2-midas Gen减隔震分析设计

减隔震分析—边界非线性分析
• 边界条件（阻尼器/隔震支座）
• 动力时程荷载（地震波） • 非线性荷载工况
非线性分析 （动力弹塑性分析）
减隔震边界条件设置 时程荷载工况设置 隔震设计方法
边界条件设置
菜单：边界→连接→一般连接
减震：粘弹性消能器、滞后系统； 隔震：铅芯橡胶支座、摩擦摆隔震装置
➢ 一般连接特性值
地区 芦山县 宝兴县 雅安市 天全县 邛崃市
设防烈度 7度半 8度 7度 7度半 7度
雅安地震实测烈度 6度~9度 6度~8度 6度~8度 6度~8度 6度~8度
部分地区实测烈度高于本地区抗震设防烈度
1、隔震结构设计
分部隔震设计方法：上部结构、隔震层、下部结构、基础
规范要求:《抗规》12.1.3 • 建筑结构采用隔震设计时应符合下列各项要求： • 结构高宽比宜小于4，变形特征接近剪切变形； • 建筑场地宜为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类，并应选用稳定性较好的基础类型； • 风荷载和其它非地震作用的水平荷载标准值产生的总水平力不宜超过结构总
1.减震
➢ 粘滞阻尼器 粘弹性消能器-Maxwell模型
dd
f N1
db
cd
kb
f N2
只提供阻尼，不提供刚度 参考速度v0：1.0（将单位设为kN-m） 连接弹簧刚度：如无，输入较小值 阻尼指数s：
s=1: 线性 s<1: 非线性
➢ 粘弹性阻尼器-Kelvin模型
dd
cd
f
kd N1
f N2
1. 阻尼系数Cd已经归一化； 2. 阻尼指数s ：一般为0.2-1.0；
➢ 抗规12.3.3条 － 总刚度：结构刚度+有效刚度 － 总阻尼比：结构阻尼比+有效阻尼比 （多遇和罕遇地震分别计算） － 规范方法：Fra Baidu bibliotek行解耦的方式与midas的方式相同
三种方法对比
抗震 一个模型
反应谱、时程
减震 两个模型
设阻尼器，时程分析， 弹塑性分析
抵抗地震 吸收和消耗地震能量
隔震 两个模型 设隔震支座，时程分析 隔离地震（竖向地震）
消能减震装置的非线性参数
➢ 粘弹性阻尼器非线性特性值
厂家提供的参数： -消能器刚度Kd -消能器阻尼:Cd - 阻尼指数: S（0.2～1.0)，越小越好
S=1时为线性阻尼器
厂家不提供的参数： -参考速度: 该参数为计算方便输入值
阻尼系数按厂家提供的单位 输入时，参考速度输入1.0
弹簧器刚度kb：与阻尼器串联的弹簧刚度 没有时不用输入
铅芯橡胶隔震支座、摩擦摆隔震支座等；
减震
➢北京汽车产业研发基地-北京院 张胜等
大震弹塑性时程分析 无阻尼器最大位移：206mm 有阻尼器最大位移：53mm
减震
➢武汉保利广场-中南院 李霆等
BRB 小震下不屈服，以保证正常使用阶段的结构刚度 中、大震作用下，BRB 屈服耗能，保护连体构件。
减震
➢北京奥林匹克多功能演播塔-东南大学 黄瑞新等
在建筑减震和隔震中的应用
北京迈达斯技术有限公司
目录
• 什么是减隔震设计？ • 减隔震设计的规范要求？ • midas Gen中减隔震分析设计流程？
建筑结构抗震
三种抗震方法 抗震：由建筑结构来直接抵抗地震——硬碰硬
满足承载力及变形要求； 减震：设置消能构件以吸收和消耗地震能量——雪中送炭
粘弹性/摩擦型/金属屈服型阻尼器、调谐质量阻尼器等； 隔震：设置隔震支座，以减小传到上部结构的地震作用——釜底抽薪
支承式TMD
悬吊式TMD
加速度减震率30.5%
速度减震率46.0%
隔震
北京防震减灾中心-北京市院 孙惠敏等
➢主楼地上共8层，裙房3层，地下2层，采 用框架-剪力墙结构；
➢主楼地上结构采用隔震设计，裙楼采用 常规的抗震设计，因此在主楼与裙房之间 设有防撞缝。
➢ 隔震层位置：首层以下，地下一层以上
建筑结构抗震
Internal force (z)
Internal force(z)
1 0.75 0.5 0.25 0 -0.25 -0.5 -0.75 -1
-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2
Deformd ation(d) α=0.1 , β=0.9
3
2
1
0 -1
-2
-3 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 d
重力的10%； • 隔震层应提供必要的竖向承载力、侧向刚度和阻尼，穿过隔震层的设备配管、
配线，应采用柔性连接或其他有效措施以适应隔震层的罕遇地震水平位移。
1、隔震结构设计
操作流程： 应用“水平向减震系数”设计上部结构，具体流程如下： 1）对无隔震结构进行线性时程分析得到层剪力； 2）对有隔震结构进行非线性时程分析得到层剪力； 3）计算水平向减震系数β，对多层建筑，为按弹性计算所得的隔震与非隔震各层
➢线性特性值： 用于特征值分析、静力分析、 反应谱分析、弹性时程分析等
有效刚度：需要通过试算获得， 初始值可输入弹性刚度； 有效阻尼：不是有效阻尼比， 是与阻尼器并联的阻尼的有效 阻尼系数，可不输入，在组阻 尼中输入；
➢ 一般连接特性值 DX DY DZ RX RY RZ 一般连接实际上可理解为一根梁单元 轴向是X向，剪切是Y、Z向
位于抗震设防烈度8度及以上地震高烈度区、 地震重点监视防御区域或地震灾后重建阶段的 新建3层（含三层）以上学校、幼儿园、医院 等人员密集公共建筑，应优先采用减隔震技术 进行设计。
鼓励重点设防类、特殊设防类建筑和位于抗震 设防烈度8度（含8度）以上地震高烈度地区的 建筑采用减隔震技术。对抗震安全性和使用功 能有较高需求的标准设防类建筑提倡采用减隔 震技术。
层间剪力的最大比值，对高层建筑，尚应计算隔震与非隔震各层倾覆力矩的 最大比值，并与层间剪力的最大比值相比较，取二者较大值； 4）修正无隔震结构的αmax ，隔震后水平地震影响系数最大值αmax1=βαmax/ψ
2、消能减震结构设计
➢反应谱分析方法 － 利用有效刚度、有效阻尼 － 利用组阻尼功能，根据应变能原理计算各振型阻尼
1.减震
➢ 金属屈服型阻尼器 原理： （1）金属屈服强度小于主体结构
金属屈服以后具有较好的滞回性能
（2）小震下保持弹性，具有承载能力 大震下首先屈服耗能
常用：软钢阻尼器、铅阻尼器、合金阻尼器 模拟方法： 滞后系统（wen塑性模型 ）
1.减震
➢ 金属屈服型阻尼器-滞后系统
Internal zforce (z)