YJK微课堂第二期:隔震结构操作流程和实例分析
隔震结构设计方法.pptx
条人工波。 › 具体波形没有强制要求,但建议按通则的 具体波
形没有强制要求,但建议按通则的。 › 地震波的加速度峰值应按抗震设防烈度对应的峰
值调整。 › 当处于发震断层10km 以内时,输入地震波应考虑
近场影响系数,5km 以内取1.5,5km 以外取1.25。
基底隔震 首层隔震 层间隔震
6
1.3 隔震层方案
› 隔震层设置在有耐火要求的使用空间中时,隔震 支座和其他部件应根据使用空间的耐火等级采取 相应的防火措施。
› 隔震层所形成的缝隙可根据使用功能要求,采用 柔性材料封堵、填塞。
› 隔震层宜留有便于观测和更换隔震支座的空间。
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第二步 动力分析及计算
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› 隔震层位置:基础隔震,隔震层位于地下室顶部或单 独设置隔震层;柱顶隔震,隔震层布置在一层柱顶; 层间隔震
› 特殊结构如大底盘多塔结构,其柱距较大,为不影响 大底盘层的使用功能,可在上部结构与大底盘层之间, 专门设置层高 1.5m~2.0m 的隔震层。采用隔震技术, 上部结构剪重比依然要满足本地区设防烈度的最小剪 重比要求。
隔震结构设计方法
1
隔震结构设计流程
方案选定 动力分析计算 上部结构设计 隔震层设计 下部结构设计
从建筑功能、场地条件、经济性等方面,选择是 否采用隔震,并初步确定隔震结构的方案。 设定上部结构和隔震层参数,取计算模型,进行动力 分析,验证以上方案是否满足预期的设计要求,不满 足,则调整上部结构或隔震层参数,重新计算。
4
1.2 结构初步设计
› 上部结构设计根据降低后的水平地震影响系数计算
› 国外大量实践验证,隔震技术对与自振周期超过1s的高层结构同样适用,故 2010 版《抗规》取消了 2001 版结构周期小于 1s 的限制。隔震建筑结构体型宜规则、 对称。
隔震设计流程
1、YJK小震下选波1.1将YJK地震影响系数最大值修改为小震对应值1.2导入自定义地震波1.3yjk选波1.4选波1.5 质量对比及周期对比1.5层剪力对比 ETABS2、ETABS中震非隔震2.1ETABS中进行定义时程函数2.2 ETABS中修改反应谱影响系数最大值2.3 ETABS中进行定义时程函数(单位为N·㎜)2.4 ETABS中进行定义时程工况(单位为N·㎜)2.5 计算完成后输出ETABS中剪力(单位为KN·㎜)2.6 筛选1层剪力3、ETABS中震隔震3.0 查看轴力,估算垫子截面,按长期面压10MPa估算3.1 “指定”→指定约束3.2“定义”→连接属性3.3 添加新属性3.4 添加LRB5003.6 定义LRB500 U1 (Z向)3.6.1 定义LRB500 U2 (X向) y向同此(南车参数)3.6.2 定义LRB500 U2 (X向) y向同此(苏州海德参数)3.7 定义LNR6003.8 指定连接属性3.9 计算减震系数4、计算偏心率4.1 对象和单元(单位改为m),输出“相对原点坐标”4.2 筛选底层4.3 提取垫子截面4.4 提取点连接力/变形5、大震位移5.1 修改时程工况比例系数5.2添加荷载组合:罕遇地震下隔震层水平位移计算采用的荷载组合: 1.0×恒荷载+0.5×活荷载±1.0×水平地震;其荷载组合为: 1.0D+0.5L±1.0Fek。
5.3调出位移数据6、大震轴力6.1罕遇地震下隔震支座最大剪力和最大轴力计算采用的荷载组合:1.0×恒荷载+0.5×活荷载±1.0×水平地震+0.5×竖向地震;其荷载组合为:1.0D+0.5L±1.0Fek+0.5×0.2(1.0D+0.5L)=1.1D+0.55L±1.0Fek。
YJK结构隔震设计PPT培训课件
隔震层以下结构设计
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隔震层以下结构设计
• 《抗规》12.2.9 : • 1、隔震层支墩、支柱及相连构件,应采用隔震结构罕遇地震下隔震
支座底部的竖向力、水平力和力矩进行承载力验算。 • 2、隔震层以下的结构(包括地下室和隔震塔楼下的底盘)中直接支
承隔震层以上结构的相关构件,应满足嵌固的刚度比和隔震后设防地 震的抗震承载力要求,并按罕遇地震进行抗剪承载力验算。隔震层以 下地面以上的结构在罕遇地震下的层间位移角限值应满足表12.2.9要 求。
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查看隔震支座应力
• 为了得到隔震支座 的应力,必须在隔 震参数中正确输入 隔震支座的面积, 如果在参数中没有 输入隔震支座的面 积,隔震支座应力 菜单输出的结果将 是0
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查看隔震支座位移
• 使用“隔震支座位移 ”菜单查看各个隔震 支座位移;
• 按照《抗规》12.2.3隔 震支座在表12.2.3所列 的压应力下的极限水 平变位的限值要求。
