SAP2000下简单结构隔震设计
sap2000桥梁抗震设计中文版

5-3
5.4 非线性材料属性定义
5-6
5.4.1 混凝土非线性材料属性定义
5-6
5.4.2 钢非线性材料属性定义
5-8
5.5 塑性饺选项
5-9
能力位移分析
6.1 SDC B 和 C 的位移能力
6-2
6.2 SDC D 的位移能力
6-3
6.3 Pushover 结果
6-6
需求/能力比
7.1 D/C 比
1-12
图 1-14 桥对象数据对话框 桥跨数据用于定义跨长度和桥墩位置。使用 修改/显示 指定>桥跨横隔板 命令,相交横隔板也可以包含在桥模型中。本例中没有使用正交横隔 板。
1.7.1 桥台属性指定
桥台开始和结束指定使用桥对象桥台指定对话框定义,如图 1-15。如果 桥台斜交,桥台支承方向可以指定一个角。横隔板也可以添加到桥台。 通过在下部结构指定框选择‘桥墩属性(Bent Property)’,桥台可以使 用桥墩建模。选择后,有一个选项可以从已定义的桥墩属性列表中选择 相应的属性定义。
集成化的通用结构分析与设计软件
SAP2000®
桥梁抗震设计
北京金土木软件技术有限公司
Computers and Structures, Inc. Berkeley, California, USA
北京市首体南路 9 号主语国际 2 号楼 中国建筑标准设计研究院 100048
Version 14 2009-06
1-1
使用 SAP2000/Bridge™进行自动桥梁抗震设计八个步骤 1-2
第 1 步 建立桥梁模型
1.1 模型
本章描述使用 SAP2000/Bridge 建立桥梁结构抗震设计需求的第 1 步。假 定用户熟悉程序中关联桥梁对象。只有建模中涉及到的部分在本章介 绍。本手册中的 SAP2000/Bridge 模型包含在光盘中。 AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design 中描述,这 个桥中抗震类别为 Type 1 – 下部结构延性、上部结构基本弹性设计。这 意味着设计中必须包含塑性铰。
结构动力学、抗震计算与sap2000应用

一、结构动力学的基本概念结构动力学是研究结构在受到外力作用时的振动特性和响应行为的学科。
在工程领域中,结构动力学是十分重要的一门学科,它可以帮助工程师更好地理解和预测建筑物或桥梁等结构在地震、风荷载等外部作用下的动力响应,从而保障结构的安全性和稳定性。
二、抗震计算的重要性抗震计算是指针对地震荷载对结构造成的影响进行计算和分析,以便对结构进行合理的设计和加固。
地震是一种破坏性极大的自然灾害,对建筑物和桥梁等工程结构造成的影响可能会导致严重的损坏甚至倒塌,因此抗震设计和抗震计算是所有工程结构设计中至关重要的一环。
在抗震设计中,对结构进行合理的抗震计算可以帮助工程师充分了解结构的受力情况,从而选择合适的结构材料和设计方案,确保结构在地震发生时能够充分发挥其抗震性能,保障人员生命财产安全。
三、SAP2000应用于结构动力学与抗震计算中SAP2000是一款由美国Computers and Structures, Inc.开发的结构分析和设计软件,其功能强大、使用方便,广泛应用于建筑结构的静力分析、动力分析和抗震设计等方面。
1. 静力分析在结构设计过程中,静力分析是首先需要进行的一项工作。
SAP2000可以根据结构的几何形状和受力情况,对结构进行荷载分析,包括重力荷载、风荷载、雪荷载等,帮助工程师确定结构的荷载作用情况,为后续的动力分析提供基础数据。
2. 动力分析SAP2000可以进行结构的动力分析,针对结构在地震、风等动力荷载下的振动特性进行计算和分析。
它可以帮助工程师得到结构的振动频率、振型和动力响应等重要参数,为结构的抗震设计提供科学的依据。
3. 抗震设计作为一款专业的抗震设计软件,SAP2000可以根据结构的抗震需求,进行地震荷载下的结构分析和设计。
它可以自动计算结构在地震作用下的受力情况,为工程师提供合理的设计方案,以确保结构在地震发生时能够具备良好的抗震性能。
四、结语结构动力学和抗震计算作为工程领域中重要的学科和技术,对建筑、桥梁等工程结构的安全性和稳定性起着关键的作用。
隔震设计分析及隔震结构变形缝设置探讨

