隔震設(shè)計流程及PKPM建模

1、隔震設(shè)計流程及PKPM建模1 初定減震目標(biāo)隔震設(shè)計的第一步就是初定減震目標(biāo)。如果當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)防烈度為9度（0.4g）,考慮到場地條件好（Tg?。⑸喜拷Y(jié)構(gòu)規(guī)則、質(zhì)量和剛度分布均勻（包括平面和立面）， 可以初步確定減震目標(biāo)為降一度半，即上部結(jié)構(gòu)要按照7度（0.15g）進(jìn)行設(shè)計。這里 需要強(qiáng)調(diào)的是：一、當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)防烈度并沒有降低；二、整個結(jié)構(gòu)的抗震能力沒有降 低，相反結(jié)構(gòu)的抗震能力大大提高了。那么，上部結(jié)構(gòu)為什么按7度（0.15g）設(shè)計， 而不是按照9度（0.4g）設(shè)計呢？因為采用了隔震技術(shù)，上部結(jié)構(gòu)的地震作用減小到低 于或相當(dāng)于抗震設(shè)防烈度為7度（0.15g）的水平。2 確定隔震層位置隔震層的

2、位置要根據(jù)具體工程具體分析，目前多設(shè)置在基礎(chǔ)頂和地下室柱頂，當(dāng)然， 也有設(shè)置其他位置的。3 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)減震后的地震作用水平（如7度（0.15g），進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)設(shè)計。這里需要 注意幾個問題。3.1 隔震設(shè)計一般原則1）高層建筑多采用剪力墻結(jié)構(gòu)，在開始定方案時，應(yīng)注意結(jié)構(gòu)的高寬比不宜過大， 對于 9 度地區(qū)，一般控制在 3 以內(nèi)比較好，不宜超過 4。2） 結(jié)構(gòu)周邊剪力墻要盡量少布置，盡量將剪力墻布置在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，同時在satwe 中驗算罕遇地震時，盡量避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)拉力。3）如果隔震層做成轉(zhuǎn)換層，隔震層的轉(zhuǎn)換梁柱要盡量大，確保隔震層的剛度和承 載力，宜大于一般樓蓋梁板的剛度和承載力。4）轉(zhuǎn)換層的

3、柱子布置不宜過密，過密導(dǎo)致單個支座的壓力變小，在罕遇地震下， 柱子容易出現(xiàn)拉應(yīng)力，而隔震設(shè)計中拉力需要盡量避免，如果不能避免，拉力應(yīng)在規(guī)范3.2 結(jié)構(gòu)模型底層柱下端改為鉸接約束考慮到隔震橡膠支座的抗扭剛度、抗彎剛度相對混凝土柱非常小，或者說隔震橡膠 支座傳遞彎矩和扭矩的能力弱，因此，為了使模型結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)與真實(shí)結(jié)構(gòu)的受力狀 態(tài)更接近，建筑結(jié)構(gòu)模型的底層柱改為下端鉸接約束。PKPM 中實(shí)現(xiàn)過程如下圖所示。點(diǎn)擊SAT-8或SATW，再選“接PM生成SATWE數(shù)據(jù)”，再點(diǎn)擊“應(yīng)用”按鈕。在“SATW前處理一一接PM生成SATWE數(shù)據(jù)”窗口中，選擇第二項“ 2. 特 殊構(gòu)件補(bǔ)充定義”，然后點(diǎn)擊“應(yīng)用

4、”按鈕。 在“SATW數(shù)據(jù)前處理”窗口中，選擇“特殊柱”匚也 在彈出的對話框中，選擇“柱下端鉸接” 光標(biāo)框選建筑底層所有柱，即可完成柱下端鉸接設(shè)置3.3 豎向地震作用考慮考慮到目前橡膠隔震支座，對減小水平向地震作用非常明顯，對減小豎向地震作用 不明顯，隔震后，結(jié)構(gòu)的豎向地震力可能大于水平地震力，應(yīng)予以重視并做相應(yīng)的驗算，采取適當(dāng)?shù)拇胧?。因此，?guī)范第12.2.1條中規(guī)定：隔震層以上結(jié)構(gòu)的水平地震作用應(yīng) 根據(jù)水平向減震系數(shù)確定；其豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，8度（0.2g）、8度（0.3g）和9度（0.4g）時分別不應(yīng)小于隔震層以上結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值的20% 303和40% PKPM實(shí)現(xiàn)過程如下 點(diǎn)擊S

5、AT-8或SATW，再選“接PM生成SATWE數(shù)據(jù)”，再點(diǎn)擊“應(yīng)用”按鈕在“ SATWE前處理一一接PM生成SATWE數(shù)據(jù)”窗口中，選擇第一項“ 1. 分析與設(shè)計參數(shù)補(bǔ)充定義（必須執(zhí)行）”，然后點(diǎn)擊“應(yīng)用”按鈕。SATWE-分析與設(shè)計參數(shù)補(bǔ)充定義-總信息-“地震作用總信息”下選擇“計 算水平和豎向地震作用”；SATWE-分析與設(shè)計參數(shù)補(bǔ)充定義-地震信息-選擇隔震以后的上部結(jié)構(gòu)的 地震動參數(shù)。如當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度為 9度，隔震后上部結(jié)構(gòu)按7度（0.15g）來計算, 參數(shù)設(shè)置如下。這里需要注意：和豎向地震有關(guān)的參數(shù)不能降低，如軸壓比仍需照當(dāng)?shù)卦O(shè)防烈度地 震進(jìn)行考慮。豎向地震作用調(diào)整以當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度