14482.121 17916.424 21359.904 22776.092
隔震FNA时程法剪力 2020.284 3478.296 4086.388 4315.748 3139.032
剪力比 0.24 0.24 0.23
-
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对非隔震模型输入β/ψ的反应谱法计算
• 在非隔震模型中输入β/ψ并进行反 应谱法计算,得到上部结构的最 终配筋结果;
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隔震层支墩、支柱的计算
• 取隔震支座验算结果的各 组合下支座内力(轴力u1 ,剪力u2、u3)值;
• 弯矩可按轴力与水平位移 乘积取值,取较大值;
• 以上轴力、剪力、弯矩可 用于支柱的设计内力;
• 支柱设计可采用此内力用 工具箱手核。
减震设计盈建科操作流程
减震设计盈建科操作流程一、盈建科软件简介。
二、前期准备。
在开始用盈建科做减震设计之前,咱们得先把一些基础工作做好。
比如说,要先把建筑的基本信息都整理清楚。
像建筑的结构形式呀,是框架结构呢,还是剪力墙结构之类的,这个可不能搞错哦。
还有建筑的层数、高度这些数据,都得准确无误地准备好。
这就好比咱们要做饭,得先把食材都准备齐全了一样。
另外呢,我们还得对减震装置有个大概的了解。
知道自己要用什么类型的减震装置,是阻尼器呀,还是隔震支座之类的。
这就像厨师得知道自己要用什么调料一样重要呢。
三、模型建立。
1. 打开盈建科软件后,咱们先新建一个工程。
这就像是给咱们的设计建一个小房子一样,是一个新的开始哦。
在新建工程的时候,要把之前准备好的那些建筑基本信息,像结构形式、层数、高度等,按照软件的要求填进去。
可别填错啦,不然这个小房子的地基就没打好呢。
2. 接着就是画结构构件啦。
比如说柱子、梁这些。
咱们就像在搭积木一样,把柱子和梁按照建筑的实际布局画出来。
这个过程要细心一点哦,就像搭积木的时候,如果一块搭错了,整个积木塔可能就不稳啦。
在画构件的时候,要注意构件的尺寸、材料这些属性,也要按照实际情况设置好。
3. 然后就是布置墙啦。
如果有剪力墙的话,就把剪力墙布置在合适的位置上。
墙就像建筑的保护壳一样,可以让建筑更加稳固呢。
在布置墙的时候,同样要注意墙的厚度、材料等参数。
四、减震装置设置。
模型建好了,就可以设置减震装置啦。
1. 如果是使用阻尼器的话,咱们要在盈建科里找到对应的阻尼器设置选项。
这就像给咱们的建筑装上特殊的小零件一样。
要设置好阻尼器的位置、参数等。
比如说阻尼系数呀,这些参数可都是很关键的呢,就像小零件的规格一样,直接影响到减震的效果。
2. 如果是隔震支座,那也要找到隔震支座的设置地方。
要确定隔震支座放在哪些地方合适,还要设置好隔震支座的各种性能参数。
这就好比给建筑穿上特殊的鞋子,让它能更好地应对地震的晃动呢。
五、分析计算。
隔震结构与减震结构与传统结构抗震设计(完全版)ppt课件
,隔震层的总刚度为53504KN/m。每个GZY400隔震支座受到水平剪力为218.22KN。
10
最大加速度
m10/ .s62.8 隔震结构时程分析验算
1.分析模型
上 部 结 构
隔 震 层
地震波 ART EL CENTRO ART HACHINOHE
ART KOBE
力。根据抗震规范相应要求,丙类建筑隔震支座平均应力限制不应大于15MPa,由此 确定每个支座的直径(隔震装置平面布置图如图10.10所示,即各柱底部分别安置橡胶 支座)。
图10.10 隔震支座布置图
5
1.确定轴向力 竖向地震作用
Fevk vG
柱底轴力设计值
N 1.2 (恒载 0.5 活载)1.3 竖向地震作用 53608 .25kN
图10.11 隔震结构时程分析模型 2.输入地震波
本工程8度(0.15g)设防,时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值取为:
多遇地震1.10 m / s2
罕遇地震5.10m / s2
输入地震波如表10.7: 表10.7时程分析地震波参数
相位特性
时间间隔 (s)
EL CENTRO 1940 NS HACHINOHE 1969 EW JMA KOBE 1995 NS
Kh K j 2.092 44 92.048kN/ mm
由式(10.3)
eg
K j j 44 2.092 0.292 0.292
Kh
92.048
6
。
由式(10.1)
T1 2
G Khg
1.27S
5Tg
5 0.4 2.0s
。
2
1
0.05 eg 0.06 1.7eg
YJK减隔抗震专题
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概念—
采用这种方式建模时,局部 坐标系采用斜撑的局部坐标 系表达,具体为:U1为斜 撑起点至终点方向(按建模 顺序1点到2点);在杆件竖 直布置时,U2为整体坐标 系Y轴方向,其他情况U2为 U1与整体坐标系Z轴平面内, 并与U1垂直。U3根据右手 螺旋法则确定。
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隔震结构设计
