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YJK減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用2017年4月1YJK減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用2017年4月1010203消能減震設(shè)計(jì)指在房屋結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能器,通過(guò)位移相關(guān)型或速度相關(guān)型消能器提供附加阻尼,消耗輸入的地震能量,達(dá)到預(yù)期減震要求。減震概念小震下減震效果一般可達(dá)5%~30%,中大震下結(jié)構(gòu)層間位移減震效果可達(dá)30%左右。減震效果適用范圍:適用范圍廣闊,幾乎沒(méi)有限制,適用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)010203消能減震設(shè)計(jì)指在房屋結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能器,通過(guò)位移相減震器剛度—影響結(jié)構(gòu)的周期、內(nèi)力、位移;減震器阻尼—主要增加減震作用;減震器的非線性屬性;減震器剛度—影響結(jié)構(gòu)的周期、內(nèi)力、位移;010203位移相關(guān)型:位移相關(guān)型可以有效的增加結(jié)構(gòu)阻尼比,同時(shí)增加結(jié)構(gòu)剛度,因此加入位移相關(guān)型消能器后結(jié)構(gòu)的周期變短,阻尼比增加。位移相關(guān)型消能器:屈曲約束支撐(BRB)軟鋼剪切消能器摩擦型消能器鉛消能器等效果:消能器對(duì)于減小結(jié)構(gòu)的總基底剪力效果有時(shí)侯并不顯著,但對(duì)于控制結(jié)構(gòu)位移效果顯著。位移相關(guān)型消能器010203位移相關(guān)型:位移相關(guān)型可以有效的增加結(jié)構(gòu)阻尼比,010203速度相關(guān)型消能器速度相關(guān)型:增加結(jié)構(gòu)的阻尼,不提供剛度,不改變結(jié)構(gòu)周期。速度相關(guān)型消能器:黏滯消能器黏彈性消能器效果:通過(guò)增加結(jié)構(gòu)的阻尼實(shí)現(xiàn)減小結(jié)構(gòu)基底剪力和層間位移的效果。010203速度相關(guān)型消能器速度相關(guān)型:增加結(jié)構(gòu)的阻尼,不提667《建筑消能減震設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ297-2013第4.1.2條第2、3款:2當(dāng)消能減震結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài),且消能器處于非彈性狀態(tài)時(shí),可將消能器進(jìn)行等效線性化,采用附加有效阻尼比和有效剛度的振型分解反應(yīng)譜、彈性時(shí)程分析法,也可采用彈塑性時(shí)程分析法。3當(dāng)消能減震結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)時(shí),應(yīng)采用靜力彈塑性分析方法或彈塑性時(shí)程分析方法;規(guī)范規(guī)定《抗規(guī)》12章:當(dāng)主體結(jié)構(gòu)基本處于彈性工作狀態(tài)時(shí),可采用線性分析方法做簡(jiǎn)單估算;消能減震結(jié)構(gòu)的阻尼比由主體結(jié)構(gòu)的阻尼比和消能部件附加給結(jié)構(gòu)的有效阻尼比組成;7《建筑消能減震設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ297-2013第4.1.2消能減震分析方法“一般情況下宜采用靜力彈塑性分析或者彈塑性時(shí)程分析方法,但當(dāng)主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本處于彈性工作階段時(shí),可采取彈性分析方法,如基于等價(jià)線性化的振型分解反應(yīng)譜法做簡(jiǎn)化估算,主體結(jié)構(gòu)和消能器所處的狀態(tài)及適合的分析方法可選下表”。主體結(jié)構(gòu)消能器分析方法彈塑性非線性靜力彈塑性彈塑性時(shí)程分析彈塑性線性靜力彈塑性彈塑性時(shí)程分析線性非線性振型分解反應(yīng)譜法彈塑性時(shí)程分析線性線性振型分解反應(yīng)譜法彈性時(shí)程分析《建筑消能減震技術(shù)規(guī)程》3.3.1條文說(shuō)明:消能減震分析方法“一般情況下宜采用靜力彈塑性分析或者彈塑性時(shí)9不同位置不同地震水準(zhǔn),有效剛度和阻尼如何得到;需采用小震、中震、大震計(jì)算;不同地震水準(zhǔn)下的耗能、滯回等特性;反應(yīng)譜計(jì)算不可或缺;難點(diǎn)非線性單元,需按動(dòng)力時(shí)程分析計(jì)算9不同位置不同地震水準(zhǔn),有效剛度和阻尼如何得到;需采用小震、計(jì)算三方面計(jì)算內(nèi)容振型分解反應(yīng)譜計(jì)算與配筋;彈性時(shí)程分析;彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析。