SAP2000下簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)隔震設(shè)計(jì)

1、目錄1 工程概況22.初步設(shè)計(jì)22.1是否采用隔震方案22.2確定隔震層的位置32.3 隔震支座的選型和布置33 中震下的時(shí)程分析33.1 地震作用下的層間剪力33.1.1 CHICHI-3660作用下的地震層間剪力33.1.2 NP-X2980作用下的層間剪力43.1.3 RH1-10011作用下的層間剪力43.1.4 水平減震系數(shù)的計(jì)算53.2地震作用下層間位移63.3 地震作用下的加速度73.3.1 CHICHI-3660作用下的結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)73.3.2 NP-X2980作用下的結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)73.3.3 RH1-1001作用下的結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)84 結(jié)論81 工程概況某中學(xué)教學(xué)樓，地上

2、5層，每層高度皆為3m，總高15m，隔震支座設(shè)置于基礎(chǔ)頂部。上部結(jié)構(gòu)為全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，樓蓋為普通梁板體系。設(shè)防烈度8度，設(shè)計(jì)基本加速度0.15g，場(chǎng)地類(lèi)別類(lèi)，地震分組第一組，不考慮近場(chǎng)影響。根據(jù)現(xiàn)行中小學(xué)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)規(guī)定對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置如圖1所示。圖 1 結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置2.初步設(shè)計(jì)2.1是否采用隔震方案（1） 不隔震時(shí)，該建筑物的基本周期為0.45s，小于1.0s。（2） 該建筑物總高度為15m，層數(shù)5層，符合建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。（3） 建筑場(chǎng)地為類(lèi)場(chǎng)地，無(wú)液化。（4） 風(fēng)荷載和其他非地震作用的水平荷

3、載未超過(guò)結(jié)構(gòu)總重力的10%。以上幾條均滿足規(guī)范中關(guān)于建筑物采用隔震方案的規(guī)定。2.2確定隔震層的位置隔震層設(shè)在基礎(chǔ)頂部，鉛芯橡膠隔震支座設(shè)置在受力較大的位置。隔震層在罕遇地震下應(yīng)保持穩(wěn)定，不宜出現(xiàn)不可恢復(fù)的變形。隔震層鉛芯橡膠支座在罕遇地震作用下，不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力。2.3 隔震支座的選型和布置隔震支座一般設(shè)置在柱底或剪力墻底部。其數(shù)量和直徑大小通常根據(jù)支座的面壓決定，而隔震層的水平剪力則決定支座的水平剛度。本文不隔震的模型，和隔震模型均采用SAP2000進(jìn)行計(jì)算，先提取基地反力，根據(jù)柱底反力F，反算每個(gè)支座的直徑。根據(jù)下式計(jì)算：A=FD=A式中：A為柱底支座面積；F為柱底反力； 為豎向壓應(yīng)力，應(yīng)

4、根據(jù)建筑等級(jí)選取。計(jì)算出每個(gè)支座的最小直徑。發(fā)現(xiàn)本文結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用直徑400的支座完全滿足要求，故本文全部選用24個(gè)LRB400。LRB400參數(shù)性質(zhì)見(jiàn)下表：表格 1 LRB400參數(shù)支座有效直徑橡膠總厚度屈服前剛度100%水平剪切變形250%水平剪切變形豎向剛度屈服力單位mmmmkN/mkN/mkN/mkN/mmkNLRB4004007387901040820220027.03 中震下的時(shí)程分析3.1 地震作用下的層間剪力 CHICHI-3660作用下的地震層間剪力表格 2 CHICHI-3660作用下的地震層間剪力層數(shù)X向比值Y向比值非隔震隔震非隔震隔震12429.979746.52990

5、.3072172617.357730.16120.27896922261.4361184.5650.5238112425.5791109.3980.45737532130.486620.33220.2911692249.825571.58280.25405741717.961650.19350.3784681790.535511.04910.2854175983.8426425.2360.432221010.973440.01890.435243 CHICHI-3660地震波作用下，結(jié)構(gòu)X向隔震和非隔震層間剪力對(duì)比圖示：圖 2 NP-X2980作用下的層間剪力表格 3 NP-X2980作用下的

