1）隔震结构计算流程

隔震结构计算流程为：①确定控制目标；②进行常规结构设计；③选用隔震装置；④计算隔震体系动力参数；⑤计算隔震结构的地震作用；⑥进行隔震结构抗震验算；⑦隔震结构构造设计。如果第⑥步验算不合格，则从②开始重算，直到满足为止。

建筑结构隔震设计的计算分析，应符合下列规定：

隔震体系的计算简图，在非隔震结构计算简图基础上增加由隔震支座及其顶部梁板组成的质点；对变形特征为剪切型的结构可采用剪切模型（图9-2）；当隔震层以上结构的质心与隔震层刚度中心不重合时，应计入扭转效应的影响。隔震层顶部的梁板结构，应作为其上部结构的一部分进行计算和设计。

一般情况下，宜采用时程分析法进行计算；输入地震波的反应谱特性和数量，应符合《建筑抗震设计规范》的规定，计算结果宜取其包络值；当处于发震断层10km以内时，输入地震波应考虑近场影响系数，5km以内宜取1.5，5km以外可取不小于1.25。

为便于我国设计人员掌握隔震设计方法，规范提出了“水平向减震系数”的概念，把隔震建筑设计和传统的建筑设计联系起来。所谓“减震系数”是指和不采用隔震技术的情况比较，建筑物采用隔震技术后描述地震作用降低的一个系数。其取值原则是：对于多层建筑，为按弹性计算所得的隔震与非隔震各层层间剪力的最大比值。对于高层建筑结构，尚应计算隔震与非隔震各层倾覆力矩的最大比值，并与层间剪力的最大比值相比较，取二者的较大值。

计算隔震和非隔震时层间剪力，宜采用基本设防水准下地震作用进行时程分析。

砌体结构的水平向减震系数β可根据隔震后整个体系的基本周期按下式简化计算：

与砌体结构周期相当的结构，其水平向减震系数可根据隔震后整个体系的基本周期按下式简化计算：

式中：η2——地震影响系数的阻尼调整系数，根据隔震层等效阻尼按第3章确定；

γ——地震影响系数的曲线下降段衰减指数，根据隔震层等效阻尼按第3章确定；

Tgm——砌体结构采用隔震方案时的设计特征周期，根据本地区所属的设计地震分组按第3章确定，但小于0.4s时应按0.4s采用；

Tg——特征周期；

T0——非隔震结构的计算周期，当小于特征周期时应采用特征周期的值；

T1——隔震后体系的基本周期，不应大于5Tg和2.0s的较大值。

砌体结构及与其基本周期相当的结构，隔震后体系的基本周期可按下式计算：

式中：G——隔震层以上结构的重力荷载代表值；

Kh——隔震层的水平等效刚度。

隔震层等效水平刚度Kh和等效黏滞阻尼比ζeq按下式计算：

式中：Kj——第j隔震支座（含消能器）由试验确定的水平等效刚度；

ζj——第j隔震支座由试验确定的等效黏滞阻尼比，设置阻尼器时，应包括相应阻尼比。

隔震支座由试验确定设计参数时，竖向荷载应保持表9-1的压应力限值；对水平向减震系数计算，应取剪切变形100%的等效刚度和等效黏滞阻尼比；对罕遇地震验算，宜采用剪切变形250%时的等效刚度和等效黏滞阻尼比，当隔震支座直径较大时可采用剪切变形100%时的等效刚度和等效黏滞阻尼比。当采用时程分析时，应以试验所得滞回曲线作为计算依据。

表9-1　橡胶隔震支座压应力限值

隔震计算采用分部设计法，即把房屋分成三部分或四部分分别进行设计，通常分为隔震层以上结构，隔震层，基础，可能还有隔震层以下结构，如地下室墙、柱等。

2）隔震层以上结构设计

计算隔震结构的水平地震作用时，水平地震影响系数的最大值可采用通常抗震设计的水平地震影响系数最大值和水平向减震系数的乘积来计算，即

式中：αmax1——隔震后的水平地震影响系数最大值；

αmax——非隔震的水平地震影响系数最大值，按第3章取值；

β——水平向减震系数，对于多层建筑，为按弹性计算所得的隔震与非隔震各层层间剪力的最大比值；对高层建筑结构，尚应计算隔震与非隔震各层倾覆力矩的最大比值，并与层间剪力的最大比值相比较，取二者的较大值；

ψ——调整系数，一般橡胶支座，取0.80；支座剪切性能偏差为S-A类，取0.85；隔震装置带有阻尼器时，相应地减少0.05。

采用αmax1代替第3章中的αmax即可用第3章的公式和方法计算隔震层以上结构的地震作用。应注意的是，隔震层以上结构水平地震作用沿高度可按重力荷载代表值分布。隔震层以上结构的总水平地震作用不得低于非隔震结构在6度设防时的总水平地震作用，并应进行抗震验算；各楼层的水平地震剪力尚应符合第3章最小地震剪力系数的要求（按本地区设防烈度查）。