計(jì)算三方面計(jì)算內(nèi)容一、布置粘滯消能器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程11一、布置粘滯消能器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程11推薦設(shè)計(jì)流程12推薦設(shè)計(jì)流程121314對(duì)無(wú)控模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜法計(jì)算;無(wú)控模型提高結(jié)構(gòu)阻尼比試算,初步確定減震目標(biāo);有控模型反應(yīng)譜法計(jì)算。此為第5步的中間過(guò)程;有控模型讀取第5步有效剛度和有效阻尼進(jìn)行反應(yīng)譜法計(jì)算設(shè)計(jì);223有控模型進(jìn)行大震彈塑性分析,確定阻尼器最大阻尼力及最大位移、及子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。推薦設(shè)計(jì)流程主要步驟:3有控模型初步設(shè)計(jì);4567有控模型小震直接積分時(shí)程法計(jì)算得到有效剛度和有效阻尼;1314對(duì)無(wú)控模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜法計(jì)算;無(wú)控模型提高結(jié)構(gòu)阻尼工程概況本工程抗震設(shè)防烈度8度,設(shè)計(jì)基本地震加速度峰值為0.30g,設(shè)計(jì)地震分組第三組,Ⅱ類場(chǎng)地,場(chǎng)地特征周期0.45秒,采用框架結(jié)構(gòu)形式,樓層數(shù)6層,無(wú)地下室,總高23米。14工程概況本工程抗震設(shè)防烈度8度,設(shè)計(jì)基本地震加速度峰值為0.15運(yùn)行YJK,對(duì)無(wú)控原模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜法計(jì)算。此結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)阻尼比為5%查看其層間位移角和位移比對(duì)無(wú)控原模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜法計(jì)算15運(yùn)行YJK,對(duì)無(wú)控原模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜法計(jì)算。此結(jié)構(gòu)是鋼16樓層剪力、配筋對(duì)無(wú)控原模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜法計(jì)算從以上結(jié)果可以看出:1、1-5層層間位移角超限;2、部分梁柱抗剪超限;16樓層剪力、配筋對(duì)無(wú)控原模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜法計(jì)算從以上結(jié)果17在進(jìn)行粘滯消能器設(shè)置的設(shè)計(jì)中,減震目標(biāo)通常體現(xiàn)為使結(jié)構(gòu)的附加阻尼比達(dá)到某一設(shè)計(jì)值,從而使消能減震結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到規(guī)范的要求。例如混凝土結(jié)構(gòu)不設(shè)置阻尼器時(shí)結(jié)構(gòu)阻尼比為5%,設(shè)置阻尼器后目標(biāo)阻尼比為21%。樓層剪力減小40%左右;通過(guò)試算來(lái)完成減震目標(biāo)的設(shè)定。經(jīng)過(guò)多次試算,當(dāng)該結(jié)構(gòu)阻尼比為21%時(shí),構(gòu)件不再有超限現(xiàn)象,層間位移角樓層滿足要求。則此確定的減震目標(biāo)為結(jié)構(gòu)阻尼比提高至21%。無(wú)控模型提高結(jié)構(gòu)阻尼比試算,確定減震目標(biāo)17在進(jìn)行粘滯消能器設(shè)置的設(shè)計(jì)中,減震目標(biāo)通常體現(xiàn)為使結(jié)構(gòu)的18綜上所有構(gòu)件都不超限,位移比和層間位移角均滿足《抗規(guī)》相應(yīng)要求。所以可以將目標(biāo)定為結(jié)構(gòu)總阻尼比X和Y均為21%,即消能器附加給結(jié)構(gòu)的附加阻尼比為16%。無(wú)控模型提高結(jié)構(gòu)阻尼比試算,確定減震目標(biāo)目標(biāo)模型反應(yīng)譜結(jié)果:位移比、位移角、樓層剪力、配筋18綜上所有構(gòu)件都不超限,位移比和層間位移角均滿足《抗規(guī)》相初步設(shè)計(jì)有控模型方案19(1)建立初設(shè)方案模型--初步設(shè)計(jì)消能器布置數(shù)量和位置將原無(wú)消能器的模型復(fù)制一份,設(shè)置為“有控-初設(shè)”。初步設(shè)定采用筒式流體粘滯阻尼器,結(jié)構(gòu)布置:從底層到頂層,人字形布置,1-3層每層8個(gè),4-5層每層設(shè)置7個(gè);3初步設(shè)計(jì)有控模型方案19(1)建立初設(shè)方案模型--初步設(shè)計(jì)消初步設(shè)計(jì)有控模型方案20(1)
