某砖混结构隔震设计研究与有限元分析.pdf

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1、２０１６年第１０期（总第１８７期）江西建材建筑与规划设计某砖混结构隔震设计研究与有限元分析■王雷，王兵■河北鸿筑源科技有限公司，河北石家庄０５００００摘要：通过对某砖混结构进行建筑隔震设计，利用有限元软件ＥＴＡＢＳ建立了三维计算模型，研究并分析该砖混结构在设防地震作用下隔震前后结构的周期和隔震与非隔震层间剪力比，以及在罕遇地震作用下隔震层的最大水平位移。计算结果表明：砖混结构在设防地震（中震）作用下，采用隔震技术后，结构的周期明显延长，且满足相关规定要求，隔震结构层剪力与非隔震结构层剪力相比满足计算

2、要求；结构在罕遇地震下，隔震层最大位移满足支座最大容许位移的要求。关键词：砖混结构隔震设计有限元分析１建立隔震结构有限元计算模型１．１工程抗震设防参数某工程为砌体结构形式，楼层数为地上４层，局部５层，地下一层，建筑结构高度１８９ｍ，宽１５０ｍ，高宽比１２６。根据《建筑抗震设防分［１］类标准》ＧＢ５０２２３－２００８，本工程为标准设防，丙类建筑，抗震设防烈度为８度，设计基本地震加速度峰值０２ｇ，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，场地特征周期为０３５ｓ。１．２有限元模型本工程使用大型有限元

3、软件ＥＴＡＢＳ建立隔震与非隔震结［２］构模型，并进行计算与分析。本结构模型由ＰＫＰＭ建立模型得到。ＥＴＡＢＳ所建模型如图１所示。图２选用地震波时程曲线１．３地震波输入层间剪力及其比值见表４。根据《建筑抗震设计规表４－１Ｘ向—非隔震与隔震结构基底剪力及剪力比［３］范》（ＧＢ５００１１－２０１０）５１２非隔震结构层隔震结构层间隔震与非隔震条的规定，本工程选取了实际２间剪力（ｋＮ）剪力（ｋＮ）层间剪力比条强震记录和１条人工模拟加楼Ｘ向Ｘ向Ｘ向图１隔震结构有限元模型层速度时程，３条时程曲线如图２最大天然

4、天然天然天然天然天然值所示。ＲＥＮ１波１波２ＲＥＮ１波１波２ＲＥＮ１波１波２表２时程信息－１（隔６６３４５８１６４８２５２２１０２１８８１１７１０３３３０３７６０２４０３７６峰值设防地震采用罕遇地震采用震层）时程时程采集布点加速度地震加速度最地震加速度最简称全称间隔数量（ｃｍ／ｓ２）大值（ｃｍ／ｓ２）大值（ｃｍ／ｓ２）表４－２Ｙ向—非隔震与隔震结构基底剪力及剪力比ＲＥＮ１ＲＺＣ１７７０１００４００００２２１３６４非隔震结构隔震结构隔震与非隔震层间剪力（ｋＮ）层间剪力（ｋＮ）层间剪力比天然波

5、１ＥＬＣＥＮＴＲＯ３４１７１００４００００２２６８８楼Ｙ向Ｙ向Ｙ向天然波２ＮＯＲＴＨＲＩＤＧＥＰ８４７１００４００００２３０００层最大天然天然天然天然天然天然值１．４隔震支座布置ＲＥＮ１波１波２ＲＥＮ１波１波２ＲＥＮ１波１波２本工程项目采用橡胶隔震支座，根据《建筑抗震设计规范》１２２３１（隔５７９２６５７０６５７３２１６５２０６３１２７４０３７３０３１４０１９３０３７３－１、２、３条来确定产品参数和平面位置。震层）２设计基本地震加速度作用下结构反应对比说明：层剪力比为隔震结构层间剪

6、力最大值比非隔震结构层间剪力最大值。中震作用下，隔震与非隔震结构的周期对比见表３，《叠层橡胶支根据表４－１、４－２可得隔震层以上结构在隔震前后，该工程结构［４］座隔震技术规程》规定：隔震房屋两个方向的基本周期相差不宜超的层间剪力及其比值的平均值的最大值为０３７６，根据《建筑抗震设计过较小值的３０％。规范》第１２２５条，计算得到隔震后水平地震影响系数最大值为αｍａｘ１表３隔震前后结构的周期＝β·αｍａｘ／ψ＝０．３７６０·０．１６／０．８＝０．０７５。综合考虑后，上部结构设振型ＥＴＡＢＳ前（ｓ）

7、ＥＴＡＢＳ后（ｓ）两方向差值（％）计隔震后水平地震影响系数最大值为００８０。３罕遇地震下隔震层层间位移１０３８４１３４９罕遇地震作用下，隔震结构隔震层的最大水平位移采用时程分析２０３０３１２９６０．４方法，隔震层的最大水平位移１０５ｍｍ＜０５５Ｄ＝２２０ｍｍ（Ｄ为隔震支座３０２７０１２２６的最小直径，本项目采用的橡胶隔震支座最小直径为４００ｍｍ）及３Ｔｒ＝４１４ｍｍ（Ｔｒ为隔震支座的最小橡胶层总厚度）中的较小值，隔震层最大由表３可知，采用隔震技术后，结构的周期明显延长，且满足相关位移

8、满足支座最大容许位移的要求。规定要求。·４２·４结论［２］韩学川，王兴国，葛楠，屈华静．基于ＥＴＡＢＳ软件隔震结构地震响应由以上分析可知：（１）采取隔震措施后，结构基本周期有显著延长分析计算［Ｊ］．河北理工大学学报（自然科学版），２０１２，３４（１）：９０－效果，并且满足相关规范规定。（２）结构在基本地震加速度下，层间剪９４．力及其比值的平均值的最大值为０３７６，根据规范规定计算得到，上部［３］ＧＢ５００１１－２０１０《建筑抗震设计规范》［Ｓ］．北京：中国建筑工业出