已于2021年9月1日全面實施的《建設(shè)工程抗震管理條例》，以行政法規(guī)的形式對減隔震技術(shù)的應(yīng)用提出具體要求。條例第十六條規(guī)定，位于高烈度設(shè)防地區(qū)+地震重點監(jiān)視防御區(qū)（占國土面積40%）的新建學(xué)校、幼兒園、醫(yī)院、養(yǎng)老機構(gòu)等公共建筑或?qū)σ呀ǔ傻脑擃惤ㄖM行抗震加固時，應(yīng)當(dāng)采用隔震減震等技術(shù)，保證發(fā)生設(shè)防地震時能夠滿足正常使用要求。本文將以云南大理州覽海婦產(chǎn)醫(yī)院一期綜合樓工程案例，分析醫(yī)院建筑如何做好減隔震設(shè)計。大理州覽海婦產(chǎn)醫(yī)院一期綜合樓建筑面積2.3萬平方米，地上12層，地下1層，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)。
大理州覽海婦產(chǎn)醫(yī)院一期綜合樓立面效果圖
大理州覽海婦產(chǎn)醫(yī)院一期綜合樓剖面圖本工程為重點設(shè)防類，建筑安全等級一級?？拐鹪O(shè)防烈度為 8 度（0.2g）,設(shè)計地震分組第三組，場地類別III類。框架、剪力墻抗震等級一級。針對本建筑，隔震方案與消能減震方案對比：
對比表明：采用消能減震更符合本建筑的具體情況，更具可行性。根據(jù)本建筑的減震要求確定減震目標(biāo)和性能目標(biāo)如下表所示：
遵循“均勻、分散、對稱”的原則，本建筑的黏滯阻尼器布置位置見如下各圖。
主體結(jié)構(gòu)初步設(shè)計時，模型中粘滯阻尼器的附加阻尼通過調(diào)整結(jié)構(gòu)的阻尼比來考慮。根據(jù)以上需求，初步確定附加阻尼比為5%。PKPM模型用于后續(xù)施工圖主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋。咩票優(yōu)惠電影票www.miepiao.com共丟廢品回收網(wǎng)www.gongdiu.com設(shè)計軟件自學(xué)網(wǎng)www.3c1x.com
確定PKPM非減震結(jié)構(gòu)模型后，使用ETABS軟件建立結(jié)構(gòu)模型如圖所示：
為了校核所建立的結(jié)構(gòu)模型的準(zhǔn)確性，將ETABS和PKPM建立的非減震結(jié)構(gòu)模型計算得到的質(zhì)量、周期、剪力和位移進行對比，結(jié)果差異很小，可知，兩模型基本一致，可作為計算依據(jù)。在ETABS模型中，粘滯阻尼器采用非線性單元Damper-Exponential模擬。
確定模型后，進行選取地震波，進行彈性時程分析。結(jié)果顯示：X向、Y向各樓層阻尼器出力與樓層剪力比值超15%的樓層，比例超過總樓層數(shù)的50%，滿足規(guī)范要求。由彈性時程分析結(jié)果可求得阻尼器耗能及各層應(yīng)變能，進而求得消能部件附加給結(jié)構(gòu)的有效阻尼比。本工程計算附加阻尼比為5.43%，配筋模型總阻尼比取為5%+5%=10%，符合預(yù)期。減震結(jié)構(gòu)采用ETABS進行彈塑性時程分析，以準(zhǔn)確分析主體結(jié)構(gòu)進入塑性的變形特征及阻尼器在大震下所發(fā)揮的特性。在ETABS中，主體結(jié)構(gòu)框架梁、柱均定義塑性鉸。彈塑性時程分析過程考慮材料非線性，采用小變形假定，不考慮結(jié)構(gòu)的幾何非線性。彈塑性時程分析過程中，根據(jù)規(guī)范對所選地震波進行調(diào)幅。選取彈性時程分析中的三條地震波進行大震分析，分析結(jié)果取包絡(luò)值。
針對黏滯阻尼器周邊子結(jié)構(gòu)設(shè)計，建立彈塑性模型時，對于子結(jié)構(gòu)梁柱構(gòu)件不設(shè)置塑性鉸，以便于獲得子結(jié)構(gòu)在大震作用下的彈性內(nèi)力，進行后續(xù)的子結(jié)構(gòu)設(shè)計。
罕遇地震作用下，本建筑構(gòu)件開始進入塑性，框架梁先出現(xiàn)梁鉸，而后柱子出現(xiàn)柱鉸，結(jié)構(gòu)總體滿足“強柱弱梁”的要求。CAD軟件素材教程下載www.9npx.com四五設(shè)計網(wǎng)www.45te.com設(shè)計學(xué)徒自學(xué)網(wǎng)www.sx1c.com
結(jié)構(gòu)在大震作用下，只有部分構(gòu)件進入塑性，出現(xiàn)塑性鉸，結(jié)構(gòu)層間位移角平均值為：X向最大為1/264，Y向為1/326；罕遇地震作用下減震結(jié)構(gòu)與非減震結(jié)構(gòu)的水平位移比小于0.75。阻尼器實際出力樓層剪力之和不低于樓層總剪力15%的樓層數(shù)大于50%。計算表明，結(jié)構(gòu)附設(shè)了阻尼器后，結(jié)構(gòu)具有良好的抗震耗能機制，保證了結(jié)構(gòu)的安全，達到預(yù)期目標(biāo)。
隨著《建設(shè)工程抗震管理條例》的實施，減隔震技術(shù)日益普及。合理的減隔震設(shè)計不會大量增加成本，但能大大減少地震造成的損失，值得我們更加深入研究。文章來源：上?？Ｔ唇ㄖO(shè)計有限公司【集醫(yī)道堂】，作者：陳朝云
