隔震结构PKPM设计方法研究.pdf

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1、张佳琳等：隔震结构PKPM设计方法研究隔震结构PKPM设计方法研究张佳琳，张富有，一，顾明，张华(1．河海大学教育部岩土与堤坝重点试验室．南京210098；2．河海大学防灾减灾工程与防护工程科学研究所．南京210098】【摘要】利用PKPM软件实现隔震结构的设计对隔震技术的推广具有重要意义。PKPM软件作为国内工程设计最主要软件，目前还不能直接用于隔震结构的设计。本文提出一种合理的替代橡胶隔震支座的简化构件模型。利用PKPM软件建立了隔震层上部结构模型、隔震层顶板、顶板下橡胶隔震支座的合理简化计算模型，得

2、出了上部结构的内力。在输入地震动相同的前提下，与ETABS软件计算的隔震结构内力进行比较，结果较为吻合，证明了简化力学模型是合理的，实现了利用PKPM软件进行隔震结构设计时隔震层顶梁板及上部结构的配筋。【关键词】PKPM软件；隔震结构设计；橡胶隔震支座；ETABS软件【中图分类号】TU352．12【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2014)07—0o69—030引言国内外地震实例及研究表明，在建筑物适当部位设置叠层橡胶隔震支座，在遭受地震作用时，可以明显有效地提高建筑的抗震能力⋯。基础隔震结

3、构的计算，在2010版GB50011—2010(建筑结构抗震设计规范》(以下简称“抗规”)中一般要求采用时程分析法，目前多采用ETABS或SAP2000等软件计算，但这些都是国外的计算软件，很难做到按中国规范自动复抗震结构水平向地震作用隔震结构水平向地震作用核，国内设计人员也不好掌握，造成隔震建筑的推广(a)困难。国内设计院基本采用PKPM进行结构的设计，隔震后，对上部结构的配筋设计复核是采用减震系数图l抗震结构与隔震结构水平向地震作用对比图的概念按常规抗震结构进行的，这与实际情况存在一些差异。首先，按减

4、震系数对输入地震进行折减后按用PKPM软件建立了隔震层上部结构模型、隔震层顶常规结构计算上部结构的地震作用同抗震结构，竖向板、顶板下橡胶隔震支座的合理简化计算模型，得出分布近似为倒三角形，如图1(a)所示，而原隔震结构上部结构的内力，与ETABS软件计算的隔震结构内力实际水平地震作用竖向分布则近似为矩形，如图1(b)进行比较，结果较为吻合，证明了简化力学模型是合所示。虽然两者不符，但通常认为这种方法计算得出理的，从而实现了利用PKPM软件进行隔震结构设计的底部水平地震作用偏大，设计结果偏于安全，这也时隔震

5、层顶梁板及上部结构的配筋。是目前使用较多的软件设计方法。但对于高宽比相1隔震层设计对较大，结构形式相对复杂的结构，当采用该方法设隔震层的设计主要是隔震支座的参数选取以及计时，各层水平地震作用与实际隔震结构对比偏差较布置。根据“抗规”12．2．3规定，隔震支座的参数选取大，不宜采用；其次，对于隔震层顶层楼盖体系，规主要考虑两个因素，其一，隔震支座的平均竖向压应范只作出了一些原则性的规定，如隔震支座相关部位力不应超过容许值；其二，罕遇地震下隔震层的水平应采用现浇混凝土梁板结构，现浇板厚度不应小于位移不应超过限

6、值。根据“抗规”12．2．4规定，橡胶隔160mm；梁板的刚度和承载力，宜大于一般楼盖的梁板震支座应设置在受力较大的位置，对于框架结构来刚度和承载力，但对如何配筋计算并没有进一步的说，通常设置在底层柱底，间距不宜过大，其规格、数明确说明；因此，研究合理的力学简化模型，利用PK．量和分布应根据侧向刚度、阻尼和竖向承载力的要求PM软件直接对隔震结构进行计算，从而得到隔震层通过计算确定。在罕遇地震下，隔震层应保持稳定，顶梁板的内力，值得进一步的研究。不宜出现不可恢复的变形。通常情况下，采用铅芯橡因此，本文提出一

7、种更加合理的替代橡胶隔震支胶支座与天然橡胶支座组合是不错的选择，既能符合座的简化计算模型，在输入地震动相同的前提下，利隔震要求又能减少预算，经济合理。布置的基本原则70低温建筑技术2014年第7期(总第193期)是将刚度大、阻尼比大的铅芯橡胶隔震支座放在四M=1／3周，一方面能增强结构的抗扭能力，另一方面又能为结构提供最有效的耗能。2隔震支座的构件模型简化在PKPM软件的常用PMCAD模块中，并没有设一水水置橡胶隔震支座构件，无法直接进行添加，这影响了H1mo=213我国大多数设计人员对隔震设计方法的掌握

8、，因此，胀(a)利用PKPM进行隔震结构计算时需要对隔震层进行等图2反弯点位置效的特殊处理。水平刚度；E为构件弹性模量，可以取混凝土的弹性模2．1简化原则为了方便，可以采用钢筋混凝土柱这种构件来代量；为等效柱截面的惯性矩。替隔震支座，但要求所选的钢筋混凝土柱的水平刚考虑到橡胶支座多为圆形截面，为了统一，等效度、阻尼比应该与隔震层橡胶隔震支座的力学参数等柱截面同样取圆形，圆形截面的惯性矩，=Ird4／64，d效，并应使其对周边的