隔震设计分析及隔震结构变形缝设置探讨贾莉;安海玉;张锡治【摘要】为研究隔震结构设置对整体结构抗震性能的影响,以实际工程中四川卧龙一贯制学校中学部教学楼结构隔震设计为例,采用SAP2000软件对结构进行整体非线性动力时程分析,在多遇地震和罕遇地震作用下对隔震结构和非隔震结构进行对比分析.分析结果表明:多遇地震作用下隔震结构的层间剪力、加速度和层间位移较非隔震结构均有大幅度降低,其中X向、Y向最大层剪力分别降低了78%,和79%,;X向、Y向楼层最大加速度分别降低了60%,和52%,;X向、Y向最大层间位移分别降低了75%,和85%,.此外,罕遇地震作用下设置隔震结构也能明显减小结构的地震反应,改善结构的抗震性能.同时还对隔震结构变形缝的设置进行了探讨,为相关工程提供参考.%In order to investigate the effect of isolation structure design on the seismic performance of the overall structure,comparative analysis of the isolated structure and non-isolated structure under frequent and rare earth-quakes has been conducted,which is based on the isolation design for middle school teaching building of Sichuan Wolong consistent system. The nonlinear dynamic history analysis of the whole structure has been carried out by means of the softwareSAP2000. According to the analysis results,the interlayer shear,acceleration and interlayer drift of isolation building are considerably smaller than the non-isolated structure under frequent earthquake. The larg-est interlayer shears ofX direction andY direction have reduced by 78%, and 79%,,the largest accelerations ofX di-rection andY direction have reduced by 60%, and 52%, and the largest interlayer drifts ofX direction andY direction havereduced by 75%, and 85%,,respectively. Besides,the isolated structure could significantly reduce the seismic response and improve the seismic performance of the structure under rare earthquake as well. In addition,the set of deformation joint for isolation structure has been discussed,which can provide a reference for related engineering.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2015(000)0z1【总页数】10页(P81-90)【关键词】隔震设计;变形缝;地震反应【作者】贾莉;安海玉;张锡治【作者单位】天津大学建筑工程学院,天津 300072; 天津大学建筑设计规划研究总院,天津 300073;天津大学建筑设计规划研究总院,天津 300073;天津大学建筑工程学院,天津 300072; 天津大学建筑设计规划研究总院,天津 300073【正文语种】中文【中图分类】TU318随着现代科技的迅猛发展,隔震技术被广泛应用于建筑结构和桥梁中[1].在桥梁之中,除了研究较为成熟的被动控制,还可以通过采用适当的半主动控制来有效降低桥梁的地震响应,由于这种技术优点突出,也成为结构振动控制领域的研究热点[2-6].在建筑中采用的隔震技术主要分为地基隔震、基础隔震和上部结构隔震等,其中基础隔震是目前工程中应用最多的一种减震控制技术.基础隔震的原理是在建筑上部结构与基础之间设置隔震层来隔离地震能量,即在房屋底部设置由橡胶隔震支座和阻尼器等部件组成的隔震层,以延长整个结构体系的自振周期,增大阻尼,减少输入上部结构的地震能量,达到预期抗震要求.基础隔震的概念最早由日本的河合浩藏于1881年提出,随后德国、英国、新西兰等学者相继提出了类似思想,1921年日本东京建成了最早的隔震建筑——帝国饭店.近几十年来,随着地震工程的发展,大量强震纪录的积累,大型试验设备的研制成功,特别是适用隔震元件的开发取得了重大进展,基础隔震技术已渐渐从理论探索、试验研制阶段发展到了示范应用和推广使用阶段.近年来,我国对房屋基础隔震技术的研究、开发和试点工作的重点也从摩擦滑移隔震机械转到隔层橡胶垫机构,叠层橡胶垫隔震系统已成为隔震技术应用的主流.本文对四川卧龙一贯制学校中学部教学楼结构进行基础隔震设计,并分别采用等效侧力法和时程分析法对隔震结构和非隔震结构进行了对比分析,提出了隔震层的连接构造措施和隔震支座的施工维护要求.四川卧龙一贯制学校中学部教学楼为钢筋混凝土框架结构,框架抗震等级为一级.建筑面积4,383,m2,主体结构长68.5,m,宽49.2,m,总高度15.154,m.地上2层,局部3层,层高3.9,m,顶层局部5.6,m.由于整个平面凹凸不规则,因此设置防震缝,将建筑物分成4个规则独立的结构单元.主体结构采用钢筋混凝土框架体系,柱截面为500,mm× 600,mm,框架梁截面为300,mm×750,mm,次梁截面为250,mm×500,mm;楼盖采用梁板结构,板厚不小于100,mm.场地类别Ⅱ类,抗震设防烈度8度,场地特征周期0.35,s.教学楼采取隔震设计以提高建筑物的抗震性能,隔震层设置于±0.000,m标高,采用梁板结构,板厚150,mm,且双层双向配筋.隔震层作为上部框架柱的嵌固端通过上支墩与隔震支座进行连接,支墩高度与梁高相同.基础采用钢筋混凝土柱下独立基础,选碎、卵石层作为基础持力层.由于持力层标高起伏较大,因此基础埋深随持力层的变化而分区域变化.基础上设置下支墩,用于安装隔震支座,并在接近支墩顶标高的位置设置基础连系梁,以减小隔震支座对支墩及基础产生的剪力和弯矩.隔震层、隔震支座和隔震构造如图1所示.2.1 隔震支座布置隔震层设置在基础与上部结构之间,隔震支座的布置如图2所示.2.2 隔震支座选型根据GB 50011—2001《建筑抗震设计规范》(2008版)、JG 118—2000《建筑隔震橡胶支座》和CECS 126∶2001《叠层橡胶支座隔震技术规程》的规定,计算隔震层各橡胶隔震支座在永久荷载和可变荷载组合作用下的竖向平均压应力设计值[7-9],并进行罕遇地震作用下的拉应力验算.最终选用普通橡胶隔震支座GZP400、GZP500、GZP600和铅芯橡胶隔震支座GZY400、GZY500、GZY600,隔震支座选型及数量汇总如表1所示,力学性能如表2所示.2.3 各结构单元单独隔震分析对教学楼1号~4号结构单元进行单独分析,计算了隔震层的等效刚度和等效阻尼比等参数,对多遇地震时隔震结构和非隔震结构的基底剪力进行了计算对比,并对罕遇地震时隔震结构隔震层的水平位移进行了验算,计算结果如表3~表14所示.2.3.1 1号单体结构分析1号单体结构的隔震层计算参数、多遇地震时上部结构基底剪力计算分析以及罕遇地震时上部结构基底剪力和隔震层最大水平位移验算分别如表3~表5所示.表中:Qy为屈服力;Kd为屈服后刚度;Ke为等效刚度;G为重力荷载代表值;Kh为隔震层水平刚度;T1为基本周期;Tg为场地特征周期;ξ 为等效阻尼比;α 为地震影响系数;Fek为基底总剪力;D为隔震层位移;Dr为考虑扭转的隔震层位移;[D]为隔震层位移限值.2.3.2 2号单体结构分析2号单体结构的隔震层计算参数如表6所示;多遇地震时上部结构基底剪力计算对比如表7所示;罕遇地震时上部结构基底剪力和隔震层最大水平位移验算见表8.2.3.3 3号单体结构分析3号单体结构的隔震层计算参数如表9所示;多遇地震时上部结构基底剪力计算分析如表10所示;罕遇地震时上部结构基底剪力和隔震层最大水平位移验算见表11.2.3.4 4号单体结构分析4号单体结构的隔震层计算参数如表12所示;多遇地震时上部结构的基底剪力计算对比如表13所示;罕遇地震时上部结构的基底剪力和隔震层最大水平位移验算见表14.2.4 隔震层方案讨论由以上计算结果可以得到多遇地震作用下,隔震结构与非隔震结构最大基底剪力比为0.448,可见隔震结构的基底剪力至少降低55%,;上部结构设计中水平减震系数取0.75.罕遇地震作用下,隔震结构隔震层最大水平位移192,mm,满足位移限值要求.如果按照每个结构单元分别进行隔震设计,则两相邻结构单元间必须留设隔离缝,缝宽不小于两单元最大位移之和,即两单元间缝宽至少420,mm,这样会给结构布置、建筑形象和使用功能带来非常大的影响.如果隔震层连成一个整体,在隔震层以上设置防震缝,缝宽只需100,mm,不利条件是形成隔震层为刚性底盘的多塔楼结构,受力较独立单元复杂.综合考虑,本工程采用整体隔震层方案.3.1 分析模型参数采用SAP2,000软件对结构进行整体非线性动力时程分析.输入地震波采用BCJ、ElNS、TAFT、SFNS共4条波,其反应谱曲线如图3所示.根据规范要求,对地震波的加速度峰值进行调整,多遇地震时取70,gal,罕遇地震时取400,gal.铅芯橡胶隔震支座、天然普通橡胶支座的计算恢复力模型分别采用Bounc-wen模型和线性模型,如图4所示.三维抗震结构计算模型及三维隔震结构计算模型如图5和图6所示;三维抗震结构及三维隔震结构的主振型如图7和图8所示.由模态分析可知,隔震结构基本周期T1=1.741,s,约为非隔震结构基本周期T1=0.616,1,s的2.83倍,可见采用基础隔震技术大大延长了结构体系的自振周期.采用时程分析法对多遇地震时隔震结构和非隔震结构的楼层剪力、楼层最大加速度和楼层层间位移进行了对比分析[10-11],计算结果如表15~表20和图9~图11所示.对罕遇地震时隔震结构的楼层剪力和楼层最大加速度进行了计算,并验算了隔震结构的楼层层间位移和层间位移角.计算结果如表21~表28所示.3.2 多遇地震下计算结果1) 楼层剪力隔震结构与非隔震结构底层的剪力对比如图9所示.多遇地震时X向和Y向楼层剪力对比分析如表15和表16所示.2) 楼层最大加速度多遇地震时X向、Y向楼层最大加速度对比分析如表17和表18所示.隔震结构与非隔震结构顶层加速度对比如图10所示.3) 楼层层间位移多遇地震时X向、Y向楼层层间位移对比分析如表19和表20所示.隔震结构与非隔震结构底层层间位移对比如图11所示.3.3 罕遇地震下计算结果1) 楼层剪力罕遇地震时X向和Y向楼层剪力对比分析如表21和表22所示.2) 楼层最大加速度罕遇地震时X向和Y向楼层最大加速度对比分析如表23和表24所示.3) 楼层层间位移罕遇地震时X向和Y向楼层层间位移对比分析如表25和表26所示.4) 楼层层间位移角罕遇地震时X向和Y向楼层层间位移角对比分析如表27和表28所示.由时程分析法得到多遇地震作用下,隔震结构与非隔震结构的最大层剪比X向、Y 向分别为0.22、0.21,最大楼层加速度比X向、Y向分别为0.40、0.48,最大楼层层间位移比X向、Y向分别为0.25、0.15,因此,隔震结构在地震作用下的地震反应大大降低,结构的安全度得到提高.罕遇地震作用下,隔震层位移均值X向、Y向分别为143.72,mm、136.01,mm,满足《建筑抗震设计规范》GB 50011—2001(2008年版)12.2.6条款关于隔震层位移限值要求(本项目最小限值为220,mm),隔震层最大位移满足支座最大容许位移的要求.同时,隔震支座未出现拉应力.罕遇地震作用下,上部结构最大层间位移角均值X向、Y向分别为1/615、1/737,隔震结构的层间位移角满足GB 50011—2001《建筑抗震设计规范》(2008版)及CE CS 126∶2001《叠层橡胶支座隔震技术规程》关于框架结构层间弹塑性位移角限值的要求,并且结构基本保持弹性.通过分析可以看出,整体隔震层方案与独立单元隔震层方案相比,隔震效果同样明显,并且结构抗扭性能更好,罕遇地震作用下隔震支座位移更小,同时,上部结构亦能基本保持弹性,大底盘多塔楼的复杂体型并没有对结构带来不利影响.通过对比分析隔震结构与非隔震结构的基底剪力、楼层剪力、楼层加速度、层间位移等地震反应,发现隔震结构能明显减小结构的地震反应,从而证明本隔震结构减震效果良好.隔震层作为整体大底盘,变形缝只在上部结构设置的方案是合理可行的.通过隔震,使结构抗震设防水准高于普通抗震结构,使得该建筑物既有效地保护了未成年人的安全,又可作为震后避难场所.【相关文献】[1]许杰,黄永林,赵蕊. 隔震建筑概念设计的基本问题[J]. 防灾减灾工程学报,2003,23(2):106-110. Xu Jie,Huang Yonglin,Zhao Rui. Basic problems in conceptual design of seismic isolation building[J]. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2003,23(2):106-110(in Chinese).[2]孙松建,姜南,李忠献. 强震作用下连续梁桥多墩联合半主动控制[J]. 天津大学学报:自然科学与工程技术版,2014,47(7):570-576. Sun Songjian,Jiang Nan,Li Zhongxian. Continuous beam bridge multi-pier joint semi-active control under strong earthquake[J]. Journal of Tianjin University:Science and Technology,2014,47(7):570-576(in Chinese). [3]李忠献,岳福青,周莉. 城市隔震高架桥梁地震反应的半主动控制[J]. 土木工程学报,2007,40(1):42-48. Li Zhongxian,Yue Fuqing,Zhou Li. Semi-active control on seismic responses of vibration-insulated urban elevated bridges[J]. China Civil Engineering Journal,2007,40(1):42-48(in Chinese).[4] Sahasrabudhe S S,Nagarajaiah S. Semi-active control of sliding isolated bridges using MR dampers:An experimental and numerical study[J]. Earthquake Engineering and Structural Dynamics,2005,34(8):965-983.[5] Loh C H,Wu L Y,Lin P Y. Displacement control of isolated structures with semi-active control devices [J]. Journal of Structural Control,2003,10(2):77-100.[6] Erkus B,Abe M,Fujino Y. Investigation of semi-active control for seismic protection of elevated highway bridges[J]. Engineering Structures,2002,24(3):281-293. [7] GB 50011—2001 建筑抗震设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2008. GB 50011—2001 Code for Seismic Design of Buildings [S]. Beijing:China Building Industry Press,2008(in Chinese).[8] JG 118—2000 建筑隔震橡胶支座[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2000. JG 118—2000 Rubber Isolation Bearings for Buildings [S]. Beijing:China Architecture and Building Press,2000(in Chinese).[9]CECS 126∶2001 叠层橡胶支座隔震技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2001. CECS 126∶2001 Technical Specification for Seismic-Isolation with Laminated Rubber Bearing Isolators[S]. Beijing:China Architecture and Building Press,2001(in Chinese).[10]郭靳时,孔枫,孙健. 结构隔震设计方法与应用[J]. 吉林建筑工程学院学报,2005,22(1):12-14. Guo Jinshi,Kong Feng,Sun Jian. Design method and application for isolated earthquake[J]. Journal of Jilin Architectural and Civil Engineering Institute,2005,22(1):12-14(in Chinese).[11]于彩峰. 框架结构隔震设计方法与算例[J]. 建筑施工,2010,13(1):172-173. Yu Caifeng. The isolation design method and examples of frame structure[J]. Building Construction,2010,13(1):172-173(in Chinese).。
SAP2000下简单结构隔震设计