6、為9度，隔震后上部結(jié)構(gòu)按7度（0.15g）來計算。由于前面我們輸入的多遇地震水平影響系數(shù)最大值是 0.12 （按照7度（0.15g）,因此，計算 豎向地震作用時，程序是按照7度（0.15g）進(jìn)行計算，而不是按照9度（0.4g）計算。所以，根據(jù)抗規(guī)我們要做兩項工作。第一、將豎向地震作用調(diào)整9度（0.4g）;第二、保證豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值不小于總重力荷載代表值的 40%。調(diào)整系數(shù)如下表1和 表2所示。表1僅考慮豎向地震作用時EV設(shè)防烈度隔震后上部結(jié)構(gòu)設(shè)計采用烈度8 度 7.5度7度9 度 4.455.938度4.45表2豎向地震作用和水平地震作用同時考慮rEv設(shè)防烈度隔震后上部結(jié)構(gòu)設(shè)計采用烈度8 度

7、 7.5度7度9 度 1.72.288度1.7PKPM實(shí)現(xiàn)過程如下。1）SATWE-分析與設(shè)計參數(shù)補(bǔ)充定義-荷載組合，然后勾選“采用自定義組合及 工況”，再單擊“自定義”按鈕，設(shè)置見下圖。2）在彈出的“自定義組合工況”窗體中，將僅考慮豎向地震（或稱 Z向地震）工 況的豎向地震組合系數(shù)修改為 3.5，設(shè)置見下圖。至此，豎向地震作用已從 7度0.15g 調(diào)整到9度0.4g組合號臨轅K向網(wǎng)戦¥向鳳極1冋世盎±J12U2OQ|,4QQ|Q.QQOqeqooQQQo, ooo131.2ODa., sao-L4Q00. ODOo.aooa. oooa. oaoL2000. 9800,

8、000L.4000.000O'. 000o, ooo151.2DDD. 980CL DOQi-1bD00,0000.000CL DOO161.000EL 0003.4000.0000.0000.0000. DOOIT1.000OiOOO0.000a. ooo0.0000, oooL81.00Da. oao0. DOO1-400mOODo. oaoCL DOOL9IrOOOo. oao0. 000-i.400Or 000Q.OOO0, 00O20LQOOL 400CL &400.0000.0000.000(L OQO211.00D1.400-0. B400.0000.000(Lo

9、ao0. DOO22LOOO1,4000. 0000=00.0000.0000, 00023ROOD1.400CL DOO一山 840OuOODo.oaoEL DOOZ4LOOOm關(guān)0L40Q0.0000.000n ooo0, 00025L000Ql 9800.0000,0000.0001 OQO26L0O0皿觀0. DOO1.000.000I1L00D2：l. 000a. aoo-1.00OrOOO&.0000, ooo1.20Doi eaoa. dooO.ODO1.300(LDOO2. 230羽1.20D0-. 6000, 0000.000-1.300OLr 0002, 2S03Q

10、U2O0Ou 6000. OQQi0.0000.0001+ 300g 280511.2000. 6000. D00o.aoo0000-1. 30 Di 2.2S0 |32L0000.-6000, 0000.000L3000.000-2. 280331.000DL 500cl oao0.000-1.300O.00D-2. 28Q34LOOD0L 5000. ODD0.0000.0001. 3QD-2. 2犯351,0000<.50Qq, aoo>qbqqo0,000-k300-2, 23036R2ODa., coo. D000. ODO0.000d oao民9303TIrOOO0,

11、600U. 0000.000O.oooOuUOO-5, 930T3.4 最小層間剪力最小層間剪力應(yīng)滿足抗規(guī)(GB50011-2010) 5.2.5條，按本地抗震設(shè)防烈度的要 求。3.5 底層柱彎矩放大系數(shù)框架結(jié)構(gòu)底層柱下端彎矩放大系數(shù) 抗規(guī)(GB50011-2010)623。對于隔震結(jié)構(gòu)， 柱下端彎矩調(diào)整應(yīng)在隔震層上面一層柱， 因此，為了保證該層柱的配筋計算正確， 應(yīng)將 隔震層設(shè)置為地下室，在此條件下，計算該層柱子的配筋。4 隔震層以下結(jié)構(gòu)設(shè)計1) 按照抗規(guī)(GB50011-2010)12.2.9條第1、2款：隔震層支墩、支柱及相連 構(gòu)件，應(yīng)采用隔震結(jié)構(gòu)罕遇地震下隔震支座底部的豎向力、水平力和力矩進(jìn)行承載力驗 算。2) 隔震層以下的結(jié)構(gòu)(包括地下室和隔震塔樓的底盤)中直接支承隔震層以上結(jié)構(gòu)的相關(guān)構(gòu)件，應(yīng)滿足嵌固剛度比和隔震后設(shè)防地震的抗震承載力要求，并按罕遇地震進(jìn)行抗剪承載力驗算。隔震層以下地面以上的結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的層間位移角限值應(yīng)滿 足表12.2.9要求。5 基礎(chǔ)設(shè)計按照抗規(guī)(GB50011-2010) 1229條第3款：隔震建筑地基基礎(chǔ)的抗震驗算和 地基處理仍應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度進(jìn)行， 甲、乙類建筑