• 隔震结构:利用隔震元件,以集中发生在隔震 层的较大相对位移,阻隔地震能量向上部结构 传递。
• 基本思想:是在建筑中设置柔性隔震层,地震 产生能量在向上部结构传递过程中,大部分被 柔性隔震层吸收,仅有少部分传递到上部结构 ,从而降低上部结构的地震作用,提高其安全 性。
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隔震结构设计
解决减震隔震计算中所有的非线性属性计算问题 也提供直接积分方法计算减隔震结构。
• 还可采用振型分解法的上部结构计算,计算结果是考虑 了隔震垫阻尼效应的、延长的周期结果的各层地震作用
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隔震层以下的结构设计
《抗规》12.2.9 : 1、隔震层支墩、支柱及相连构件,应采用隔震结构罕遇地 震下隔震支座底部的竖向力、水平力和力矩进行承载力验算 。 2、隔震层以下的结构(包括地下室和隔震塔楼下的底盘) 中直接支承隔震层以上结构的相关构件,应满足嵌固的刚度 比和隔震后设防地震的抗震承载力要求,并按罕遇地震进行 抗剪承载力验算。隔震层以下地面以上的结构在罕遇地震下 的层间位移角限值应满足表12.2.9要求。
天然地震波库数量丰富(每个特征周期下有80-200条)
简述隔震结构设计流程
简述隔震结构设计流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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结构设计知识:隔震结构设计的基本原理
结构设计知识:隔震结构设计的基本原理隔震结构设计的基本原理隔震结构设计是指将建筑物与地基分开,在地震时,通过隔震层的作用,将地震的能量消耗掉,从而减少或避免地震对建筑物的损害。
隔震结构设计是建筑物抗震设计的重要手段之一,可以有效地提高建筑物的抗震性能和安全能力。
本文将介绍隔震结构设计的基本原理,包括隔震层的类型、隔震基础的设计、隔震结构的性能评估等方面。
一、隔震层的类型隔震层是隔离建筑物与地基的层,其作用是通过隔震层的变形,将地震的能量消耗掉,从而减少地震对建筑物的作用力。
根据隔震层的类型,可分为板式隔震层、球型隔震层、桶式隔震层、减震隔震层等几种。
1、板式隔震层板式隔震层是一种较为常见的隔震层类型。
它通常由一块较大的钢板或橡胶垫组成,与建筑结构相连接,构成一个刚度较小的体系。
在地震时,隔震层将地震能量分散到较大的变形中,使隔震层上方的建筑结构几乎不受力,从而实现隔震效果。
2、球型隔震层球型隔震层主要采用钢制空心球体来实现。
其优点是不仅能够隔离地震,而且能够消除地震对建筑物的倾斜及偏移。
球型隔震层具有弹性好、轻便、稳定性能高的特点,可以在低频区减震,从而提高建筑物在多个频率段的抗震性能。
3、桶式隔震层桶式隔震层是由高爆炸性聚氨酯材料制成的可变形体,可用于较大建筑物的隔震设计。
隔震层的上下两部分由桶式隔震层相连,从而使其能够在地震中消耗能量,达到隔震的效果。
此外,桶式隔震层还具有适应性强、制造工艺简单、耐久性好等特点。
4、减震隔震层减震隔震层常用于高层建筑的抗震设计。
减震隔震层通常由铅芯橡胶支座或外挂钢容器加上粘滞阻尼器构成,能够在地震时提供阻尼效果和能量吸收,从而大大提高建筑物的抗震性能。
二、隔震基础的设计隔震基础的设计是隔震结构设计的重要组成部分,它是将隔震层与地基连接的关键。
隔震基础的设计应考虑到地震力的突然变化、天然地基的变化、生物腐蚀等因素。
1、基础的选择隔震基础的选择应根据地基的土性、建筑物的重量、结构系统的性质等因素来决定。
某多层框架结构隔震分析
某多层框架结构隔震分析作者:孙永来源:《现代商贸工业》2020年第30期摘要:本文以云南某养老院为例,采用基础隔震措施,对上部结构进行隔震控制分析。
利用盈建科(YJK)建模的快捷方便性,结构模型在YJK中建立,并通过YJK软件自带接口进行YJK—ETABS模型转换。
利用快速非线性分析FNA方法,分别对非隔震与隔震结构进行设防地震和罕遇地震下的非线性振型积分法分析,结果表明:隔震支座通过水平变形能够有效地耗散地震力,且延长建筑结构基本周期,增加整体结构阻尼,大大避开场地特征周期,对地震波中的高频能量起到明显地过滤效果。
使结构体系改变成柔性体系,隔震思路从传统硬抗震到软隔震的转变,从而很大程度地隔离地震能量传递到上部结构,减小结构动力响应,达到隔震控制的目的。
采用隔震装置后的上部结构隔震效果显著,满足结构抗震需求。
关键词:基础隔震;FNA方法;ETABS中图分类号:TB 文献标识码:Adoi:10.19311/ki.1672-3198.2020.30.0650 引言随着我国社会与国民经济快速发展,基础设施建设达到高潮期,建筑结构大致呈现出几个特点,建筑大规模、大面积、大数量、结构长大化、高耸化,以及复杂化。
现在面临一个问题,多数大中型城市的复杂建筑还未经受大地震考验,且我国是一个地震频发国,基础设施建设有很多紧靠或跨越地震断层,仍有大量不满足抗震要求的新旧建筑。
