【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及防振动或震动，特别是涉及一种大尺寸、高落差不规则结构隔震协调层设计方法。
技术介绍
1、隔震层是结构中带隔震支座的结构层，用于减少地震、振动或其他外部扰动对建筑物的影响。这一层通常位于建筑底部或结构的特定部位，其设计旨在降低地震或振动的传播到建筑物主体的程度，以保护建筑物和其中的设备、人员以及贵重物品的安全。
2、大部分建筑的隔震层位于结构最底部，并且隔震层通常为一整层平层，在设计时无需进行抗震设防专项审查。但并非所有的建筑都是规则的，对于存在不规则项的建筑，其隔震层的受力状况便会发生巨大的变化。对于存在不规则项的建筑，现有技术中采用在某个方向补强的方式克服这个不规则项，同时克服不规则项后其抗震相关的计算相对清晰（例如cn107191047b-一种跨层设置隔震支座的隔震设计方法，在隔震层上部均匀布置一定的剪力墙，确保隔震层具有足够的抗侧刚度，从而使结构可以被看作是规则的）。但不规则项多到一定数量会被视作超限工程，由于错层高落差的影响以上这种方法便不可使用了，这时候需进行复杂的抗震设防专项审查。
3、结构不规则项给设计带来一系列加强要求，如果仍采用之前的方式进行解决，众多加强措施会显著提升设计成本及设计难度。且即使通过加强克服不规则项的影响完成了设计，设计出的隔震层指标也很难满足国标要求。以本专利技术涉及的故宫博物院北院区为例，这是一个不规则的仿古建筑，具有8项不规则，根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》（建质[2015]67号），该建筑为规则性超限工程。众多不规则项给建筑的隔震设
4、对于这种不利状况，一种解决思路是在结构中利用不同标高设置隔震协调层，通过协调结构不同标高隔震层的变形，改善结构在地震中的变形状况，降低设计难度。但这种做法存在另一方面的问题，隔震协调层在地震中需要表现为一个整体的刚性结构，这需要评估地震中隔震协调层在各自对应方向上变形是否一致。但隔震协调层本身就是为了协调结构的变形的，其设置的位置必然是结构中力的传递和变形比较复杂的区域，衡量这样的区域是否能够在各自对应方向上变形是否一致，目前尚无有效的计算方法。当然，若能对隔震协调层中每个部位的变形分别进行评估并比较，必然可以判断隔震协调层是否能够协调一致变形，但这样会增加计算量。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种大尺寸、高落差不规则结构隔震协调层设计方法。
2、解决的技术问题是：大尺寸、高落差不规则结构对结构的隔震设计十分不利，通过在不同标高处设置隔震协调层来协调结构变形可解决问题，但目前尚无能够评估隔震协调层是否能够协调一致变形的计算方法。
3、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种大尺寸、高落差不规则结构隔震协调层设计方法，通过协调结构局部的变形，以克服不规则项对结构的隔震设计的不利影响，所述设计方法包括以下步骤：
4、步骤一：判定结构中的不规则项；
5、步骤二：根据不规则项的类别及对应条例，判断结构是否需要进行超限高层建筑工程抗震设防专项审查；
6、步骤三：若结构需要进行超限高层建筑工程抗震设防专项审查，则继续判断结构设置隔震支座位置是否位于不同基础标高，若隔震支座处于不同标高则判定为错层隔震；
7、步骤四：若结构中设置隔震层的位置存在至少两处落差，且最大落差不小于15米，则设计隔震协调层；
8、步骤五：计算隔震协调层在对应不同方向上的变形，若其在各自对应方向上变形不一致，则调整隔震协调层的结构和隔震支座布置和类型，直到隔震协调层在各自对应方向上变形一致。
9、进一步，步骤一中计算的不规则项包括扭转不规则、偏心布置、凹凸不规则、楼板不连续、刚度突变、尺寸突变、承载力突变、局部不规则，步骤二中，若不规则项不少于三项，则认为结构需要进行超限高层建筑工程抗震设防专项审查。
10、进一步，步骤四中，所述隔震协调层由连续楼板、隔震层顶板、错层剪力墙、以及剪力墙筒体连接而成；
11、所述隔震层顶板为与隔震支座接触且位于隔震支座上方的楼板；
12、所述错层剪力墙为设置在错层隔震沟位置，并分别与错层隔震沟两边的两块隔震层顶板固定连接的剪力墙；
13、所述连续楼板为位于标高最高的隔震层顶板上方的一层楼板，连续楼板满足以下条件：
14、条件1.1：楼板是连续并且水平的；
15、条件1.2：梁柱采用刚性连接，受力上为连续受力的整体；
16、所述剪力墙筒体为穿过连续楼板及隔震层顶板的筒状剪力墙，剪力墙筒体在隔震层与连续楼板上下重叠位置均匀分布，并分别与隔震层顶板和连续楼板固定连接。
17、进一步，步骤五中，若在罕遇地震作用下，结构及隔震层计算指标满足以下全部条件：
18、条件5.1：相邻隔震层之间的层间位移角不大于1/1000；
19、条件5.2：隔震层偏心率不大于3%；
