新舊抗震規范關于隔震、消能減震設計要求的對比

周 仁

(上海江歡成建筑設計有限公司，上海 200070)

根據住房和城鄉建設部公告從2010年12月1日起，采用新版抗震設計規范。新版抗震規范關于隔震、消能減震進行了局部調整。作為設計人員有必要了解新舊抗震規范關于隔震、消能減震設計的變化，從而更好地進行隔震及消能減震設計。

1 新舊抗震規范關于隔震、消能減震設計要求的對比

通過對比2001 版建筑抗震規范(以下稱老規范)以及2010 版建筑抗震規范(以下稱新規范)，其中關于隔震及消能減震部分的調整主要有如下幾點。

1.1 新規范第12.1.3條修改了隔震結構的適用范圍

老規范規定，不隔震時基本周期小于1.0s 和采用底部剪力法進行非隔震設計的結構;新規范取消了此條限值，擴大了采用隔震設計的范圍。

規范條文說明:根據日本和美國的經驗，不隔震時基本周期小于1.0s 時，采用隔震技術效果最佳，但是超過1.0s 的結構采用隔震技術也是有效的，故新規范取消了此條限制。

1.2 新規范第12.2.1條提高了8 度時豎向地震作用標準值

老規范對于8 度(0.3 g)時豎向地震作用標準值可取隔震層以上結構總重力荷載代表值的20%，新規范將這一數值提升至30%。

1.3 新規范第12.2.3條對外徑小于300 mm 的橡膠支座，丙類建筑壓應力限值進行了修改

老規范規定外徑小于300 mm 的橡膠支座，丙類建筑壓應力限值為12 MPa;但新規范規定此限值為10 MPa。主要原因是考慮到隨著橡膠隔震支座制作工藝越來越成熟，隔震支座的直徑越來越大，建議對隔震支座選型時盡量選用大直徑的支座。對300 mm 直徑的支座，由于其直徑小，穩定性差，故將其設計承載力由12 MPa 降低到10 MPa。

1.4 新規范第12.2.4條關于計算水平向減震系數及罕遇地震變形驗算所采用隔震支座參數進行了修改

多遇地震計算時，老規范規定，隔震支座參數應采用在規定的壓應力限值下，水平加載頻率為0.3Hz 且隔震支座剪切變形為50%的水平剛度和等效黏滯阻尼比;新規范規定，隔震支座參數應采用在規定的壓應力限值下，隔震支座剪切變形為100%時的等效剛度和等效黏滯阻尼比。

罕遇地震計算時，老規范規定，對于小于600 mm 直徑隔震支座參數應采用在規定的壓應力限值下，水平加載頻率為0.1Hz 且隔震支座剪切變形為250%的水平剛度和等效黏滯阻尼比;大于600 mm 直徑隔震支座參數應采用在規定的壓應力限值下，水平加載頻率為0.2Hz 且隔震支座剪切變形為100%的水平剛度和等效黏滯阻尼比。新規范規定，對于小于600 mm 直徑隔震支座參數宜采用在規定的壓應力限值下，隔震支座剪切變形為250%的等效剛度和等效黏滯阻尼比;大于600 mm 直徑隔震支座參數應采用在規定的壓應力限值下，隔震支座剪切變形為100%的等效剛度和等效黏滯阻尼比。

1.5 新規范第12.2.4條關于隔震支座在罕遇地震下橡膠隔震支座是否可以出現拉應力的改動

老規范不允許出現拉應力，新規范允許其出現拉應力，但應不大于1 MPa。新規范改動的理由是:(1)廣州大學工程抗震研究中心所作的橡膠墊的抗拉試驗中，其極限抗拉強度為2.0～2.5 MPa;(2)美國UBC 規范采用的容許抗拉強度為1.5 MPa。

1.6 新規范第12.2.4條關于隔震支座參數的描述發生變化

新規范將“動剛度”改為“等效剛度”，用語更明確，方便同國際標準《橡膠支座》接軌;同時去掉有關頻率對剛度影響的語句，其目的是將詞條不寫在規范中，具體去查相關的產品標準的相關性要求。

Bin 707：名字源于波音707，而非酒窖編號，多產區混釀的單一品種赤霞珠葡萄酒，首個年份1964。

1.7 新規范第12.2.5條關于計算水平向減震系數及與其相關的水平地震影響系數最大值的修改

老規范關于隔震后水平地震影響系數最大值:

式中:amax為隔震前的水平地震影響系數最大值;β為水平向減震系數，根據表1 進行換算。

表1 層間剪力最大比值與水平向減震系數的對應關系(2001 版抗規)

按照新規范，水平地震影響系數最大值可按下式計算:

式中:β為水平向減震系數。對于多層建筑，β=max(V1i/V2i)，其中V1i為隔震后各層層間剪力;V2i為隔震前各層層間剪力。

水平向減震系數在此處進行了修改，直接取隔震結構與非隔震結構最大水平剪力的比值。采用該概念使其意義更明確，方便設計人員操作，且國外(美國、日本等國)也同樣才用此方法。根據上海某工程經驗，按照新的抗震規范計算出的減震性能更佳，原抗震規范偏于保守。

1.8 新規范第12.2.5條計算豎向地震力的標準發生變化

由于水平向減震系數計算的變化，計算豎向地震作用的標準也有了變化，老規范規定，9 度和8 度水平向隔震系數0.25 時，應考慮豎向地震力，8 度水平向隔震系數不大于0.50 時，宜考慮豎向地震力;新規范規定，9 度和8 度水平向隔震系數不大于0.3 時，應考慮豎向地震力。

1.9 新規范第12.2.7條關于隔震層以上結構的抗震措施發生了變化

老規范規定對水平向減震系數為0.75 時不應降低非隔震時的要求，不大于0.50 時，可適當降低非隔震時的抗震措施。對現澆混凝土結構抗震措施可按表2 采用。

表2 隔震后現澆鋼筋混凝土結構的抗震等級

表3 水平向減震系數與隔震后上部結構抗震措施所對應烈度的分檔

續表3

1.10 新規范第12.2.8條取消了關于隔震墻下隔震支座的間距不宜大于2.0 m 的規定

新規范認為該條對隔震結構太嚴格，且根據不足，不利于大直徑隔震支座的使用。

1.11 新規范第12.2.9條增加了關于隔震層以下結構的計算要求

新規范明確了隔震層以下結構中直接支撐隔震層以上結構的相關構件，應滿足嵌固剛度比和隔震后設防地震的抗震承載力要求，并按罕遇地震進行抗剪承載力驗算。同時明確了隔震層以下地面以上結構在罕遇地震下的層間位移角要求，見表4。

表4 隔震層以下地面以上結構罕遇地震作用下層間彈塑性位移角限值

1.12 新規范第12.3.4條關于消能部件附加給結構的有效阻尼比的修改

新規范對消能部件附加給結構的有效阻尼比超過25%，宜按25%確定;老規范為超過20%時，宜按20%確定。

1.13 新規范第12.3.6條補充了關于消能器的性能檢驗標準

明確了消能器檢驗的具體要求。

1.14 新規范第12.3.8條新增關于消能減震結構抗震構造要求。

新規范明確當消能減震結構的抗震性能明顯提高時，主體結構的抗震構造要求可適當降低，當消能減震后水平向地震作用影響系數不到非消能減震時的50%時，此消能減震結構抗震構造可降低1 度。

2 總 結

(1)新規范計算水平減震系數時采用的隔震支座參數，橡膠支座由50%改為100%，支座的等效剛度比老規范減少，計算的隔震效果更加明顯。

(2)新規范改變水平向減震系數的計算，計算隔震后水平地震影響系數最大值變小，隔震效果更明顯。

(3)新規范對8 度設防時，考慮豎向地震的要求更加嚴格。

(4)新規范規定對于多層隔震結構水平地震作用由原來的沿高度矩形分布改為為沿高度按重力荷載代表值分布，更接近于實際情況。

(5)新規范增加了隔震層位于下部或大底盤頂部時對隔震層以下結構的規定，進一步明確了按隔震后而不是隔震前的受力和變形狀態進行抗震承載力和變形驗算的要求。

(6)新規范增加了黏彈性材料總厚度以及極限位移、極限速度的規定。

(7)新規范修改了消能減震器檢測要求，試驗的循環次數由60 圈改為30 圈，性能的衰減程度由10%減低為15%，降低了對阻尼器的性能要求。

(8)新規范明確了消能器與主結構連接部件應在罕遇地震下保持彈性范圍內工作。

(9)新規范新增消能減震結構抗震構造措施可降低標準的條文。

［1］GB 50011－2001 建筑抗震設計規范［S］

［2］GB 50011－2010 建筑抗震設計規范［S］

［3］DBJ 08－9－2003 上海市工程建設規范 建筑抗震設計規程［S］