在以往地震灾害中,布置隔震装置后的建筑结构,往往发生破坏的概率比较低,即更为安全可靠,隔震效果明显,具有良好的隔绝地震优势。
隔震技术属于典型的被动控制技术,自上世纪60年代诞生以来,各国学者对此展开深入研究,使其应用也越来越广泛,目前隔震技术已趋于成熟。
我国于上世纪80年代引进,1996年,唐家祥以实际隔震工程为背景,阐述了基础隔震的设计方法与原则,并对比同期修建的非隔震工程决算费用,研究表明采用隔震措施可节约工程总造价10%。
2001年,我国将隔震技术写入抗震规范中,提出减震系数概念,并在实际工程中大力推广使用,2004年,祁皑等推导了基础隔震结构在不同工况下高宽比限值。
减震设计盈建科操作流程
减震设计盈建科操作流程一、前言。
今天咱们来唠唠减震设计里盈建科这个软件的操作流程呀。
这盈建科在建筑设计领域那可是相当厉害的,就像一个超级助手,能让咱们的减震设计变得轻松不少呢。
不过刚开始接触的时候,可能会觉得有点摸不着头脑,别怕,我这就把我知道的都分享给大家,保证你能像掌握游戏通关秘籍一样,顺利搞定它。
二、软件启动。
打开盈建科软件呀,就像打开一个装满宝藏的盒子。
在电脑桌面上找到盈建科的图标,然后轻快地双击它。
等一小会儿,软件的界面就展现在眼前啦。
这个界面乍一看可能东西有点多,但是没关系,咱们一步一步来熟悉它。
三、模型建立。
1. 结构布置。
这就像是搭积木的第一步呢。
我们要根据建筑的实际结构来在软件里进行布置。
你得先确定好柱子、梁这些主要结构构件的位置和尺寸。
比如说柱子吧,你要想好它的截面形状是方形的还是圆形的,还有尺寸大小,这些可都关系到整个建筑的稳定性哦。
把这些构件一个一个地在软件里画出来,就像在画一幅自己心中建筑的蓝图一样。
2. 荷载输入。
这一步可不能马虎呀。
建筑在使用过程中会承受各种各样的荷载,像自重啦、人活动产生的荷载啦、风荷载、地震荷载等等。
咱们得把这些荷载准确地输入到软件里。
你可以想象自己是一个超级细心的小管家,把每一项荷载都记录得清清楚楚的。
比如说输入楼面荷载的时候,要根据不同的使用功能来确定数值,像住宅的楼面荷载和商场的楼面荷载那肯定是不一样的呀。
四、减震装置设置。
1. 减震器类型选择。
现在到了减震设计的关键部分啦。
盈建科里有好几种减震器可以选择呢,像黏滞阻尼器、金属屈服阻尼器等等。
这就像是在给建筑挑选合适的“保护神”。
你得根据建筑的特点和需求来选择。
如果是高层住宅,可能黏滞阻尼器会比较合适,因为它在减震方面有很好的性能表现。
2. 布置减震器。
选好减震器类型之后,就要把它们布置到合适的位置啦。
这就像是给建筑穿上一件带防护功能的衣服,每个关键部位都要照顾到。
一般来说,会把减震器布置在结构变形比较大的地方,比如梁柱节点附近。
减震阻尼结构及减震方法与流程
减震阻尼结构及减震方法与流程减震阻尼结构及减震方法与流程:随着住宅、桥梁、大楼等工程项目的不断扩大与提升,抗震技术的研究也日趋成熟。
为了提高结构的抗震能力,减震阻尼结构技术应运而生。
一、减震结构的原理减震结构是指通过将弹性元件和阻尼器等装置加入原结构中,使结构在地震等自然灾害中的振动受到控制。
减震结构主要分为两类:隔震结构和增减震结构。
其中,隔震结构是指通过安装隔震装置(如橡胶隔震垫等)来防止地震波向建筑传递;而增减震结构是指在原结构上加装阻尼器、弹性元件等装置,使得结构振幅得到控制。
二、减震阻尼结构的组成与特点上述两种结构中,增减震结构在实际应用中多被采纳。
其主要组成部分包括:弹性元件、阻尼器和控制系统等。
弹性元件通常一般由钢、混凝土、木材等制成,其中橡胶支座是目前常用的一种材料;而阻尼器则可以分为液体阻尼器、金属阻尼器和摩擦阻尼器等类型。
减震阻尼结构的特点主要有:1、高度的抗震性能与安全可靠性。
2、减少震害范围与程度,保护人民财产安全。
3、延长建筑物的使用寿命,增强了结构的稳定性。
4、节省了建筑材料,改善了建筑质量。
5、减少地震对人心理造成的影响,缩短灾后重建时间。
三、减震方法与流程1、结构设计与计算结构设计中必须有优秀的基础设计和选定现代化的材料;如钢材,高强混凝土等。
地震动力学分析与计算是减震结构的基础。
2、制作和安装弹性支承弹性支承可以采用Beef's或Vulcanized,亦可采用橡胶制成焊接成形的形式。
3、设计、制造和安装减振器在现代结构中,减振器在地震负荷中承担了一个非常重要的作用。
依照需求选用相应的减振器类型。
4、安装隔震装置橡胶隔震垫是材料制作成各种规格和形状的模数,具有良好的隔振和减震效果。
5、构建减震调控系统减震调控系统可以根据转动或振动采取主动或者被动方法,采用现代控制技术,依照设计要求进行设计和制造。
6、维护和管理在使用中,应每半年对减震结构系统进行复查,检测状态,并对设备进行必要的维修、更新等。
隔震结构的原理及特点
隔震结构的原理及特点我在建筑这行混了不少年头,这隔震结构啊,可是个相当了不起的玩意儿,它的原理和特点可值得好好唠唠。
我跟刚入行的小伙子讲:“你看啊,这隔震结构的原理呢,就像是给建筑穿上了一双超级减震的鞋子。
平常咱遇到地震,地面一摇晃,那力量就直接传给建筑,就像有人狠狠推了建筑一把,建筑肯定受不了。
但有了隔震结构就不一样啦。