指定阻尼器單元屬性注:阻尼系數(shù)的單位軟件界面顯示不全,應(yīng)是kN*(s/m)α;3初步設(shè)計(jì)有控模型方案20(1)指定阻尼器單元屬性注:阻尼系有控模型小震時(shí)程法計(jì)算21進(jìn)行生成數(shù)據(jù)+全部計(jì)算后,得到反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果。反應(yīng)譜法計(jì)算過(guò)程是進(jìn)行時(shí)程計(jì)算必須的中間過(guò)程;注意結(jié)構(gòu)阻尼比還應(yīng)按無(wú)控模型的填寫,此例為5%4(2)有控模型小震反應(yīng)譜法計(jì)算有控模型小震時(shí)程法計(jì)算21進(jìn)行生成數(shù)據(jù)+全部計(jì)算后,得到反應(yīng)有控模型小震時(shí)程法計(jì)算22A、在“彈性時(shí)程分析”菜單的“人工波生成”對(duì)話框上生成一條和規(guī)范譜擬合的非常好的人工波;4(3)直接積分時(shí)程法計(jì)算有效剛度有效阻尼有控模型小震時(shí)程法計(jì)算22A、在“彈性時(shí)程分析”菜單的“人工有控模型小震時(shí)程法計(jì)算23直接積分時(shí)程法4(3)直接積分時(shí)程法計(jì)算有效剛度有效阻尼有控模型小震時(shí)程法計(jì)算23直接積分時(shí)程法4(3)直接積分時(shí)程有控模型小震時(shí)程法計(jì)算244(3)直接積分時(shí)程法計(jì)算有效剛度有效阻尼時(shí)程結(jié)果查看有控模型小震時(shí)程法計(jì)算244(3)直接積分時(shí)程法計(jì)算有效剛度有控模型小震時(shí)程法計(jì)算25在“構(gòu)件編號(hào)”可以查看直接積分時(shí)程法計(jì)算得有效剛度和阻尼4(3)讀取直接積分法得到的有效剛度和阻尼進(jìn)行反應(yīng)譜法計(jì)算有控模型小震時(shí)程法計(jì)算25在“構(gòu)件編號(hào)”可以查看直接積分時(shí)程有控模型小震時(shí)程法計(jì)算26Wzq中輸出結(jié)構(gòu)阻尼比4(3)讀取直接積分法得到的有效剛度和阻尼進(jìn)行反應(yīng)譜法計(jì)算如果發(fā)現(xiàn)某項(xiàng)內(nèi)容不滿足要求或者有超筋現(xiàn)象,請(qǐng)返回到第3步重新調(diào)整消能器布置方案或者調(diào)整參數(shù)。
滿足要求后,此即為最終方案,配筋結(jié)果也可作為最終結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果。有控模型小震時(shí)程法計(jì)算26Wzq中輸出結(jié)構(gòu)阻尼比4(3)讀取有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析275《減震消能減震》JGJ297-2013第4.1.7條:采用靜力彈塑性分析方法時(shí)應(yīng)滿足下列要求:2結(jié)構(gòu)目標(biāo)位移的確定應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同性能來(lái)選擇,宜采用結(jié)構(gòu)總高度的1.5%作為頂點(diǎn)位移的界限值;此模型總高度為23m,總高度的1.5%為345mm做為頂點(diǎn)位移的界限值。《建筑消能減震設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ297-2013第6.4.3條:“2消能減震結(jié)構(gòu)的彈性層間位移角限值不應(yīng)大于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011規(guī)定的限值要求”當(dāng)結(jié)構(gòu)遭遇中大地震時(shí),一般建筑主體結(jié)構(gòu)不再處于彈性階段,而是逐步進(jìn)入彈塑性階段,故對(duì)于中大震的分析應(yīng)采用彈塑性分析,本例采用YJK的動(dòng)力彈塑性分析模塊YJK-EP。有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析275《減震消能減震》J有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析285《建筑消能減震設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ297-2013第6.4.2條:1消能子結(jié)構(gòu)中梁、柱、墻構(gòu)件宜按重要構(gòu)件設(shè)計(jì),并應(yīng)考慮罕遇地震作用效應(yīng)和其他荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng),其值應(yīng)小于構(gòu)件極限承載力。2、消能子結(jié)構(gòu)中的梁、柱和墻截面設(shè)計(jì)應(yīng)考慮消能器在極限位移和極限速度下的阻尼力作用有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析285有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析295(1)
