SAP2000下简单结构隔震设计

实用文档实用文档目录TOC\h\z\t"章标题,1,节标题,2,小节标题,3"1工程概况 22.初步设计 22.1是否采用隔震方案 22.2确定隔震层的位置 32.3隔震支座的选型和布置 33中震下的时程分析 33.1地震作用下的层间剪力 33.1.1CHICHI-3660作用下的地震层间剪力 33.1.2NP-X2980作用下的层间剪力 43.1.3RH1-10011作用下的层间剪力 43.1.4水平减震系数的计算 53.2地震作用下层间位移 63.3地震作用下的加速度 73.3.1CHICHI-3660作用下的结构加速度响应 73.3.2NP-X2980作用下的结构加速度响应 73.3.3RH1-1001作用下的结构加速度响应 84结论 81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SEQ图\*ARABIC1结构柱网布置2.初步设计2.1是否采用隔震方案不隔震时，该建筑物的基本周期为0.45s，小于1.0s。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。建筑场地为Ⅱ类场地，无液化。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。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。本文不隔震的模型，和隔震模型均采用SAP2000进行计算，先提取基地反力，根据柱底反力F，反算每个支座的直径。根据下式计算：A=F∕σD=式中：A为柱底支座面积；F为柱底反力；σ为竖向压应力，应根据建筑等级选取。计算出每个支座的最小直径。发现本文结构简单，使用直径400的支座完全满足要求，故本文全部选用24个LRB400。LRB400参数性质见下表：表格SEQ表格\*ARABIC1LRB400参数支座有效直径橡胶总厚度屈服前刚度100%水平剪切变形250%水平剪切变形竖向刚度屈服力单位mmmmkN/mkN/mkN/mkN/mmkNLRB4004007387901040820220027.03中震下的时程分析3.1地震作用下的层间剪力3.1.1CHICHI-3660作用下的地震层间剪力表格SEQ表格\*ARABIC2CHICHI-3660作用下的地震层间剪力层数X向比值Y向比值非隔震隔震非隔震隔震12429.979746.52990.3072172617.357730.16120.27896922261.4361184.5650.5238112425.5791109.3980.45737532130.486620.33220.2911692249.825571.58280.25405741717.961650.19350.3784681790.535511.04910.2854175983.8426425.2360.432221010.973440.01890.435243CHICHI-3660地震波作用下，结构X向隔震和非隔震层间剪力对比图示：图SEQ图\*ARABIC23.1.2NP-X2980作用下的层间剪力表格SEQ表格\*ARABIC3NP-X2980作用下的层间剪力层数X向比值Y向比值非隔震隔震非隔震隔震1.005640.011050.400.195691.231017.280.182.005169.901317.960.254917.251295.570.263.004270.41798.130.193689.22781.750.214.003001.32650.600.222819.14589.090.215.001596.45579.290.361519.83620.570.413.1.3RH1-10011作用下的层间剪力表格SEQ表格\*ARABIC4RH1-10011作用下的层间剪力层数X向比值Y向比值非隔震隔震非隔震隔震13846.581863.61290.224327.088820.42490.1923738.6611223.9680.334144.7041234.4220.3033085.476755.8010.243376.669717.82080.2142299.828516.30410.222399.891426.99740.1851413.174459.58980.331504.216480.76240.323.1.4水平减震系数的计算通过三种地震波作用下隔震和非隔震两种情况下各层最大层间剪力对比分析确定隔震结构水平向减震系数，计算结果见下表：表格SEQ表格\*ARABIC5水平减震系数的计算层数地震波X向均值Y向均值最大值1CHI0.3072170.2390.2789690.2157720.387NP-X29800.186240.178745RH1-100110.2245140.1896022CHI0.5238110.3690.4573750.33956NP-X29800.250.263474RH1-100110.3273810.2978313CHI0.2911690.2410.2540570.22618NP-X29800.1868970.211901RH1-100110.2449540.2125834CHI0.3784680.2730.2854170.2241NP-X29800.2167710.20896RH1-100110.2244970.1779245CHI0.432220.3730.4352430.387724NP-X29800.3628590.408318RH1-100110.3252180.31961从上面数据可以看出结构在三条地震波下X,Y向的剪力比值的均值中的最大值为0.387，从规范可知，结构水平减震系数小于0.53可以降低一度设计，故采用本隔震层后，上部结构可按7度设防进行计算。3.2地震作用下层间位移表格SEQ表格\*ARABIC6CHICHI-3660,NP-X2980X,RH1-10011作用下各层层间位移（mm）层数CHICHI-3660NP-X2980XRH1-10011X向Y向X向Y向X向Y向非隔震隔震后非隔隔震非隔震隔震后非隔隔震非隔震隔震后非隔隔震09.74094423.5063312.5770535.9509811.1823727.795612.8117945.5548562.943095.0742686.4822387.656166.2450766.9115244.5489986.5565574.8655875.83022424.3617482.6621174.164842.2069099.733383.2396078.3560822.6608457.0684962.9606156.9940122.46711134.3468811.5529613.9946451.2188478.7412831.9224696.7807431.5921586.2208691.7805656.0199571.42936943.562021.2720923.2016780.9320826.3961971.3996995.1161431.1130614.8168241.1799914.4132150.87839952.2107840.8614871.8922510.7005923.6826051.0882253.030341.0018823.1260080.8793582.8101860.746187以上三组分别为三条地震波作用下结构X,Y向的结构层间位移，这里由于篇幅原因至选用NP-2980该地震波作用下的各层层间位移作对比。做图如下：图SEQ图\*ARABIC3NP-2980各层层间位移3.3地震作用下的加速度3.3.1CHICHI-3660作用下的结构加速度响应表格SEQ表格\*ARABIC7CHICHI-3660作用下的加速度节点X向比值Y向比值隔震后隔震前隔震后隔震前1271182.8215000.7885471028.8415000.685893128852.61488.910.572634641.681287.360.498446129563.531830.250.307898501.461771.820.28302130510.311762.510.289536473.441810.520.261494131598.111915.260.312287523.752051.460.2553061321064.782610.90.407821874.112617.530.3339453.3.2NP-X2980作用下的结构加速度响应表格SEQ表格\*ARABIC8NP-X2980作用下的地震加速度节点X向比值Y向比值隔震后隔震前隔震后隔震前1271049.8715000.6999131078.2215000.718813128976.921976.330.49431992.592060.190.481795129870.372942.150.295828717.033049.70.235115130716.443455.270.207347632.483351.720.188703131776.7837380.207806763.783166.150.2412331321202.74143.480.2902631215.784044.740.3005833.3.3RH1-1001作用下的结构加速度响应表格SEQ表格\*ARABIC9RH1-1001作用下的加速度节点X向比值Y向比值隔震后隔震前隔震后隔震前127858.9315000.57262956.6115000.63774128804.9817050.472129762.941789.020.426457129709.982444.680.290418624.452566.980.243263130597.473153.890.189439571.123391.560.168394131734.433005.760.244341657.313164.430.207718132842.393866.930.217845814.483869.990.21046这里只选取RH1-1001作用下，X向隔