它在建筑底部和基础之间加了隔震层,这隔震层里有橡胶隔震支座之类的东西。
我拿着一个橡胶隔震支座模型,跟小伙子比划着说,你就把这个当成建筑的‘软垫子’,当地震波传来的时候,它就像个弹性十足的大弹簧,把地震的冲击力给吸收掉一大半。
我一边说,一边用力按压模型,展示它的弹性,脸上满是得意,就好像这发明是我搞出来的似的。
”小伙子眼睛亮晶晶地听着,我接着说:“这隔震结构的特点啊,首先就是能大大降低地震对建筑的破坏。
我曾经见过一次小地震后,旁边普通建筑的墙都裂了,可隔震建筑呢,就像个没事人一样,稳稳当当的。
我当时就跟旁边的人说,这隔震建筑就像个功夫高手,面对地震的攻击,轻松就化解了。
而且啊,隔震结构还能让建筑里的人感觉更舒适。
我想象着地震时在隔震建筑里的情景,跟小伙子说,就像你坐在一辆超级平稳的汽车里,外面虽然颠簸,但你在车里几乎感觉不到,该干啥干啥,不会吓得惊慌失措。
”说到隔震结构的耐久性,我皱着眉头说:“不过呢,这隔震结构也得好好维护。
那些橡胶隔震支座时间长了可能会老化,就像人老了身体机能下降一样。
我有次检查一个老的隔震建筑,就特别留意那些支座,我跟同事说,这橡胶支座就像建筑的‘关节’,关节不好使了,建筑也会出问题,所以得定期检查,该换就得换,不然等大震来了,可就麻烦了。
”我又想到了隔震结构的成本:“这隔震结构的成本嘛,确实比普通建筑要高一些。
就像你买个高配的手机,功能多,价格自然贵。
但是你想想,它能在地震时保护建筑和人的安全,这钱花得还是很值的。
我跟业主解释的时候,就说这是对未来的一种投资,就像给建筑买了一份超级保险,以后遇到地震就不怕了,能安安心心地过日子,不用担心房子塌了没地方住。
浅谈盈建科隔震设计要点
浅谈盈建科隔震设计要点1、对建立好的模型,命名为轴压比模型,进行原地震烈度下的模型计算,地震烈度及抗震等级均以原烈度输入,此模型不控制其他计算参数,仅计算轴压比,当轴压比计算均满足要求后进行下一步计算。
2、复制轴压比模型,命名为上部结构计算模型,此模型为最终施工图模型,计算需满足各项指标,在地震信息中,根据降低一度后输入抗震等级,将调整后的水平向减震系数改为0.5即可,其余参数均不变,进行计算,待计算均满足要求进行下一步分析。
(注:对于乙类建筑切记结构重要性系数为1.1)二、多遇地震下隔震分析计算1、复制上部结构计算模型,命名为小震非隔震模型,修改地震信息中调整后的水平向减震系数为1.0,在特殊构件补充定义中,将隔震层柱底改为铰接,先进行反应谱计算,然后进行时程计算。
时程计算时,选取地震波,软件可自动选波,一般选取3条波,其中2条天然波,1条人工波,修改对应的地震参数,进行时程分析。
切记选好的3条波名称,整个后续的隔震分析均以此3条波为准。
2、复制小震非隔震模型,命名为小震隔震模型,在该模型中将原有的柱底铰接属性取消,在节点属性中选择单点约束---选择柱底节点布置,进行隔震支座的布置,计算分析步骤主要为以下:(1)先确定铅心支座的初步数量。
根据总信息中风荷载产生的底部总剪力除以铅心支座的屈服力,即可得到铅心支座的最少数量。
(2)输入支座参数:支座参数共有U1,U2,U3三个方向,其中U1为竖向,U2为水平Y 向,U3为水平X向。
对应参数表示为(U1):有效刚度Ke=支座竖向刚度Kv,有效阻尼CE=0,刚度KC=支座竖向刚度Kv,抗拉刚度Kt=1/10支座竖向刚度Kv,截面积A=支座面积。
对应参数表示为(U1及U2):有效刚度Ke=支座水平刚度Kh,有效阻尼CE=0,刚度K=支座初期刚度K1,屈服力KY=屈服力Qd,屈服后刚度比=1/13。
对于天然橡胶支座,不需要输入非线性参数。
(3)支座布置完成后,先进行反应谱的计算,然后进行时程分析。
隔震结构体系的原理分析
隔震结构体系的原理分析摘要:随着国民经济的不断发展,建筑抗震设计的要求也不断提高,各种耗能减震技术的应用也越来越广泛。
隔震结构体系通过在结构的底部和基础之间设置一个柔性的隔震层来耗散地震能量。
隔震层的设置,显著地降低了地震动的作用,很好地控制了地震作用下的结构响应,提高了建筑物的抗震性能。
关键词:隔震结构体系;耗能减震技术;隔震层;叠层橡胶支座;摩擦隔震系统1.隔震结构体系的基本原理隔震结构体系主要有三个部分组成:一是上部结构,二是隔震层,三是下部结构。
隔震层主要包括耗能元件和隔震元件,这两种元件的变形能力强,水平刚度小于上部结构的刚度,因此,结构的基本周期将被延长,和场地的卓越周期相互错开,从而使结构的地震作用效应大大减小。
隔震元件赋予了结构在基础面上做柔性滑动的能力,可延长结构的固有周期。
阻尼元件则给隔震层提供耗能能力,且自身拥有合适的刚度,防止结构在风荷载和地震的作用下产生较大位移。
为了使结构拥有优良的的减震能力,同时又可满足正常使用情况下的变形条件,隔震结构体系需拥有下面的基本特性:(1)承载特性:隔震装置需要具备足够的竖向承载力,确保建筑在日常的使用状况下可以正常地支承上部结构的荷载。
(2)隔震特性:隔震装置在较低的水平作用下,即普通风荷载或者小震情况下,拥有合适的弹性刚度,用于满足日常的使用要求。
当承受较大的水平作用时,即大震情况下,允许隔着装置产生一定量的柔性滑动,让结构体系进入耗能状态。
