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关于在YJK中如何定义消能子结构
1.?消能子结构定义
消能子结构是指与消能部件(由消能器与连接构件组成)直接相连的主体结构构件。消能器与主体结构的连接可以采用多种不同的连接方式。如下图所示,支墩式连接和撑式连接是减震结构中比较常用的两种连接形式。图1和图2中的梁构件和柱构件为消能子结构构件,斜撑和支墩作为连接构件,其设计应参考《建筑消能减震技术规程》(JGJ 297-2013)(以下简称《消规》)中第7章的规定。(通俗来说就是消能部件的一圈框架梁与框架柱)
2.?消能子结构的设计
《消规》第6.4.2条规定,消能子结构中的梁、柱和墙构件宜按重要构件设计(在高规与广东高规中梁柱为关键构件,在导则中梁为重要水平构件,柱为关键构件),并应考虑罕遇地震作用效应和其他荷载作用标准值的效应,其值应小于构件极限承载力。
从《消规》可以看出,消能子结构构件设计时宜作为重要构件,其性能目标要高于消能减震结构中的其他普通构件,目的是为了保证子结构构件不先于阻尼器发生破坏,保证阻尼器能够更充分耗能。但同时也应注意,如果消能子结构设计过强,也会导致阻尼器变形减小,影响阻尼器的耗能,因而消能子结构的设计应该在二者之间找到平衡点。《消规》中消能子结构的构件承载力要求可以表达为《抗规》式M.1.2-4:
其中,SGE为重力荷载代表值的效应,SEK为罕遇地震作用标准值的效应,而Ru为构件极限承载力;
计算上式左侧效应项时,需要考虑罕遇地震作用下阻尼器的刚度变化以及能量耗散,同时也要考虑次要构件进入塑性的刚度降低与能量耗散,因而采用大震弹塑性分析得到的构件内力是比较合适的。计算构件极限承载力Ru时,钢筋强度可以取为最小极限标准值,钢筋强度取为屈服强度的1.25倍,混凝土强度可取为立方强度的0.88倍。
3.?消能子结构YJK软件定义实例
一、工程概况1(执行全国高规下)
本工程地上23层,两层地下室,1-9层层高4.4m,房屋总高度90m,采用粘滞阻尼器减震,结构类型为框剪结构,基本风压0.8kN/m2(50年),抗震设防烈度8度(0.2g),地震分组二组,场地类别Ⅲ类,建筑抗震设防类别乙类。
小震弹性模型+大震子结构极限承载力模型(参数仅适用厂家与设计院配合,阻尼器未建入情况下):
1 将小震模型工程打包出来,作为大震模型使用;
2 大震模型计算参数前处理修改如下图:
(包络大震子结构极限承载力模型的时候,周期折减系数取1,YJK里头大震反应谱特征周期要增加0.05s。如果按弹性方法计算出来的大震子结构截面配筋较大,可以考虑把YJK的罕遇地震影响系数乘以一个弹塑性折减系数,混凝土框架取0.75~0.8,框剪取0.8~0.85,纯剪结构取0.85~0.9,用这个折减系数来考虑大震下弹塑性损伤刚度折减(少量)、塑性铰附加阻尼耗能、阻尼器附加耗能等等有利情况。但这个方法只能大概等效,作为一种子结构截面预先设计,减少模型往返调整的次数。)
注:图中结构抗震性能水准可按全国高规表3.11.1,3.11.2进行宏观判别(由设计人员依据具体项目与审图商量选择)
附规范表:
高规3.11.3条:不同抗震性能水准的结构可按下列规定进行设计:
1 第1性能水准的结构,应满足弹性设计要求。在多遇地震作用下,其承载力和变形应符合本规程的有关规定;在设防烈度地震作用下,结构构件的抗震承载力应符合下式规定:
?2 ?第2性能水准的结构,在设防烈度地震或预估的罕遇地震作用下,关键构件及普通竖向构件的抗震承载力宜符合式(3.11.3-1)的规定;耗能构件的受剪承载力宜符合式(3.11.3-1)的规定,其正截面承载力应符合下式规定:
?3 ?第3性能水准的结构应进行弹塑性计算分析。在设防烈度地震或预估的罕遇地震作用下,关键构件及普通竖向构件的正截面承载力应符合式(3.11.3-2)的规定,水平长悬臂结构和大跨度结构中的关键构件正截面承载力尚应符合式(3.11.3-3)的规定,其受剪承载力宜符合式(3.11.3-1)的规定;部分耗能构件进入屈服阶段,但其受剪承载力应符合式(3.11.3-2)的规定。在预估的罕遇地震作用下,结构薄弱部位的层间位移角应满足本规程第3.7.5条的规定。
?4 ?第4性能水准的结构应进行弹塑性计算分析。在设防烈度或预估的罕遇地震作用下,关键构件的抗震承载力应符合式(3.11.3-2)的规定,水平长悬臂结构和大跨度结构中的关键构件正截面承载力尚应符合式(3.11.3-3)的规定;部分竖向构件以及大部分耗能构件进入屈服阶段,但钢筋混凝土竖向构件的受剪截面应符合式(3.11.3-4)的规定,钢-混凝土组合剪力墙的受剪截面应符合式(3.11.3-5)的规定。在预估的罕遇地震作用下,结构薄弱部位的层间位移角应符合本规程第3.7.5条的规定。
?5 ?第5性能水准的结构应进
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