时,按本条第 3款进行计算;

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  3 设有斜向支撑或消能器的节点板,在其轴向压力作用下,节点板 BA、AC 和 CD的稳定性应满足下列规定,如图 6. 4. 3- 1、图 6.4.3-2 :

BA区:

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  (6. 4. 3-1)AC区:

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  (6. 4. 3-2)CD区:

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  (6. 4. 3-3)

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  图6. 4. 3-1 单斜撑节点板

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  图6. 4. 3-2双斜撑节点板

式中: N—作用于节点板上的轴力( 一般为消能器的极限承载力);

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  ts—节点板厚度;

l1、l2、l3 —分别为屈折线 BA、AC、CD的长度;

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  φ1、φ2、φ3—各受压区板件的轴心受压稳定系数,可按现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017中 b 类截面查取;其相应的长细比分别为:λ2 式中 QR、ST、UV 为BA、AC、CD三区受压板件的中线长度;其中 ST =c ;b1、b2、b3为各屈折线段在有效宽度线上的

投影长度,b1、b2、b3 分为WA、AC、CZ的长度。

6. 4. 4 屈曲约束支撑连接节点应能够承担 V形、人字形支撑产生的竖向力差值。

6. 5消能器与结构连接构造要求

6. 5. 1 预埋件的锚筋应与钢板牢固连接,锚筋的锚固长度宜大于 20 倍锚筋直径,且不应小于 250mm。当无法满足锚固长度的要求时,应采取其他有效的锚固措施。

6. 5. 2 支撑长细 比、宽厚 比应符合《 钢结构设计标准》GB50017和《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99关于中心支撑的规定。

6. 5. 3 墙全高度的箍筋均应加密,并在预埋板的端面配置网状钢筋。

6. 5. 4 与消能器相连的连梁中设置型钢时,应按《组合结构设计规范》JGJ138中的型钢混凝土梁进行设计。

6. 5. 5 屈曲约束支撑的形心线宜通过梁、柱形心线交点;采用人字形或 V字形的布置形式时,支撑形心线的交点宜在梁的中线上。

7消能器的技术性能

7. 1一般规定

7. 1. 1 消能器的设计使用年限不应低于 50 年。当消能器达到设计使用年限时应及时检测,重新确定消能器使用年限或更换。

7. 1. 2 消能器应具有良好的耐久性能,消能器工作环境应满足设计要求,不满足时应采取相应措施。

7. 1. 3消能器的外观应符合下列规定:

1 消能器外表应光滑,无明显缺陷;

2 消能器需要考虑防腐、防锈和防火时,应外涂防腐、防锈漆、防火涂料或进行其他相应处理,但不能影响消能器的正常工作。

7. 1. 4消能器的性能应符合下列规定:

1消能器中非消能构件在不低于消能器1. 5倍极限阻尼力作用下,应满足强度及稳定性要求;

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;

3消能器的屈服位移或起滑位移不宜小于 0. 5mm;

4 消能器应具有阻燃性,火灾后应对消能器进行基本力学性能和耐久性能检测,其指标下降超过 15%时应进行更换。

7. 1. 5消能器标准化产品规格及力学性能参数可参照本规程附录B。

7. 2屈曲约束支撑

7. 2. 1屈曲约束支撑应表面平整,无锈蚀,无机械损伤,耗能段和非耗能段应光滑过渡,不应出现缺陷。应采取防腐、防锈措施,涂层应均匀。约束套管焊缝不宜低于二级,其他焊缝应为一级。

7. 2. 2 屈曲约束支撑的核心单元宜采用低屈服点钢材,钢材质量指标应符合国家标准《碳素结构钢》 GB/T700、《合金结构钢》GB/T3077、《低合金高强度结构钢》GB/T1591和《建筑用低屈服强度钢板》 GB/T28905的规定,且伸长率应大于30% ,屈强比不应大于 0. 8 ,常温下冲击功韧性应大于 27J。约束单元宜采用碳素结构钢或合金结构钢,钢材质量指标应符合《碳素结构钢》GB/T700、《合金结构钢》 GB/T3077和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定。选用的钢材应符合《金属材料拉伸试验第 1部分:室温试验方法》 GB/T228. 1 和《金属材料室温压缩试验方法》GB/T 7314的规定。填充材料抗压强度标准值不宜低于 20MPa。

7. 2. 3屈曲约束支撑各部件尺寸偏差应符合表 7. 2. 3规定。

表7. 2. 3屈曲约束支撑各部件尺寸偏差

检验项目 允许偏差 支撑长度 不超过产品设计值的±3mm 支撑横截面有效尺寸 不超过产品设计值的±2mm 支撑侧弯矢量 ≤L/1000,且≤10mm 支撑扭曲 ≤h( d)/250,且≤5mm 注:L—支撑长度;h—支撑高度;d—支撑外径

7. 2. 4 屈曲约束支撑基本力学性能应包括表 7. 2. 4 所列的各项指标,其试验方法应按第 8. 2. 1条的规定进行。

表7. 2. 4屈曲约束支撑基本力学性能要求

序号 项目 性能要求 1 屈服承载力 每个产品的实测值偏差不应超过设计值的±15%;实测值偏差的平均值不应超过设计值的±10% 2 屈服位移 每个产

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