目录1 工程概况 (2)2.初步设计 (2)2.1是否采用隔震方案 (2)2.2确定隔震层的位置 (2)2.3 隔震支座的选型和布置 (3)3 中震下的时程分析 (3)3.1 地震作用下的层间剪力 (3)3.1.1 CHICHI-3660作用下的地震层间剪力 (3)3.1.2 NP-X2980作用下的层间剪力 (4)3.1.3 RH1-10011作用下的层间剪力 (4)3.1.4 水平减震系数的计算 (5)3.2地震作用下层间位移 (6)3.3 地震作用下的加速度 (7)3.3.1 CHICHI-3660作用下的结构加速度响应 (7)3.3.2 NP-X2980作用下的结构加速度响应 (7)3.3.3 RH1-1001作用下的结构加速度响应 (8)4 结论 (8)1 工程概况某中学教学楼,地上5层,每层高度皆为3m,总高15m,隔震支座设置于基础顶部。
上部结构为全现浇钢筋混凝土框架结构,楼盖为普通梁板体系。
设防烈度8度,设计基本加速度0.15g,场地类别Ⅱ类,地震分组第一组,不考虑近场影响。
根据现行《中小学建筑设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《建筑结构荷载规范》、《建筑抗震设计规范》相关规定对上部结构进行设计,其结构柱网布置如图1所示。
图 1 结构柱网布置2.初步设计2.1是否采用隔震方案(1)不隔震时,该建筑物的基本周期为0.45s,小于1.0s。
(2)该建筑物总高度为15m,层数5层,符合《建筑抗震设计规范》的有关规定。
(3)建筑场地为Ⅱ类场地,无液化。
(4)风荷载和其他非地震作用的水平荷载未超过结构总重力的10%。
以上几条均满足规范中关于建筑物采用隔震方案的规定。
2.2确定隔震层的位置隔震层设在基础顶部,铅芯橡胶隔震支座设置在受力较大的位置。
隔震层在罕遇地震下应保持稳定,不宜出现不可恢复的变形。
隔震层铅芯橡胶支座在罕遇地震作用下,不宜出现拉应力。
2.3 隔震支座的选型和布置隔震支座一般设置在柱底或剪力墙底部。
SAP2000自动地震作用工况测试