6、層間剪力層數(shù)X向比值Y向比值非隔震隔震非隔震隔震1.005640.011050.400.195691.231017.280.182.005169.901317.960.254917.251295.570.263.004270.41798.130.193689.22781.750.214.003001.32650.600.222819.14589.090.215.001596.45579.290.361519.83620.570.41 RH1-10011作用下的層間剪力表格 4 RH1-10011作用下的層間剪力層數(shù)X向比值Y向比值非隔震隔震非隔震隔震13846.581863.61290.22

7、4327.088820.42490.19 23738.6611223.9680.33 4144.7041234.4220.30 33085.476755.8010.24 3376.669717.82080.21 42299.828516.30410.22 2399.891426.99740.18 51413.174459.58980.33 1504.216480.76240.32 3.1.4 水平減震系數(shù)的計(jì)算通過(guò)三種地震波作用下隔震和非隔震兩種情況下各層最大層間剪力對(duì)比分析確定隔震結(jié)構(gòu)水平向減震系數(shù)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表格 5 水平減震系數(shù)的計(jì)算層數(shù)地震波X向均值Y向均值最大值1CHI0.30

8、72170.2390.2789690.2157720.387NP-X29800.186240.178745RH1-100110.2245140.1896022CHI0.5238110.3690.4573750.33956NP-X29800.25 0.263474RH1-100110.3273810.2978313CHI0.2911690.2410.2540570.22618NP-X29800.1868970.211901RH1-100110.2449540.2125834CHI0.3784680.2730.2854170.2241NP-X29800.2167710.20896RH1-10011

9、0.2244970.1779245CHI0.432220.3730.4352430.387724NP-X29800.3628590.408318RH1-100110.3252180.31961 從上面數(shù)據(jù)可以看出結(jié)構(gòu)在三條地震波下X,Y向的剪力比值的均值中的最大值為0.387，從規(guī)范可知，結(jié)構(gòu)水平減震系數(shù)小于0.53可以降低一度設(shè)計(jì)，故采用本隔震層后，上部結(jié)構(gòu)可按7度設(shè)防進(jìn)行計(jì)算。3.2地震作用下層間位移表格 6 CHICHI-3660,NP-X2980X,RH1-10011作用下各層層間位移（mm）層數(shù)CHICHI-3660NP-X2980XRH1-10011X向Y向X向Y向X向Y向非隔震隔

10、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09.74094423.5063312.5770535.9509811.1823727.795612.8117945.5548562.943095.0742686.4822387.656166.2450766.9115244.5489986.5565574.8655875.83022424.3617482.6621174.164842.2069099.733383.2396078.3560822.6608457.0684962.9606156.9940122.46711134.3468811.5529613.9946451.2188478.7

11、412831.9224696.7807431.5921586.2208691.7805656.0199571.42936943.562021.2720923.2016780.9320826.3961971.3996995.1161431.1130614.8168241.1799914.4132150.87839952.2107840.8614871.8922510.7005923.6826051.0882253.030341.0018823.1260080.8793582.8101860.746187以上三組分別為三條地震波作用下結(jié)構(gòu)X,Y向的結(jié)構(gòu)層間位移，這里由于篇幅原因至選用NP-2980

12、該地震波作用下的各層層間位移作對(duì)比。做圖如下：圖 3 NP-2980各層層間位移3.3 地震作用下的加速度3.3.1 CHICHI-3660作用下的結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)表格 7 CHICHI-3660作用下的加速度節(jié)點(diǎn)X向比值Y向比值隔震后隔震前隔震后隔震前1271182.8215000.7885471028.8415000.685893128852.61488.910.572634641.681287.360.498446129563.531830.250.307898501.461771.820.28302130510.311762.510.289536473.441810.520.261494

13、131598.111915.260.312287523.752051.460.2553061321064.782610.90.407821874.112617.530.333945 NP-X2980作用下的結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)表格 8 NP-X2980作用下的地震加速度節(jié)點(diǎn)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

14、.207347632.483351.720.188703131776.7837380.207806763.783166.150.2412331321202.74143.480.2902631215.784044.740.300583 RH1-1001作用下的結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)表格 9 RH1-1001作用下的加速度節(jié)點(diǎn)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這里只選取RH1-1001作用