9度时和8度且水平向减震系数不大于0.3时，隔震层以上的结构应进行竖向地震作用的计算。隔震层以上结构竖向地震作用标准值计算时，各楼层可视为质点，并按第3章计算公式计算竖向地震作用标准值沿高度的分布。(www.daowen.com)

3）隔震层设计要求

隔震层宜设置在房屋基础、底部或下部结构与上部结构之间。但由于隔震层位于第一层级以上时，隔震体系的特点与普通隔震结构可有较大差异，隔震层以下的结构设计计算也更加复杂，因此隔震层通常位于结构第一层以下的部位。隔震层的隔震支座宜设置在受力较大的位置，间距不宜过大，其规格、数量和分布应根据竖向承载力、侧向刚度和阻尼的要求通过计算确定。隔震层刚度中心宜与上部结构的质量中心重合；隔震支座的平面布置宜与上部结构和下部结构的竖向受力构件的平面位置相对应；同一房屋选用多种规格的隔震支座时，应注意充分发挥每个橡胶支座的承载力和水平变形能力；同一支承处选用多个隔震支座时，隔震支座之间的净距应大于安装操作所需要的空间要求；设置在隔震层的抗风装置宜对称、分散地布置在建筑物的周边或周边附近。隔震层罕遇地震下应保持稳定，不宜出现不可恢复的变形。隔震支座应进行竖向承载力的验算和罕遇地震下水平位移的验算。橡胶隔震支座在重力荷载代表值的竖向压应力不应超过表9-1的规定，且在罕遇地震的水平和竖向地震同时作用下，拉应力不应大于1MPa。外径小于300mm的支座，其压应力限值对丙类建筑为10MPa。

4）隔震支座变形验算

隔震支座的水平剪力应根据隔震层在罕遇地震作用下的水平剪力按各隔震支座的水平等效刚度分配。当考虑扭转时，尚应计及隔震层的扭转刚度。

隔震层在罕遇地震下的水平剪力宜采用时程分析法计算，对砌体结构及其基本周期相当的结构，可按下式计算：

式中：Vc——隔震层在罕遇地震下的水平剪力；

λs——近场系数，甲、乙类建筑距发震断层5km以内取1.5，5～10km取1.25，10km以外取1.0，丙类建筑可取1.0；

α1——罕遇地震下的地震影响系数值，可根据隔震层参数，按第3章的有关规定计算。

隔震支座在罕遇地震作用下的水平位移应满足下式：

式中：ui——罕遇地震作用下，第i个隔震支座考虑扭转的水平位移；

［ui］——第i个隔震支座的水平位移限值，对橡胶隔震支座，不应超过该支座有效直径的0.55倍和支座内部橡胶总厚度3.0倍二者的较小值；

uc——罕遇地震下隔震层质心处或不考虑扭转的水平位移；

ηi——第i个隔震支座的扭转影响系数，应取考虑扭转和不考虑扭转时i支座计算位移的比值；当隔震层以上结构的质心与隔震层刚度中心在两个主轴方向均无偏心时，边支座的扭转影响系数不应小于1.15。

当隔震支座的平面布置为矩形或接近矩形时，可按下列方法确定：

（1）当隔震层以上结构的质心与隔震层刚度中心在两个主轴方向均无偏心时，边支座的扭转影响系数不宜小于1.15。

（2）仅考虑单向地震作用的扭转时，扭转影响系数可按下式估计：

式中：e——上部结构质心与隔震层刚度中心在垂直于地震作用方向的偏心距（图9-6）；

si——第i个隔震支座与隔震层刚度中心在垂直于地震作用方向的距离；

a，b——隔震层平面的两个边长。

图9-6　扭转计算示意图

当隔震层和上部结构采取有效的抗扭措施后或扭转周期小于平动周期的70%时，扭转影响系数可取1.15。

（3）同时考虑双向地震作用的扭转时，可仍按式（9-11）计算，但式中的偏心距应采用下式中的较大值替代：

式中：ex，ey——分别为y方向和x方向地震作用时的偏心距。

对于边支座，其扭转影响系数不宜小于1.2。

5）基础设计

基础设计时不考虑隔震产生的减震效果，按原设防烈度进行抗震设计。

6）隔震层以下结构设计

隔震层支墩、支柱及相连构件，应采用隔震结构罕遇地震下隔震支座底部的竖向力、水平力和力矩进行承载力验算。

隔震层以下的结构（包括地下室和隔震塔楼下的底盘）中直接支承隔震层以上结构的相关构件，应满足嵌固的刚度比和隔震后设防地震的抗震承载力要求，并按罕遇地震进行抗剪承载力验算。隔震层以下地面以上的结构在罕遇地震下的层间位移角限值应满足表9-2的要求。

隔震建筑地基基础的抗震验算和地基处理仍应按本地区抗震设防烈度进行，甲、乙类建筑的抗液化措施应按提高一个液化等级确定，直至全部消除液化沉陷。

表9-2　隔震层以下、地面以上结构罕遇地震作用下层间弹塑性位移角限值