(3)复位特性:隔震装置需要具备一定的弹性恢复力,从而让上部结构和隔震装置在地震作用下具可以自动复位,降低震后的修复工作量。
(4)阻尼特性:隔震装置需要具有良好的耗能能力。
在地震作用下,隔震结构体系的整体表现如下:因设置了水平刚度显著小于上部结构的隔震装置,上部结构的水平变形为整体平动,即在地震下上部结构依然保持弹性状态。
2叠层橡胶支座叠层橡胶支座由交错叠合的钢板层和橡胶层组成,钢板层可约束橡胶层水平变形,因此,橡胶支座在竖直方向上拥有足够的承载力和刚度,同时在水平方向上其刚度较小,具备延长结构固有周期的效果。
隔震结构设计指南
说明显减少了。但影响设计隔震建筑的参数还是很多, 所以应该充分考虑到这些参数的变动范围,从多个角 度研究隔震建筑在地震中的状态。
四、橡胶支座的构造和特征
隔震器是指将建筑物与地基隔离的装置和机构。它 必须具有能承受建筑物重量的强度和刚度,而在水平方向 则具有充分的柔度。多层橡胶可以满足上述工程上所要 求隔震器的性能,且经济上也是可行的。
压缩破坏试验 (500-714)500-3.7526试验体
压缩破坏试验情形胶系列叠层橡胶支座的水平特性 • [概要]
高阻尼橡胶系列叠层橡胶支座在混合了天然橡胶和合 成橡胶的橡胶聚合体中加入了填充剂、补强剂、可塑 剂、硫化剂等配合剂,除了具有隔震支座的水平和竖 向弹簧功能之外,还具有阻尼功能。因此,高阻尼橡 胶支座在设计上的主要力学性能是刚度和阻尼特性。 • 滞回特性和剪切应变相关性
b)拉伸特性 左下图显示的是对天然橡胶支座500-3.75×26施加
200%的剪切变形后,在该状态下进行单调拉伸加载时 的滞回特性。
右下图显示的是天然橡胶支座的拉伸变形状态。
天然橡胶支座拉伸特性 天然橡胶支座的拉伸变形状态
(2)叠层橡胶支座的耐久性和耐火性 叠层橡胶支座通常在受光和热影响较小的环境中 使用,因此特别要注意的是橡胶的氧化反应和徐 变。下图是叠层橡胶支座的徐变试验结果。
因此,隔震结构适用于医院、广播、学校等震后恢 复中心的建筑物,也适用于博物馆、计算机中心等内部
财产价值很高的建筑物,以及建筑物本身价值很高的 历史建筑物,对其他用途的建筑物也同样可以发挥很 好效果。
上图为隔震建筑和传统结构在遭遇地震时的比较 效果图,隔震结构的优越性由此可见一斑。
三、隔震结构的设计思路
隔震施工方法的结构设计与施工
隔震施工方法的结构设计与施工隔震施工方法是一种应用于建筑结构中的技术,旨在减少地震对建筑物的影响,保护人员和财产的安全。
隔震施工方法的设计与施工对于建筑的稳定性和安全性至关重要。
本文将探讨隔震施工方法的结构设计和施工过程。
一、隔震施工方法的结构设计在隔震施工方法的结构设计中,需要考虑以下几个关键因素:1. 建筑结构的特点:不同类型的建筑结构需要采用不同的隔震施工方法。
例如,对于高层建筑而言,可能需要采用钢结构的隔震设计,而对于低层建筑,可以考虑采用橡胶隔震垫设计。
2. 地震烈度:地震烈度是指地震波在一定范围内的强度。
在隔震施工方法的结构设计中,需要根据地震烈度对建筑物进行分析和计算,选择适当的隔震施工方法。
3. 材料的选择:隔震施工方法中使用的材料需要具备一定的弹性和耐震性能。
例如,橡胶隔震垫需要选择具有较好弹性和耐久性的橡胶材料。
4. 施工工艺:在隔震施工方法的结构设计中,需要考虑施工的工艺流程和操作要点,确保施工过程中的质量和安全。
二、隔震施工方法的施工过程隔震施工方法的施工过程包括以下几个主要步骤:1. 建筑结构检查:在施工过程之前,需要对建筑结构进行彻底的检查,确保结构无明显缺陷和损坏。
2. 施工准备:施工前需要进行充分的准备工作,包括材料和设备的准备、施工图纸的编制等。
3. 隔震垫安装:根据设计要求,在适当的位置安装隔震垫。
安装隔震垫时,要保证其水平稳定,避免产生安装误差。
4. 结构连接:根据设计要求,进行结构连接,将隔震垫与建筑结构连接起来,确保其稳定性和安全性。
5. 测试与调整:施工完成后,进行隔震施工效果的测试,根据测试结果进行必要的调整和改进。
三、隔震施工方法的优势与应用范围隔震施工方法具有以下优势:1. 减少地震对建筑物的破坏:隔震施工方法通过减少地震波对建筑结构的冲击,有效地减少了地震对建筑物的破坏程度,提高了建筑物的抗震性能。
2. 保护人员和财产的安全:隔震施工方法可以大大减少地震对建筑物内部人员和财产的危害,确保其安全。
混凝土桥梁隔震技术及实例分析
混凝土桥梁隔震技术及实例分析混凝土桥梁隔震技术及实例分析随着社会的发展和城市化进程的加速,城市桥梁建设已经成为城市基础设施建设的重要组成部分,其中混凝土桥梁是最常见的一种。
但是,由于地震频繁发生,混凝土桥梁的震动安全问题日益受到人们的重视。
隔震技术是解决混凝土桥梁震动安全问题的有效方法之一。
本文将从隔震技术原理、分类、实现方式以及实例分析等方面详细介绍混凝土桥梁隔震技术。
一、隔震技术原理隔震技术是一种通过在结构下部设置隔震装置,将地震引起的结构振动与地面的振动分离,从而保护结构不受地震破坏的技术。
隔震技术的原理是利用隔震装置将地震能量转化为热能和弹性变形能,并将结构振幅减小到可控的范围。
二、隔震技术分类隔震技术按照隔震装置的形式分为橡胶隔震、钢板隔震、球形隔震和液体隔震四种类型。