YJK彈塑性選地震波及計(jì)算參數(shù)設(shè)定生成數(shù)據(jù)有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析295(1)YJK彈塑有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析305(2)將子結(jié)構(gòu)設(shè)定成不屈服構(gòu)件生成數(shù)據(jù)后在“特殊構(gòu)件”中的“屈服/不屈服項(xiàng)”指定所有子結(jié)構(gòu)的梁柱等構(gòu)件為不屈服(抗彎、抗剪、軸向可分別設(shè)定)構(gòu)件,材料強(qiáng)度可為標(biāo)準(zhǔn)值或極限值有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析305(2)將子結(jié)構(gòu)設(shè)定有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析315(3)彈塑性分析后,結(jié)果查看:耗能、層間位移角、滯回曲線、位移時(shí)程曲線等生成數(shù)據(jù)后在“特殊構(gòu)件”中的“屈服/不屈服項(xiàng)”指定所有子結(jié)構(gòu)的梁柱等構(gòu)件為不屈服(抗彎、抗剪、軸向可分別設(shè)定)構(gòu)件,材料強(qiáng)度可為標(biāo)準(zhǔn)值或極限值有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析315(3)彈塑性分析后有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析325(3)彈塑性分析后,結(jié)果查看:大震作用下的屈服機(jī)制合理性判斷等看各構(gòu)件及子結(jié)構(gòu)的損傷發(fā)展情況:梁端首先有損傷,然后更多的梁端出現(xiàn)損傷,個(gè)別的梁端損傷較大,然后柱端出現(xiàn)損傷,符合強(qiáng)柱弱梁屈服機(jī)制,而子結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)極限承載力破壞。屈服機(jī)制合理。有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析325(3)彈塑性分析后有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析335(3)彈塑性分析后,結(jié)果查看:查看子結(jié)構(gòu)構(gòu)件大震下的配筋結(jié)果程序用紅色字體起提示作用,表明該構(gòu)件大震彈塑性配筋比小震彈性配筋大有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析335(3)彈塑性分析后二、布置屈曲約束支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程34二、布置屈曲約束支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程34屈曲約束支撐BRB35屈曲約束支撐是位移相關(guān)型消能器,能有效提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度,且能增加大震下結(jié)構(gòu)的耗能能力,是目前應(yīng)用最為廣泛的消能減震技術(shù)之一,實(shí)際工程中,部分工程要求屈曲約束支撐小震下彈性,不屈服,只考慮對(duì)結(jié)構(gòu)提供的剛度。也有部分工程要求小震下也發(fā)揮屈曲耗能。BRB屈曲約束支撐BRB35屈曲約束支撐是位移相關(guān)型消能器,能有效36142設(shè)計(jì)流程:3建立有控的初步方案結(jié)構(gòu)模型;457有控結(jié)構(gòu)模型大震彈塑性時(shí)程計(jì)算;無(wú)控結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜方法計(jì)算;設(shè)定消能減震方案;有控結(jié)構(gòu)模型小震時(shí)程計(jì)算;36142設(shè)計(jì)流程:3建立有控的初步方案結(jié)構(gòu)模型;457有控工程概況某省幼兒園主體結(jié)構(gòu),3層,高13.6m,設(shè)計(jì)地震設(shè)防烈度8度第2組,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g,場(chǎng)地類別為Ⅱ類,特征周期0.4s。重點(diǎn)設(shè)防,乙類建筑。37工程概況某省幼兒園主體結(jié)構(gòu),3層,高13.6m,設(shè)計(jì)地震設(shè)無(wú)控結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜方法計(jì)138由以上結(jié)果可以看出2層的層間位移角較大,超過(guò)《抗規(guī)》1/550限值要求;無(wú)超筋。