SAP2000自动地震作用工况测试傅康—2014年7月前不久对SAP2000的自动风荷载工况做了测试,验证了自动风荷载工况计算结果的准确性,现继续测试SAP2000自动地震作用工况。
SAP2000自动地震作用工况实际上就是底部剪力法,除了此方法,还可以定义反应谱工况计算地震作用,与《抗震规范》相对应。
《抗震规范》规定高度不超过40米,以剪切变形为主且质量和高度均匀分布较均匀的结构可采用底部剪力发。
根据规范的要求,选取的测试对象是一个三层的钢框架,X向的跨度为6m,Y向的跨度为8m,两个方向均为两跨,层高为4m。
梁的截面尺寸为H400*300*10*16mm,主的截面尺寸为500*300*12*20mm,,材料为Q235,SAP2000模型见下图。
自动地震荷载工况需要定义的参数如下。
荷载方向指的是地震作用的方向,一般X、Y 向是水平地震作用,Z向是竖向地震作用,与模型建立的方向有关。
偏心率是每层质心沿垂直于地震作用方向的偏移值,用来考虑实际楼层的质心与模型定义的质心不重合而引起的扭矩,此选项仅在定义了刚性层时有效,一般取值为0.05。
地震系数框里面的参数值与《抗震规范》定义的相同,按规范取值。
此例的参数取值见下图。
在分析之前,还需要定义质量源。
SAP中的DEAD荷载模式的自重乘数是1.0,即自动计算结构构件的自重。
由于结构构件的自重与构件的密度和体积有关,在验证手算时相当麻烦,所以定义质量源时不加入DEAD模式荷载,而引入SD模式荷载,以附加恒载的形式考虑结构楼层的重量。
此例中未考虑楼板的作用,仅框架作为受理构件,但为了将楼面的荷载导算至周边的框架,在各楼层均建立虚面(厚度为0),在虚面上施加“均匀导荷至框架”形式的面荷载,将荷载导荷至框架。
在SD模式荷载中施加5kN/m2的面荷载,在LIVE中施加10kN/m2的面荷载,荷载模式的种类和定义的质量源如下图。
运行分析后,得到结构的模态如下。
SAP2000自动地震作用工况下的地震作用力分布。
基于SAP2000的空间错层结构抗震分析与设计

基于SAP2000的空间错层结构抗震分析与设计一、绪论A. 研究背景和意义B. 相关研究现状和进展C. 研究目的和内容二、理论基础A. SAP2000软件介绍B. 空间错层结构原理C. 抗震设计理论三、建模和分析A. 结构建模和参数设置B. 荷载分析和组合C. 动力分析和地震响应谱四、设计优化和分析A. 设计优化方法和原理B. 设计参数分析和结果比较C. 结构性能评估和优化方案五、结论与展望A. 研究成果总结B. 不足之处和未来研究方向C. 实际应用和推广建议一、绪论A. 研究背景和意义地震是一种破坏力极强的自然灾害。
在过去的几十年中,全球各地都发生过多次重大的地震灾害,给人们的生命、财产和社会经济带来了严重的损失。
为了尽可能减少地震对建筑物的破坏,抗震设计成为了建筑工程领域的重要议题之一。
在这种情况下,正确地模拟和分析地震对建筑物的影响,以便正确地设计建筑物成为了非常重要的问题。
B. 相关研究现状和进展近年来,计算机技术和建筑工程技术的发展为建筑结构的分析和设计提供了更加先进和高效的工具和方法。
特别是有限元法和计算机仿真技术,成为现代建筑工程领域的重要工具。
其中,SAP2000是一个非常知名的有限元分析软件,广泛应用于各种类型的建筑结构分析和设计中。
空间错层结构是一种较为常见的建筑结构形式,它可以显著地提高建筑物的空间利用效率和设计灵活性。
因此,通过SAP2000软件对空间错层结构进行抗震分析和设计,可以更加准确地评估地震对建筑物的影响和结构的抗震性能,为抗震设计提供更好的参考。
C. 研究目的和内容本论文旨在使用SAP2000软件对一种具有空间错层结构的建筑进行抗震分析和设计,并优化其结构参数,以提高结构的抗震性能。
具体内容包括:建筑模型创建和参数设置、荷载分析和组合方式、地震动分析、设计优化和分析方法、结构性能评估和优化方案等。
通过分析和总结实验结果及其应用价值, 为未来的建筑抗震设计提供一定的参考。
Sap2000结构有限元软件在矿山井架抗震设计中的应用

