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1、多层钢框架结构基础隔震动力时程分析112郭祥程,范程程,王密林(1.华北水利水电大学,河南郑州450011;2.重庆万泰建设(集团)有限公司,重庆400084)摘要:根据动力学原理和有限元理论,建立多层钢框架unchangedbetweenlayers,theupperstructurepresentsthestate房屋的基础固定和基础隔震结构有限元模型,利用oftheoveralltranslation.SAP2000对模型进行水平方向的地震动力时程分析。分析Keywords:multi-layersteelframestruc
2、ture;baseiso-结果表明,采用基础隔震技术后,多层钢框架结构房屋的lation;finiteelementmethod;seismicresponse;dynamictime水平地震反应明显低于原基础固定结构。其上部结构的自-historyanalysis振周期显著延长,层间剪力和基底剪力大大减小,层间相对位移和楼层加速度远小于基础固定结构且各层基本保持0前言不变,上部结构基本呈现整体平动状态。基础隔震钢框架结构房屋是在上部结构底面和基础顶关键词:多层钢框架结构;基础隔震;有限元法;地震反面之间设置水平刚度很小的隔震层,使
3、结构的周期延长进应;动力时程分析而避开场地的卓越周期,水平位移集中到隔震层,并利用中图分类号:TU352文献标志码:B[1-3]隔震层的较大阻尼来耗散地震能量。文章编号:1672-4011(2016)11-0021-03[3]基础隔震结构的有效性也被无数工程实例所证实。DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2016.11.012目前我国隔震结构主要是多层砌体结构和钢筋混凝土结构,[4]而钢结构隔震建筑相对较少。故本文引用一多层钢框架DynamicTime-historyAnalysisofBaseIsolated
4、结构的工程实例,采用有限元软件SAP2000对基础固定结Multi-layerSteelFrameStructure构和基础隔震结构的地震反应进行动力时程分析,为基础GUOXiangcheng1,FANChengcheng1,WANGMilin2隔震技术在多层和高层钢结构建筑中的应用提供一定的参(1.NorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPow-考依据。er,Zhengzhou450011,China;2.Chongqingwantaiconstruc-1工程概况tion(Gr
5、oup)Co.Ltd,Chongqing400084,China)Abstract:Basedonthedynamicsandfiniteelementtheo-1.1结构概况ry,thefiniteelementmodelsofbase-fixedandbase-isolated某纯钢框架结构实验楼的主体结构为地上5层,总高structureofamulti-layersteelframehouseweresetup,and度为18.3m。平面布置规则,质量和刚度沿高度方向分布thedynamichistoryanalysisof
6、horizontalseismicresponseofthe均匀。抗震设防类别为丙类(标准设防),设防烈度为8度modelswascarriedonusingSAP2000.Theresultsshowthatthe(0.20g),地震分组为第一组,场地类别为Ⅲ类,场地特upperstructure’shorizontalearthquakeresponsesaresignificantly征周期为T=0.45s,结构阻尼比ζ=0.04。glowerthantheoriginalbase-fixedstructure’safteru
7、singbasei-1.2隔震层布置solationtechnology.Thenaturalvibrationperiodoftheupper[5-6]经设计,最终选用型号为GZY400的铅芯橡胶隔structureisdramaticllyprolonged,interlaminarandbaseshear震支座,统一布置在各钢框架柱下,其形心和钢柱截面形decreasegreatly,therelativestoreydisplacementandaccelera-[6-7]心重合。限于篇幅,隔震支座平面布置图省略,隔震tio
8、nisfarlessthanthebase-fixedstructure’s,andalmostremain支座的几何参数和力学性能指标见表1。表1铅芯橡胶隔震支座几何参数和力学性能指标剪切变形50%剪切变形100%剪切变形250%支