建筑结构基础隔震讲义.pptVIP

SAP2000基础隔震分 析 过 程 隔震原理:将整个建筑物或局部楼层建在隔震支座或隔震基础上,隔离或减轻地震能量向上部传递，从而达到减轻结构地震作用的反应，提高建筑结构的抗震可靠性。 隔震的特点： 减轻反应； 确保安全； 降低造价； 快速修复。 选用SAP2000分析的原因◆以下工程用SAP2000进行分析，因为在SAP2000中link连接单元是一个二节点的连接，支座单元是一个一节点的接地弹簧。Link中的rubber isolate是一个双轴的滞后(橡胶)隔震器,对于两个剪切变形有耦合的塑性属性,且对余下的4个变形有线性的有效刚度属性。◆在SAP2000中link单元的线性有效刚度是用于所有从零初始条件开始的线性分析的连接的总弹性刚度，如果我们不指定某个自由度的非线性属性，则在所有线性和非线性分析中SAP2000会使用有效刚度，在这个过程中用等效刚度KEQ代替KU1、KU2、KU3、KR1、KR2、KR3。 SAP2000中Link单元的非线性分析中对所有给定的非线性属性的自由度使用非线性力——变形关系，对于所有其他类型的自由度在非线性分析中使用线性有效刚度，对于所有任意其他类型分析，不使用非线性属性。对于所有线性分析的所有自由度，使用线性有效刚度。每个线性的力——变形关系包括一个刚度系数K，象rubber isolate若没有屈服或滑移，则非线性效应可忽略，用线性刚度代表，K为零，对这个自由度不产生非线性力。如果假定两个剪切自由度均为非线性，耦合的力－变形关系如下指定： 其中 k2 和 k3 为弹性弹簧系数，yield2 和 yield3 为屈服力，ratio2 和 ratio3 为屈服后刚度对弹性刚度（k2 and k3）的比例所以选用SAP2000进行橡胶隔震支座分析是比较理想的。 现在常采用叠层橡胶支座隔震体系 ,其一方面通过延长结构的基本自振周期 ,远离地面运动的卓越周期 ,使结构的基频处于输入地震能量较高的频段之外 ,从而有效地降低建筑物的地震反应 ;另一方面适度增大叠层橡胶支座的阻尼 ,以更多地吸收传入结构的地震能量 ,抑制地震波中长周期成分可能给建筑物带来的大变形。 下面对国家强震动观测中心科研办公楼为例进行隔震前与隔震后的简单对比。 国家强震动观测中心科研办公楼工程概况：长80.2m，宽29m，共6层，地下一层，首层层高4.2m，2~4层层高3.6m，5层4.2m，结构总高度19.2m。框架结构，填充墙：外墙为300mm的陶粒混凝土空心砌块，内墙为200mm厚陶粒混凝土空心砌块。设防烈度为8度，Ⅲ类场地，设计地震分组为一组。结构设计自振周期为0.325s 标准层平面布置图 隔震支座布置要点： 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中竖向受力构件的平面位置相对应。 隔震支座底面宜布置在相同标高位置上，必要时也可布置在不同的标高位置上。 初步设计：按建筑结构荷载规范GB50009-2001的规定，不考虑风压影响。 估算上部楼层重，每层Gi=15000 KN 总重G=75000 KN 由建筑抗震设计规范GB50011-2001表12.2.3的乙类建筑橡胶隔震支座的竖向平均压应力设计值小于12MPa，初步确定出每个支座的直径，隔震支座具体位置见下图： 隔震层布置在结构第一层上部，橡胶支座设在地下室顶板梁下处，每根柱子下部一个。选用GZY500（34个），GZP700（36个）。 产品性能 此工程采用SAP2000进行结构隔震分析。SAP2000建模 选择单位，本模型采用单位：N、mm、S。在建模及分析时，默认此单位，SAP2000可以自动进行转换。 建立轴网。以两隔震缝中部为全局坐标轴，左、右侧设局部坐标轴，分别旋转-126°,-54°。如下图： 定义材料属性，因对模型进行分析，所以柱、梁中的钢筋没考虑。柱、梁混凝土C30，楼板混凝土C20。 定义柱、梁截面性性。 定义柱、梁及面截面数据 绘图，此处预应力筋选择有刚度，质量和荷载的独立单元模型，框架完成后，选择指定中框架自动细分,这个细分保证了弦杆和其它单元的连接，因为梁.柱是作为一个单独的对象绘制的。 进行点的合并，因在绘图过程中可能有重复点，或把分散点合并成一点。 每根柱底加固定支座。  绘制楼板，楼板采用平面内外均受力的板。多边形楼板利用虚梁划成四边形楼，避免运行出现警告。面进行自动生成边线限制 先进行模态分析,检查模型是否有错。 因是隔震结构，填充墙遇到地震并不损坏，所以本模型中再绘制填充墙，墙体在简化过程中厚度不变，调整弹性模量以达到所需设计周期。墙体按面积简化，没有按实际位置考虑，在分析中可能会影响到结构的位移量。