Sap2000结构有限元软件在矿山井架抗震设计中的应用介绍了目前我国矿山钢井架的设计概况及常用的设计软件,并对有限元法进行结构计算的原理进行了简单的阐述。
通过应用sap2000分析程序对钢井架进行了有限元建模分析,通过钢井架的模态分析得出低阶振型对震动起主导作用,而高阶振型对震动影响较小。
标签:钢井架;结构设计;有限元前言在矿山立井中,作为提升的主要构筑物,钢井架的使用十分常见,同其他材料的井架相比,钢制的结构具有更强的耐震性,并且无论是制造还是安装都较为便捷,能够有效降低施工时间。
在矿山立井中,钢井架是构筑物中的主要部分,同其他材料相比,钢井架在抗震性能上具有更大的优势,无论是制造还是安装操作上都相对较为简便,不会占用过多的施工时间,根据传统使用的井架结构进行计算,往往都会采用平面简化结构,通过手算的方式进行,不仅仅结果会产生很大的误差,同时还会耗费大量的时间,还应当考虑到在结构布置上钢井架具有不规则性,无论在刚度分布还是质量分布上都不均匀,所以容易出现结构形变,导致明显的扭转效应出现,受到地震的作用,这种扭转现象会随之加剧,而在空间中显现出明显的相互作用。
相关设计规范中对矿山井架进行了明确的要求,手算可以应用在规则框架的计算中,除此之外,均应当采用计算机进行空间分析以及精确的计算,目前使用的主要计算程序为有限元分析程序,例如ANSYS以及SAP2000。
1 结构概述对钢井架的结构造成影响的主要因素包括:连接位置、结构布置以及连接方式和材料、截面、约束类型等,此外场地以及荷载同样也会对结构设计产生一定的影响。
通过对某厂区中所使用的井架进行分析,并结合目前我国所采用的设计规范。
该厂区的经济主要有六部分组成,分别为、天轮平台、斜撑、立架、起重架以及支撑架。
其中斜撑采用了钢制框架,为箱型截面结构,而井架所采用的则为独立的基础框架。
整个井架分为四层平台,分别是下天轮平台,标高为27.050米,上天伦平台,标高为34.900米,检修起吊台,标高为45.000米以及标高为23.150米的平台。
SAP2000和ETABS中隔震支座的模拟

近接触了个隔震工程,花了些时间研究下如何利用ETABS软件对隔震结构进行模拟。
由于此次选用的隔震支座全是普通叠层橡胶支座。
故此次利用ETABS软件自带的isolator1单元模拟时,只需设置isolator1单元的线性属性,即不勾选u2,u3的非线性对话框(非线性属性用来模拟铅锌叠层橡胶支座)。
isolator1中几个关键参数的确定,是模拟隔震结构正确与否的关键。
有效刚度:按照最新的建筑抗震规范,有效刚度选用隔震支座剪切变形100%时候的水平刚度。
即以下图片红色一栏有效阻尼:对于用作反应谱分析的单元和对于线性、周期性时程分析,代表总粘滞阻尼。
对于这类型分析,实际忽略了实际的非线性属性。
有效阻尼可用来代表由于非线性阻尼、塑性或摩擦产生的能量耗散。
有效阻尼参数的确定是比较复杂。
利用结构动力学知识,把结构看成单自由度模型。
具体方法如下:1 计算隔震层等效阻尼比2 计算隔震层刚度3 利用软件算出结构的质量m和第一阶振型频率Wn4 利用结构下列公式算出结构层总的阻尼c5 利用刚度分配原则,按照隔震支座的水平刚度大小将隔震层总的阻尼C 分配到各个隔震支座,即填入有效阻尼对话框。
以上便是隔震层的模拟。
疑问1:如果隔震层支座包含普通叠层橡胶支座和铅锌叠层橡胶支座的话,时程工况采用线性分析工况(此时分析只能考虑非线性单元的线性属性)那么此时线性有效阻尼用作代表总粘滞阻尼,即非线性阻尼的能量耗散,那么在求出隔震层总的阻尼c后,将总的阻尼c分配到各个隔震单元上时候,可以忽略普通叠层橡胶支座的有效阻尼的贡献,将总的阻尼根据铅锌支座的有效刚度分配?还是将总的阻尼根据刚度分配原则分配到铅锌和普通叠层橡胶支座上?疑问2 :如果采用非线性时程分析,那么铅锌叠层橡胶支座就要考虑其非线性属性。
非线性时程分析将忽略隔震单元线性属性,由于非线性属性对话框中没有有效阻尼这一栏,将无法指定阻尼。
按照金土木的说法是在时程分析时候通过指定振型阻尼比。
SAP2000桥梁设计

静力分析 线性 动力分析 非线性
线性分析
静定线性分析 模态分析 (求解特征值问题) 反应谱(场地周期、抗震等级) 线性时程 屈曲分析(第一类稳定,求解特征值问题)
非线性分析
静定非线性
材料 (塑性铰) 大变形(应变建立方式) 二阶效应(几何非线性) 连接单元(非线性连接属性) 索单元(几何分线性非常明显) 拉压杆设置(状态改变)
Pushover结果
性能点的3种表 达方式
瞬态分析结果
动力荷载作用下的响应
移动荷载作用下的静力响应
影响面结果
桥梁专用后处理
桥梁专用后处理(续)
解析解 解析解 =2292kN =433.2kN
桥梁设计
节段施工
实际施工过程模拟动画
SAP2000解决方案
拆模过程模拟
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SAP2000桥梁设计
罗 伟
主要内容
建立数值模型的手段
桥梁模板化对象
桥梁参数模Leabharlann 流程桥梁分析中的参数对象组装参数化模型
模型更新-建立参数对象模型
模型更新(续)
参数化模型
桥梁模型更新示例
分析类型
静力分析 模态分析 反应谱分析 时程分析 静力弹塑性Pushover分析 阻尼隔震分析 施工顺序加载分析 屈曲分析 移动荷载分析 谐振稳态分析 功率谱密度分析
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工程隔振及在SAP2000的实现

以结构第一振型周期简谐地面运动激励结构,调整激励幅 度,使结构振动幅度与地震幅度一致。
显示绘图曲线:处理得出阻尼器耗能和结构最大弹性势能。
隔振器作用
• 使建筑物在任何外振动力作用下有一个无 振动的空间,从而降低作用在建筑物上的 振动力。
• 就地震而言,隔震器将建筑物与地基隔开, 使地面运动的地震能量直接由基础的隔震 支座和耗能装置所吸收,建筑物相对不受 影响,从而达到抗御地震的目的。
• 线性参数对应于方程1的左边 ☆等效刚度Ke ☆等效阻尼C
• 非线性参数对应于方程1的右边
笔者认为:对于隔震器来讲,等效刚度Ke建议取为刚度(100%),而等效阻尼 取为零。
关于等效阻尼
• 类似于粘滞阻尼器的阻尼系数,单位为F/V • 影响结构阻尼比
对分析工况的影响
• 影响反应谱分析 • 影响线性时程分析 • 影响线性周期时程分析
Friction Isolator
SAP2000中的隔振单元(三)
• T/C Friction Isolato仅可以受拉也可以 受压。在三个弯矩变形上也具有非线性行为。
T/C Friction Isolator
计算方法——模态分析
具有隔振的结构在进行FNA计算时 需注意之处
• 等效线性刚度;
• 振型阻尼的指定;
每一个成功者都有一个开始。勇于开始,才能找到成
•
1、
功的路 。20.11.2520.11.25Wednesday, November 25, 2020
成功源于不懈的努力,人生最大的敌人是自己怯懦
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2、
。0 2:40:42 02:40:4 202:401 1/25/2 020 2:40:42 AM
号
基于SAP2000的钢结构减震性能分析