1. 橡胶隔震橡胶隔震是将橡胶材料作为隔震装置的一种技术,它的原理是利用橡胶材料的高阻尼特性,吸收地震能量,减小结构振幅。
橡胶隔震技术具有成本低、易于安装、维护方便等优点,但是它的耐久性较差,需要定期更换。
2. 钢板隔震钢板隔震是将钢板材料作为隔震装置的一种技术,它的原理是利用钢板的弹性特性,使结构振幅减小。
钢板隔震技术具有耐久性好、不易老化、安装方便等优点,但是它的成本较高。
3. 球形隔震球形隔震是将金属球体作为隔震装置的一种技术,它的原理是利用球形隔震装置的弹性特性,将地震能量转化为热能和弹性变形能。
球形隔震技术具有耐久性好、安装方便、减震效果好等优点,但是它的成本较高。
4. 液体隔震液体隔震是将液体作为隔震装置的一种技术,它的原理是利用液体的阻尼特性,吸收地震能量,保护结构不受地震破坏。
液体隔震技术具有减震效果好、寿命长、维护方便等优点,但是它的成本较高。
三、隔震技术实现方式隔震技术的实现方式主要包括全隔震、半隔震和局部隔震三种方式。
1. 全隔震全隔震是将整个结构下部都设置为隔震层的方式,它的优点是隔震效果好,但是它的成本较高。
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上部结构计算-选取地震波
隔震结构设计
隔震结构:利用隔震元件,以集 中发生在隔震层的较大相对位移 ,阻隔地震能量向上部结构传递 。
隔震技术的重点是“隔离地震”
01
02
03
基本思想:是在建筑中 设置柔性隔震层,地震 产生能量在向上部结构 传递过程中,大部分被 柔性隔震层吸收,仅有 少部分传递到上部结构 ,从而降低上部结构的 地震作用,提高其安全 性。
•选用计算水平向减震系数β时同样的地 震波;
•在弹性时程参数“主方向峰值加速度” 中输入大震下的峰值加速度。
设置相关工况组合
由于YJK目前的FNA法不能同时施加竖向地震 波,所以竖向地震按简化算法取值。 长期荷载效应最大压应力:1.0D+0.5L 短期荷载效应最大压应力: 1.0D+0.5L+1.0Fek+0.4*(0.2(1.0D+0.5L)) =1.08D+0.54L+1.0Fek
7
隔震结构设计方法
隔震结构设计一般采用分部设计方法。即将整个隔震结构分为上部结构、隔震层、 下部结构及基础,分别进行设计
上部结构
隔震层
下部结构
基础
沿用一般抗震结构的 设计方法,水平地震 作用采用隔震以后的 标准值。隔震支座不 能隔离竖向地震作用, 所以与竖向地震作用 相关的不降低(如轴 压比等)。
《抗规》12.2.2-2条:
一般情况下,宜采用时程分析法进行计 算;输入地震波的反应谱特性和数量, 应符合本规范第5.1.2条的规定,计 算结果宜取其包络值。
采用非隔震模型选波。
《乌鲁木齐建筑隔震技术应用规定》
---7条波取平均,3条波取包络;天然波数 量不少于波总数的2/3;弹性时程分析时每 条波计算所得结构底部剪力不应小于振型分 解反应谱法计算的65%;多条波时平均值不 应小于80%;有效持时为结构基本周期的 5~10倍;确定减震系数时按中震计算。 ---地震波在主要周期(一般可取前3个周期) 点上的相似性要求:应同时满足隔震和非 隔震在主要周期点上的相似性要求;确有 困难时对非隔震结构主要周期点上的相似性 要求可适当放宽
YJK:软件计算最小剪力系数依赖地震影响系数最大 值,由于软件提供了单独的减震系数输入,不需修改 地震影响系数最大值,因此不影响最小剪重比调整。
29
竖向地震
《抗规》12.2.1 《抗规》12.2.5-4
“隔震层以上结构的水平地震作用应根据水平向 减震系数确定;其竖向地震作用标准值,8度 (0.20g)、8度(0.30g)和9度时分别不应小于隔震 层以上结构总重力荷载代表值的20%、30%和 40%。”
在满足长期荷载下压 应力要求外,还需满 足短期荷载下的压应 力、拉应力以及隔震 支座的位移。
地震作用计算、抗震 验算和抗震措施,应 进行设防地震的抗震 承载力验算,并按罕 遇地震进行抗剪承载 力验算。隔震层以下 地面以上的结构在罕 遇地震(大震)下的 层间位移角控制。
地基基础的抗震验算 不考虑隔震产生的减 震效应,按本地区设 防烈度进行设计。
最大拉应力=最小压应力:0.9D-1.0Fek-0.5* (0.2(1.0D+0.5L))=0.8D-1.0Fek-0.05L 支座最大位移:1.0D+0.5L+1.0Fek
36
设置需查看内力及应力的相关工况组合
第一行是为《抗规》12.3.3-3:橡胶隔震支座在 重力荷载代表值的竖向压应力不应超过表 12.2.3的规定,恒活荷载读取反应谱结果; 第二行是为《抗规》12.2.3; 第三行是为《乌鲁木齐建筑隔震技术应用规定》 第2.4.2条:隔震支座在罕遇地震作用下的最大 压应力不宜大于30MPa;
上部结构设计主要步骤:
1
将模型文件复制两份,一个布置上隔震支座属 性,此时叫隔震模型;另一个不布置隔震支座
属性,隔震支柱底端设铰,此时模型叫非隔震
模型;
2 对隔震模型和非隔震模型分别进行中震时程分析 计算;
3 人TI工TL对E比两个模型时程分析结果(楼层剪力或弯 矩)得出水平向减震系数β;
4 非隔震模型输入水平减震系数的反应谱法计算。