20、条件5.3：隔震支座位移比不大于1.2，所述隔震支座位移比为各隔震支座位移与位移最小的隔震支座的位移的比值；
21、条件5.4：隔震层位移比不大于1.4，所述隔震层位移比为位移最大的隔震支座的位移的二倍除以位移最大及最小的隔震支座的位移的和；
22、条件5.5：隔震层的扭转角小于1/1000；
23、则认为隔震协调层在各自对应方向上变形一致。
24、进一步，步骤五的条件5.3、5.4、5.5中，最终计算结果为单条地震波单向作用下对7个计算结果取平均值。
25、进一步，条件5.1中的计算过程采用以下方式进行简化：
26、仅计算有落差且相邻的隔震层之间的层间位移角；
27、条件5.2中的计算过程采用以下方式进行简化：
28、仅计算隔震层在两个平面内相互垂直方向上的偏心率。
29、进一步，条件5.3中的计算过程采用以下方式进行简化：
30、仅将角部控制点在两个平面内相互垂直方向上的位移进行计算，所述角部控制点为位于结构边界上各个角部的隔震支座、以及位于结构边界且位于错层隔震沟左右两侧的隔震支座；
31、条件5.4中的计算过程采用以下方式进行简化：
32、仅将隔震层控制点在两个平面内相互垂直方向上的位移进行计算，所述隔震层控制点为各方向上水平距离最大的两个角部控制点。
33、进一步，条件5.5中的计算过程采用以下方式进行简化：
34、所述隔震层平面图的边沿由多个线段围合而成，每根线段的延伸的方向平行于两根相互垂直的直线中的一根，两根直线平行于地面并过隔震层的重心，并分别记作x方向线和y方向线，隔震层平面图的边沿线段中，平行于x方向线的记作x线段，平行于y方向线的记作y线段，各y线段所在的直线与x方向线的交点中，相互之间距离最远的两个交点分别记作a点和b点，各x线段所在的直线与y方向线的交点中，相互之间距离最远的两个交点分别记本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大尺寸、高落差不规则结构隔震协调层设计方法，其特征在于：通过协调不同标高处的隔震层变形，以克服不规则项对隔震结构设计的不利影响，所述设计方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸、高落差不规则结构隔震协调层设计方法，其特征在于：步骤一中计算的不规则项包括扭转不规则、偏心布置、凹凸不规则、楼板不连续、刚度突变、尺寸突变、承载力突变、局部不规则，步骤二中，若不规则项不少于三项，则认为结构需要进行超限高层建筑工程抗震设防专项审查。
3.根据权利要求1所述的一种大尺寸、高落差不规则结构隔震协调层设计方法，其特征在于：步骤四中，所述隔震协调层由连续楼板（3）、隔震层顶板（1）、错层剪力墙（41）、以及剪力墙筒体（42）连接而成；
4.根据权利要求1所述的一种大尺寸、高落差不规则结构隔震协调层设计方法，其特征在于：步骤五中，若在预估罕遇地震作用下，结构及隔震层计算指标满足以下全部条件：
5.根据权利要求4所述的一种大尺寸、高落差不规则结构隔震协调层设计方法，其特征在于：步骤五的条件5.3、5.4、5.5中，最终计算结果为单条
6.根据权利要求5所述的一种大尺寸、高落差不规则结构隔震协调层设计方法，其特征在于：条件5.1中的计算过程采用以下方式进行简化：
7.根据权利要求5所述的一种大尺寸、高落差不规则结构隔震协调层设计方法，其特征在于：条件5.3中的计算过程采用以下方式进行简化：
8.根据权利要求5所述的一种大尺寸、高落差不规则结构隔震协调层设计方法，其特征在于：条件5.5中的计算过程采用以下方式进行简化：
...【技术特征摘要】
1.一种大尺寸、高落差不规则结构隔震协调层设计方法，其特征在于：通过协调不同标高处的隔震层变形，以克服不规则项对隔震结构设计的不利影响，所述设计方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸、高落差不规则结构隔震协调层设计方法，其特征在于：步骤一中计算的不规则项包括扭转不规则、偏心布置、凹凸不规则、楼板不连续、刚度突变、尺寸突变、承载力突变、局部不规则，步骤二中，若不规则项不少于三项，则认为结构需要进行超限高层建筑工程抗震设防专项审查。
3.根据权利要求1所述的一种大尺寸、高落差不规则结构隔震协调层设计方法，其特征在于：步骤四中，所述隔震协调层由连续楼板（3）、隔震层顶板（1）、错层剪力墙（41）、以及剪力墙筒体（42）连接而成；
4.根据权利要求1所述的一种大尺寸、高落差不规...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，吴昊，束伟农，周文静，郭阳，刘书舟，吴子夏，钱凤霞，张哲，孙珂，
申请(专利权)人：北京市建筑设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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