基于SAP2000的钢结构减震性能分析何晓寒摘要:为了研究钢框架结构在增设屈曲约束支撑后的减震性能,本文以某高烈度地区钢框架结构为研究对象,并通过有限元软件SAP2000,分别对纯钢框架结构和加屈曲约束支撑的减震结构进行了模拟,并按规范要求选取了三条地震波,对其进行了动力特性分析以及动力响应分析。
在动力特性分析中,通过对比两种结构的前三阶主振型,确定其平扭属性,发现其都满足规范要求,但增设屈曲约束支撑后,减震结构的抗侧刚度明显提高。
在动力响应分析中,分别用反应谱法以及非线性时程分析法求解了两种结构的层间位移和层间位移角,发现加屈曲约束支撑的减震结构的层间位移角与层间位移都明显小于纯钢框架结构,减震效果明显。
关键词:减震;屈曲约束支撑;钢结构:TU352.11 :A:1003-5168(2021)21-0049-03Analysis of the Shock Absorption Performance of Steel Structure Based on SAP2000HE Xiaohan(School of Civil Engineering and Communication, North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou Henan 450045)Abstract: In order to study the shock absorption performance ofsteel frame structure with buckling restrained brace. In this paper,the steel frame structure in a high seismic intensity area is taken as the research object. Through the finite element software SAP2000,the pure steel frame structure and the damping structure with buckling restrained brace were simulated, and three seismic waves are selected according to the requirements of the code, the dynamic characteristic analysis and dynamic response analysis are carried out. In the analysis of dynamic characteristics, by comparing the first three main modal of the two structures, the flat torsionproperties are determined, and it is found that both of them meet the requirements of the code, but the lateral stiffness of the damping structure is significantly improved after adding buckling restrained brace. In the dynamic response analysis, the inter-story displacement and inter-story displacement angles of the twostructures respectively solved by response spectrum method and non-linear time history analysis method. Meanwhile, it found that the inter-story displacement angle and inter-story displacement of the damping structure with buckling restraint brace are significantly smaller than that of the pure steel frame structure, and the damping effect is obvious.Keywords: shock absorption; buckling restrained brace; steel frame structure隨着社会经济的快速发展,我国人口越来越多。
SAP2000基础隔震分析

②时程工况定义
时程运动类型采用振型积分类型,分析类型采用线性,输出时段 数为500步,每步代表0.1s,即总分析时间为50s。
➢ 结构动力特性
①自振周期
谢谢!
SAP2000基础隔震结构抗震性能分析
➢ 模型概括
本例分别建立四层框架结构抗震模型和隔震结构减震模型如下图,结构层 高为3m,跨度均为3m。框架柱截面为500mm×500mm,框架梁尺寸均 为200×500mm,钢筋混凝土板厚120mm,混凝土强度等级均为C30。板 面活载均为2.0KN/m2,填充墙荷载等效为梁上均布线荷载4.5KN/m。质量 源来源于荷载按1.0活载+0.5活载计算。
②基底剪力
③层间位移角 ④顶层加速度
➢ 结论
①采用隔震技术,能够大幅延长结构的自振周期,适当增 加结构的阻尼,使建筑物避开场地的特征周期,减少发生 共振的可能性。并且基本周期的延长使得结构地震作用从 反应谱的平台段转移到下降段,结构总地震作用得以有效 降低; ②隔震结构的加速度反应大大减小,同时使结构的位移集 中于隔震层,上部结构像刚体一样,自身相对位移很小, 结构基本上处于弹性工作状态,从而使建筑物不产生破坏 和倒塌;而且遭遇地震时,建筑物中的人不会受地震波的 影响而减小不舒适的感觉; ③隔震结构大大减低了结构的基底剪力,从而大大减弱了 上部结构的地震作用,减少结构本身的抗震设防措施。
抗震框架
隔震框架
➢ 隔震支座选取
Lead—Rubber Bearing G4铅芯建筑隔震橡胶支座力学性能
Rubber isolator 单元参数设置
SAP2000桥梁结构抗震性能评价

SAP2000桥梁结构抗震性能评价作者:殷京来源:《现代商贸工业》2011年第07期摘要:介绍了SAP2000程序中的Pushover方法的基本原理和方法,阐述了利用SAP2000程序进行桥梁结构Pushover分析的计算步骤,结合桥梁破损极限状态的定量准则进行桥梁抗震性能评价,并给出了一个应用实例。
结果表明,SAP2000程序可以较方便地实现桥梁结构的Pushover分析,并且可以对一般桥梁结构的抗震性能做出合理的评价。
关键词:Pushover分析;桥梁;抗震性能;SAP2000中图分类号:TU文献标识码:A文章编号:1672-3198(2011)07-0277-021 Pushover方法的基本理论1.1 基本原理SAP2000程序提供的Pushover分析方法,主要基于两本手册,一本是由美国应用技术委员会编制的《混凝土建筑抗震评估和修复》(ATC-40),另一本是由美国联邦紧急管理厅出版的《房屋抗震加固指南》(FEMA273/274)。
混凝土塑性铰本构关系和性能指标来自于ATC-40,钢结构塑性铰本构关系和性能指标来自于FEMA273/274,而Pushover方法的主干部分,即分析部分采用的是能力谱法,来自于ATC-40。
其主要步骤如下:(1)用单调增加水平荷载作用下的静力非线性分析,计算结构的基底剪力-顶点位移曲线;(2)建立能力谱曲线和需求谱曲线;(3)性能点的确定;(4)结果分析和性能评价。
1.2 能力谱和需求谱的建立Pushover分析最终要形成结构的能力谱曲线和需求谱曲线,并确定两曲线的交点,能力谱曲线由Pushover分析得到,需求谱曲线由反应谱转换得到。
能力谱由结构的荷载-位移曲线转换得来,见图1,具体转换过程如下:结构的荷载-位移曲线上任一点坐标设为(,△);能力谱曲线上任一点的坐标设为(式中:-结构的第m振型的振型参与系数;-结构的第i层的质量;-结构的第m振型在第i层的振幅;N-结构的层数。
SAP2000建筑结构基础隔震