《乌鲁木齐建筑隔震技术应用规定》第2.2.4条:确定减震系数 时按中震计算;需考虑近场影响时地震波输入应考虑近场影响系 数。
16
非隔震模型和隔震模型的中震反应谱计算
为了计算出水平向减震系 数β,需要分别对非隔震模 型和隔震模型进行弹性时 程分析计算,但是在YJK中, 弹性时程分析是需要接力 反应谱计算的,因此对两 个模型的反应谱计算除了 基本的设计参数设置外, 还应在地震计算参数中, 按照中震计算的要求设置 地震影响系数最大值。
隔震结构设计
4
隔震结构设计
5
隔震结构设计
• 隔震结构通过设置隔震层,延长上部结构的周期。如将 结构周期从隔震前的0.5s延长到隔震后的3.0s,根据设 计地震的拟加速度反应谱,结构所承担的地震力显著降 低。-潘鹏老师
6
隔震体系的组成
• 一般隔震结构是:较规则的多层结构的基础隔震或地下室顶板处隔震 ;也有在裙房和塔楼处设置隔震层的。
1 ….其橡胶支座在罕遇地震的水平 和竖向地震同时作用下,拉应力不 应大于1Mpa。 《乌鲁木齐建筑隔震技术应用规定》 第2.4.2 条:隔震支座在罕遇地震 作用下的最大压应力不宜大于
30MPa
34
对隔震模型的罕遇地震(大震)的时程计算
•复制一份隔震模型,对此模型进行在罕 遇地震(大震)的时程(FNA法或直接积 分法)计算;
24
4 对非隔震模型输入减震系数的反应谱法计算
在非隔震模型中输入β/ψ 并进行反应谱法计算,得 到上部结构的最终配筋结 果
按照《抗规》12.2.7第2条 抗震措施降低1度,按照7 (0.10g)高度小于24m得 到抗震等级为三级
25
轴压比限值
《抗规》 12.2.7-2
“隔震层以上结构的抗震措施,当水平向减震系数大于0.40 时(设置阻尼器时为0.38)不应降低非隔震时的有关要求;水平 向减震系数不大于0.40时(设置阻尼器时为0.38),可适当降低 本规范有关章节对非隔震建筑的要求,但烈度降低不得超过1 度,与抵抗竖向地震作用有关的抗震构造措施不应降低。”
非隔震模型完成上部结 构的“生成数据+全部计 算”,此为中间结果, 不是最终结果
17
对非隔震模型进行中震下的弹性时程计算
然后进入“弹性时程”菜单,需在 这里选择地震波,进行设防地震下 的弹性时程计算
注意要把在弹性时程参数“主方 向峰值加速度”中输入中震下的 峰值加速度。
18
对非隔震模型进行中震下的弹性时程计算
上部结构计算-模型
《乌鲁木齐建筑隔震技术应用规定》
上部结构模型中应在底部增加上支墩层(亦称短柱层),该层质点由上支墩及与之 相连的梁、板、墙构成。
上支墩层中的上支墩可按短柱输入,上部结构可按短柱底铰接和固接两种模型进行 包络设计。 必要时可采用整体(上部结构+隔震层+下部结构)分析法对隔震结构进行辅助分析。
YJK隔震结构设计应用
韩艳薇
1
抗震结构设计
01
抗震结构 地震时建筑物受到的地震作用由底向上逐渐放 大,从而引起结构构件的破坏
02
基本思想
抗震设计思想是抵御地震作用立足于“抗”,即依靠建筑物 本身的结构构件的强度和塑性变形能力,来抵抗地震作用和 吸收地震能量。 Nhomakorabea03
特点:在强震作用下,会产生很大变形,造成各种破坏或者倒塌。为 了保证结构安全,要加大构件设计强度、耗材多,且地震力是惯性力 ,构件断面大,材料多,质量大,其受地震作用也相应增大。想在经 济和安全之间找平衡点很困难。
放大系数=最小重力系数/( β * α *0.65*0.75*1.5), 用该放大系数乘以竖向地震分项系数。-
31
竖向地震
放大系数=最小重力系数/( β * α *0.65*0.75*1.5), 用该放大系数乘以竖向地震分项系数。-
32
二、隔震层设计(一)
隔震支座验算
按大震计算(更须考虑非线性); 需考虑竖向地震计算; 弹性时程分析的FNA法和直接积分法;
第四行是为《抗规》12.2.4:橡胶支座在罕遇 地震的水平和竖向地震同时作用下,拉应力不 应大于1Mpa;
注:与抵抗竖向地震作用有关的抗震措施,对钢筋混凝土结构,指 墙、柱的轴压比规定。
26
轴压比限值
规范规定抗震构造措施不降低, 在前处理特殊构件定义中按不 降低烈度的指定轴压比限值。 按照抗规表6.3.6,二、三级柱 轴压比限值差0.10,所以需要 指定轴压比限值减小0.10达到 抗震构造措施二级标准。
“9度时和8度且水平向减震系数不大于0.3时,隔震 层以上的结构应进行竖向地震作用的计算。”
30
竖向地震
《乌鲁木齐建筑隔震技术应用规定》 9度时和8度且水平向减震系数不大于0.3时,应进行上部结构 的竖向地震作用计算;其它情况可不进行竖向地震作用计算。
由于上部结构计算采用统一的折减系数,因此可以通过修 改竖向地震分项系数的方法处理:
33
隔震支座验算
《抗规》12.2.3
《抗规》12.2.4
隔震层的橡胶隔震支座应符合下列 要求:
1 隔震支座在表12.2.3所列的压应力 下的极限水平变位,应大于其有效 直径的0.55倍和支座内部橡胶总厚度 3倍二者的较大值。 3 橡胶隔震支座在重力荷载代表值的 竖向压应力不应超过表12.2.3的规定。
人工对比每条波隔震和非隔震的上部结构各楼层剪力值,所有比值中取最大值 作为水平地震减震系数;主方向0度和90度