《建筑隔震设计标准》（GB/T 51408-2021）学习体会
《建筑隔震设计标准》（GB/T 51408-2021）（以下简称“新隔标”）2021年4月27日由住建部发布，将于2021年9月1日开始实施。按照新隔标进行隔震结构设计，无论是设防目标、分析方法还是设计方法都将产生本质性的改变，将对今后的隔震结构设计产生比较大的影响。SAUSG团队对新隔标进行了比较深入的研究和学习，学习心得也提供给大家参考。
01
基本设防目标
设防目标是结构设计的基础，只有明确了设防目标才能够具体谈结构的设计方法。新隔标第1.0.3条即明确了隔震建筑的基本设防目标，可以概括为12个字：“中震不坏、大震可修、巨震不倒”，相较于之前《抗规》的设防目标提高了一个等级。从而也决定了按照新隔标进行隔震结构设计不再是小震设计，而是中震设计。
02
设计方法
新隔标中第二个比较显著的变化是隔震结构设计方法的改变。之前按照《抗规》进行隔震结构设计采用的是水平减震系数法，将隔震层以上结构与隔震层以及隔震层以下结构分开进行设计。对于隔震层以上结构，根据计算得到的水平减震系数对结构进行降度或者直接调整地震影响系数并对其进行小震下的承载力设计。采用该方法进行隔震结构设计时，需要根据设置隔震层以后的隔震模型人为生成一个假定的非隔震模型，并以该非隔震模型为基础进行设计。由于与实际结构不一致，导致计算得到的地震力也存在较大差别。
新隔标不再生成非隔震模型，而是将上部结构与隔震层作为一个整体进行设计，更能体现隔震结构真实的地震响应和受力状态。
《抗规》分步设计法
新《隔标》整体设计法
03
分析方法
新隔标中隔震结构分析方法在原来实振型分解反应谱法的基础上，增加了复振型分解反应谱方法。振型分解反应谱法的基础是由于振型对于质量、刚度和阻尼矩阵具有正交性，因而可以将N阶动力学方程式分解为N个解耦的动力学方程式，这样就可以将多自由度动力学问题转换为单自由度的动力学问题，降低求解难度。
将上部结构和隔震层作为整体进行分析设计时，上部楼层与隔震层阻尼比存在明显差异导致振型对于阻尼矩阵不再满足正交条件，动力方程式无法直接进行解耦求解，如果强行解耦（舍弃阻尼矩阵的非对角线元素），则会导致计算结果产生较大误差。复模态分析方法的引入就是为了解决这个问题，对于复模态分析方法的介绍可以参考相关文献。
新《隔标》隔震结构分析方法
04
反应谱函数
新隔标中的反应谱函数，将抗规中长周期（5Tg~6s）部分的直线下降段调整为曲线下降段，与Tg~5Tg段保持一致。这样处理以后会明显减小长周期段的地震力。
假定设防烈度为8度（0.2g），场地特征周期为0.45秒，抗规和新隔规中规定的地震影响系数曲线如图所示。当阻尼比相同时，中震反应谱的谱值在长周期段相差最大为40%左右。
假定非隔震模型周期为1秒，隔震模型周期为3秒。按照抗规方法进行设计时，非隔震模型采用降低一度以后的地震力进行计算，基本周期所对应的地震影响系数为0.039。按照新隔标方法进行设计时，假定隔震层附加了15%的阻尼比，隔震模型的阻尼比为20%，基本周期所对应的地震影响系数为0.0617，主振型所对应的地震力增加约为58.2%。
05
性能化设计
新隔标中引入了性能化设计的思想，将隔震结构构件划分为关键构件、普通竖向构件、重要水平构件和普通水平构件。对于这四种类型的构件，分别采用不同的性能目标进行承载力设计。
对普通水平构件进行正截面承载力设计时，仍然采用材料强度标准值计算构件的承载力，但对于钢筋混凝土梁支座或节点边缘截面可考虑钢筋的超强系数1.25。这里部分参考了《抗规》中构件极限承载力的计算方法，构件极限承载力是根据材料的最小极限强度值计算承载力，钢筋强度取为屈服强度的1.25倍，混凝土强度取为立方强度的0.88倍。因而普通水平构件正截面承载力介于承载力标准值和极限值之间。
由于不是所有构件都满足中震弹性的性能目标，因而隔震结构的性能目标并不是真正意义上的“中震不坏”，而是“中震基本不坏”。
06
新隔标配套直接分析设计软件
SAUSG-PI
隔震结构直接分析设计软件SAUSG-PI是建研数力公司开发的一款专门用于隔震结构分析和设计的软件，同时支持《抗规》的水平减震系数法和新《隔标》的整体设计法，可以进行隔震结构精细化模型的大震弹塑性分析，准确进行隔震支座的验算以及隔震层的设计，是工程师进行精细化隔震结构设计的好帮手。
SAUSG-PI主要特色功能
1. 一键导入SATWE、PMSAP、YJK、MIDAS、ETABS、SAP2000等软件模型
2. 提供规范隔震支座数据库
3. 隔震层快速布置与编辑
4. 隔震结构双模型自动选波
5. 自动生成非隔震模型（固接、铰接及大刚度弹簧）
6. 非线性弹性时程分析精确计算水平减震系数
7. 按照新隔标进行隔震结构中震整体设计
8. 隔震结构精细化模型大震弹塑性分析
9. 一键自动完成隔震结构设计结果规范审查
10. 一键生成高质量隔震结构计算报告
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