结构抗震十分有利。其次,采用基础隔震装置吸收地震能量,隔离地 震对上部结构的影响,可以使上部结构在强烈地震时只产生很小的振 动。 (2)施工方便快捷。采用基础隔震可在现场进行安装,可以极大缩短工 期,而且容易控制质量。
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定义质量源(活荷载转化质量时进行折减,折减系数为0.5)
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加填充墙后的模型
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定义组及截面切割(在SAP2000不能直接输出层间剪力,可 通过此种方法输出层间剪力)
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加墙体后,结构的自振周期为0.325s符合设 计周期,在此模型的基础上进行隔震。
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SAP2000基础隔震 分析过程
隔震原理: 将整个建筑物或局部楼层建在隔震支座或 隔震基础上,隔离或减轻地震能量向上部传 递,从而达到减轻结构地震作用的反应, 提高建筑结构的抗震可靠性。
1
隔震的特点: 减轻反应; 确保安全; 降低造价; 快速修复。
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进行点的合并,因在绘图过程中可能有重复点,或把分散点合并成一点。
每根柱底加固定支座。
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绘制楼板,楼板采用平面内外均受力的板。多边形楼板利用虚梁划成
。 四边形楼,避免运行出现警告 面进行自动生成边线限制
先进行模态分析,检查模型是否有错。
12
通过隔震,结构的层间剪力大大减小,罕遇地震尤为明显。从而达到 提高结构的抗震设防目标。
隔震后,每层最大绝对加速度明显减少,并且上部绝对加速度基本相 同,从而使相对加速度较小,减小的惯性力的作用。
【筑信达】SAP2000案例教程——隔震

隔震结构—15
SAP2000 案例教程
图 4-1 提取支座面压
参考文献
[1] GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010. [2] 李爱群.工程结构减振控制[M].北京:机械工业出版社,2007. [3] 周福霖.工程结构减震控制[M].北京:地震出版社,1997. [4] 周锡元,闫维明,杨润林.建筑结构的隔震、减振和振动控制[J].建筑结构学报,2002,23(2):2-12. [5] 唐家祥.建筑隔震与消能减震设计[J].建筑科学,2002,18(1):21-44.
指定隔震单 元属性
根据初步的隔 震支座布置方 案指定隔震单 元属性
(选择需要指定属性的隔震单元)【连接】>【连接/ 支座】>【Link/Support Properties】,选择待指定 属性。
隔震结构—8
工作内容
功能
布置支座 指定支座
SAP2000 案例教程
命令
(选中底部节点)【指定】>【节点】>【约束】,选 择六方向的约束。
确定隔震的预 期目标
布置隔震层
基于SAP2000的六层混凝土框架结构的不同方法下的抗震性能分析

基于SAP2000的六层混凝土框架结构的不同方法下的抗震性能分析摘要:本文利用SAP2000对六层混凝土框架结构进行不同方法下的抗震性能分析,得到在不同方法下结构的顶点最大位移、最大内力和最大加速度。
分析结果表明:规范反应谱法的结构位移大于模态叠加法和直接积分法;模态叠加法的结构加速度大于规范反应谱法和直接积分法;规范反应谱法结构的内力大于规模态叠加法和直接积分法。
通过三种方法的对比分析,更好的确定混凝土框架结构在地震作用下的反应,更好的理解结构地震分析的研究方法。
具有一定的理论价值和实践价值。
关键词:SAP2000;框架结构;地震反应1 引言SAP2000 是一个简单实用的软件,它汇集了大部分国家与地区的现行规范,可以进行荷载计算,静力与动力分析,线性与非线性研究,从而完成对钢框架,混凝土框架等结构的设计。
本文就是依据软件强大的建模分析功能,对 6层混凝土框架结构模型作出三种不同方法下的地震反应分析,给工程设计提供参考。
2 结构地震反应分析2.1模型简介假定一6层框架结构模型,平面尺寸为61.4 m×16.2 m,总高度 22.20 m,首层层高为4.2m,其他各层均为 3.6 m。
抗震设防烈度为8度,场地土为Ⅱ类土,设计地震分组为第一组,框架抗震等级为三级。
框架柱混凝土等级 C40,梁板混凝土等级均为C30,钢筋均为 HRB400。
梁截面尺寸300 mm×600 mm 柱截面尺寸600 mm×600 mm。
2.2地震反应分析本文利用SAP2000快速建模功能进行框架的建立,主梁与柱节点采用隔板(Diaphragm)连接,次梁采用铰接,符合刚性楼盖假定。
柱与基础采用固端连接。
定义材料并赋予给特定截面,定义荷载,定义质量源,选取常用的EL-CENTRO波作为输入的地震波,接着再分别定义好三种工况,进行结构抗震性能分析。
2.3结构模态分析运行SAP2000 模态分析的选项,得到该结构的主要前3阶阵型参与系数和周期。
基于SAP2000某教学楼隔震分析

基于SAP2000某教学楼隔震分析郑敏;谌文【摘要】根据隔震理论,结合SAP2000软件对某工程进行了隔震设计.通过对工程的分析,得出:1)隔震后,结构的自振周期变大,地震作用大大降低;2)隔震后,由于结构的水平位移集中在隔震层,使得基底剪力、层间加速度大大降低;3)纵向地震作用下的隔震效果要优于横向地震作用;4)隔震后,上部结构抗震设防烈度可按降一度设计.【期刊名称】《建材世界》【年(卷),期】2019(040)004【总页数】4页(P75-78)【关键词】隔震结构;水平减震系数;SAP2000【作者】郑敏;谌文【作者单位】湖北经济学院,武汉 430072;武汉地铁集团,武汉 430000【正文语种】中文对于地震作用,传统的处理就是抗震,即假设地震时基础与地基同步位移,地震时地震能量通过地基传到建筑基础进而传到上部结构,结构设计通过加大构件截面,加大构件配筋来抵抗地震作用。
这是一种被动的方法,往往事倍功半。
另一种处理就是隔震,即把建筑结构与地基间设置柔性隔震层,由于隔震层能在地震时把大部分地震能量吸收,大大降低了传到上部结构的地震能量,同样可以达到安全性的要求。
现代隔震技术已有30多年的发展历史,得到了广泛的应用。
在日本等国家,利用隔震技术处理地震作用已经成为主导。
目前,我国已建造了3 000余幢各类基础隔震体系的建筑物,其中绝大多数采用的隔震体系为叠层橡胶体系。
这种叠层橡胶体系的支座部分由薄层橡胶片夹层和薄钢板(内部钢板)交替叠置组成。
支座在承受压应力时,橡胶有向外侧变形的趋势,但由于内部钢板对它的约束作用,加上橡胶材料是一种非压缩性材料,橡胶层内部其实是一种三向受压状态,橡胶层受压时其竖向变形量很小。
各层橡胶片的厚度越小,其所受钢板的约束越强,那么其压缩变形将越小。
而支座在承受剪切应力时,由于胶片自身柔软的水平特性,钢板约束不了支座的剪切变形,通过自身较大的水平变形达到了隔断地震作用的目的。
SAP 2000在桥梁抗震性能分析中的应用

SAP 2000可输出的数据十分全面,各载荷工况下的变形图、动力振型图、 构件的内力或应力图、节点位移-时程图,耗能构件的滞回曲线等,均可 以十分方便地输出显示.
5 工程实例
现以某跨径为83m+260m+83m的双塔空间双索面自锚式钢箱梁悬索桥为 例,对SAP 2000在桥梁抗震性能分析中的应用作一简单介绍.图6为该自 锚式悬索桥的总体布置图 .该桥主梁为分幅式闭合钢箱梁断面 ,两幅梁 之间采用横梁联接;主缆为空间缆系,跨中部分两条主缆通过空间斜向
右塔底
376 047 719 158 426 217 658 107 250 332 773 874
左塔桩基
9 732 392
17 064 791
4 749 868
8 920 725 4 766 190 9 294 880
右塔桩基
10 269 735 18 008 258
表3 自锚式悬索桥关键点位移(纵向)响应 关键点 概率 反应谱/m 非线性时程/m
型, 2期恒载与边跨压重采用分布质量模拟 .主缆和吊索模拟为空间桁 架单元,在SAP 2000中采用对主缆和索单元的两端释放弯矩来实现 ,以 保证缆索单元仅受轴力.主塔、主梁、主缆和吊索等均考虑恒载几何刚 度的影响,在SAP 2000中采用在上述单元上施加P-$力来实现.承台模拟 为质点,并将承台质量以集中质量的形式加在该质点上 ,同时将模拟承 台的质点与墩底桩顶节点采用BODY的主从关系加以限制.为了模拟桩土
其基础受力、各关键点位移均得到明显改善 ,塔柱底及其桩基的最大
弯矩减小约50%,主梁最大位移响应降低至13 cm.
参考文献
[1] WILSON E L.结构静力与动力分析 [M].北京金土木软件技术有限 公司,译.北京:中国建筑工业出版社, 2006: 111-216. [2] 范立础.桥梁抗震[M].上海:同济大学出版社, 1997: 22-105.
基于SAP2000的空间错层结构抗震分析与设计_王阁

浙江建筑,第30卷,第5期,2013年5月Zhejiang Construction ,Vol.30,No.5,May.2013收稿日期:2013-03-08作者简介:王阁(1980—),男,河南漯河人,工程师,从事建筑结构设计工作。
基于SAP2000的空间错层结构抗震分析与设计Seismic Analysis and Design of Building with Spacial Split-Level Bases on SAP 2000王阁Wang Ge(深圳市建筑设计研究总院有限公司,广东深圳518000)摘要:基于空间有限元软件SAP2000,结合SATWE ,采用性能化抗震设计方法,对一项工程进行小震、中震反应谱分析及大震弹塑性分析。
通过计算结果与预定抗震性能目标的比较,找出了结构的薄弱环节并改进结构设计,从而实现对该工程空间错层结构的合理化设计。
关键词:空间错层结构;SAP2000;抗震性能设计;弹塑性分析中图分类号:TU352文献标志码:B文章编号:1008-3707(2013)05-0019-041工程概况昆明商贸职业学院位于云南省昆明市嵩明县,总建筑面积15.75万m 2,建筑物多为5 8层,主要建筑物如下:旅游学院(1.98万m 2)、信息技术学院(1.70万m 2)、市场营销学院(1.54万m 2)、会堂(0.47万m 2)、行政办公楼(3.13万m 2)、图书馆(1.33万m 2)、体育馆(1.03万m 2)、学生宿舍(6栋,共3.19万m 2)、食堂(2栋,共1.40万m 2)。
嵩明县属于高烈度地震区,抗震设防烈度为8度(0.3g ),其中部分子项工程抗震设防类别划分为重点设防类(乙类),其抗震措施提高一度按9度考虑。
经综合分析比较,确定对乙类建筑中的会堂、体育馆采用性能化抗震设计,其余子项采用基础隔震技术(另文详述),本文以会堂为例进行分析说明。
会堂地上主体结构四层,1层层高4.20m ,2层层高6.77m ,3层层高7.03m ,4层层高3.50m ,建筑总高度为21.5m 。
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1 工程概况 ............................................................................................................................... 2 2.初步设计 ................................................................................................................................ 2
以上几条均满足规范中关于建筑物采用隔震方案的规定。
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2.2确定隔震层的位置
隔震层设在基础顶部,铅芯橡胶隔震支座设置在受力较大的位置。隔震层在罕遇地震下 应保持稳定,不宜出现不可恢复的变形。隔震层铅芯橡胶支座在罕遇地震作用下,不宜出现 拉应力。
2.3 隔震支座的选型和布置
隔震支座一般设置在柱底或剪力墙底部。其数量和直径大小通常根据支座的面压决定, 而隔震层的水平剪力则决定支座的水平刚度。
2.1 是否采用隔震方案 ......................................................................................................... 2 2.2 确定隔震层的位置 ......................................................................................................... 3 2.3 隔震支座的选型和布置 ................................................................................................ 3 3 中震下的时程分析 ............................................................................................................... 3 3.1 地震作用下的层间剪力 ................................................................................................ 3
3.1.1 CHICHI-3660 作用下的地震层间剪力..................................................................... 3 3.1.2 NP-X2980 作用下的层间剪力 ................................................................................. 4 3.1.3 RH1-10011 作用下的层间剪力 ............................................................................... 4 3.1.4 水平减震系数的计算 ............................................................................................. 5 3.2 地震作用下层间位移 ..................................................................................................... 6 3.3 地震作用下的加速度 .................................................................................................... 7 3.3.1 CHICHI-3660 作用下的结构加速度响应................................................................. 7 3.3.2 NP-X2980 作用下的结构加速度响应 ..................................................................... 7 3.3.3 RH1-1001 作用下的结构加速度响应 ..................................................................... 8 4 结论 .......................................................................................................................................柱网布置
2.1是否采用隔震方案
(1) 不隔震时,该建筑物的基本周期为 0.45s,小于 1.0s。 (2) 该建筑物总高度为 15m,层数 5 层,符合《建筑抗震设计规范》的有关规定。 (3) 建筑场地为Ⅱ类场地,无液化。 (4) 风荷载和其他非地震作用的水平荷载未超过结构总重力的 10%。
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1 工程概况
某中学教学楼,地上 5 层,每层高度皆为 3m,总高 15m,隔震支座设置于基础顶部。 上部结构为全现浇钢筋混凝土框架结构,楼盖为普通梁板体系。设防烈度 8 度,设计基本加 速度 0.15g,场地类别Ⅱ类,地震分组第一组,不考虑近场影响。
根据现行《中小学建筑设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《建筑结构荷载规范》、 《建筑抗震设计规范》相关规定对上部结构进行设计,其结构柱网布置如图 1 所示。