無(wú)控結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜方法計(jì)138由以上結(jié)果可以看出2層設(shè)定消能減震方案239分析:第一步對(duì)無(wú)控模型的結(jié)果可以看出,無(wú)控小震反應(yīng)譜結(jié)果基本滿足規(guī)范上抗震要求,可考慮采用在小震彈性且提供剛度減小層間位移、中大震提供耗能的屈曲約束支撐消能器構(gòu)件。根據(jù)無(wú)控模型結(jié)果確定采用的減震方案,及消能器數(shù)量、位置和參數(shù)。初設(shè)方案:擬采用1-3層均布置相同型號(hào)噸位的屈曲約束支撐,參數(shù)如下:初始剛度:60000kN/m屈服承載力200kN,極限承載力320kN,屈服后的剛度比0.02,屈服指數(shù)5,一字型芯材設(shè)定消能減震方案239分析:第一步對(duì)無(wú)控模型的結(jié)果可以看出,建立有控結(jié)構(gòu)模型-初步設(shè)計(jì)340BRB按照斜桿建立,截面類型和尺寸可按照初始剛度進(jìn)行等效,材料類型設(shè)置為5(鋼材),在前處理中指定成屈曲約束支撐屬性后,計(jì)算時(shí)會(huì)被連接單元給取代。程序還自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算,此時(shí)采用的截面即為建模時(shí)的斜撐截面。建立有控結(jié)構(gòu)模型-初步設(shè)計(jì)340BRB按照斜桿建立,截面類型建立有控結(jié)構(gòu)模型-初步設(shè)計(jì)341計(jì)算參數(shù)、連接單元參數(shù)設(shè)定建立有控結(jié)構(gòu)模型-初步設(shè)計(jì)341計(jì)算參數(shù)、連接單元參數(shù)設(shè)定有控結(jié)構(gòu)模型小震反應(yīng)譜法計(jì)算442將有控模型進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的“生成數(shù)據(jù)+全部計(jì)算”完成小震下反應(yīng)譜方法的計(jì)算。此結(jié)果不是最終的結(jié)果,是進(jìn)行時(shí)程計(jì)算必須的中間過(guò)程。有控結(jié)構(gòu)模型小震反應(yīng)譜法計(jì)算442將有控模型進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的“有控結(jié)構(gòu)小震直接積分時(shí)程法計(jì)算5431、生成與規(guī)范譜擬合較好的人工地震波有控結(jié)構(gòu)小震直接積分時(shí)程法計(jì)算5431、生成與規(guī)范譜擬合較好有控結(jié)構(gòu)小震直接積分時(shí)程法計(jì)算5442、在直接積分時(shí)程法菜單中進(jìn)行該地震波下的時(shí)程計(jì)算從以上曲線可以看出,小震下屈曲約束支撐已經(jīng)進(jìn)入一定的耗能階段,但是耗能較小,接近彈性狀態(tài)。有控結(jié)構(gòu)小震直接積分時(shí)程法計(jì)算5442、在直接積分時(shí)程法菜單有控結(jié)構(gòu)小震直接積分時(shí)程法計(jì)算5453、結(jié)果查看:滯回曲線層間位移最大的2層所在的BRB滯回耗能較大,剛度有所退化,但退化不大,1層和3層的基本處于彈性階段,剛度基本沒(méi)有發(fā)生退化,接近初始剛度60000kN/m。有控結(jié)構(gòu)小震直接積分時(shí)程法計(jì)算5453、結(jié)果查看:滯回曲線層有控結(jié)構(gòu)小震作用下反應(yīng)譜法計(jì)算646位移比、位移角均比原模型減小且滿足要求;配筋均滿足規(guī)范要求。有控結(jié)構(gòu)小震作用下反應(yīng)譜法計(jì)算646位移比、位移角均比原模型有控結(jié)構(gòu)小震作用下反應(yīng)譜法計(jì)算647屈曲約束支撐的強(qiáng)度應(yīng)力計(jì)算結(jié)果。有控結(jié)構(gòu)小震作用下反應(yīng)譜法計(jì)算647屈曲約束支撐的強(qiáng)度應(yīng)力計(jì)有控結(jié)構(gòu)小震作用下反應(yīng)譜法計(jì)算648有效剛度、有效阻尼查看有控結(jié)構(gòu)小震作用下反應(yīng)譜法計(jì)算648有效剛度、有效阻尼查看有控結(jié)構(gòu)小震作用下反應(yīng)譜法計(jì)算649有效剛度:列出所有BRB由直接積分時(shí)程法計(jì)算出的有效剛度有效阻尼,有效剛度一般在52000-60000kN/M之間,和前處理設(shè)定的非線性初始剛度60000對(duì)比,小震下剛度有所退化,但退化非常小,說(shuō)明在小震時(shí)屈曲約束支撐也部分進(jìn)入了屈服狀態(tài),并開(kāi)始發(fā)揮耗能作用,和第五步的能量曲線結(jié)果一致。這些表明屈曲約束支撐在小震下接近彈性狀態(tài)。有效阻尼:有效阻尼大多數(shù)BRB都是一個(gè)較小的數(shù)值,一般為0-30之間,和整體結(jié)構(gòu)的阻尼比較是非常小的,可以忽略,這和一般屈曲約束支撐將其有效阻尼參數(shù)設(shè)置為0是相符的。其中有幾個(gè)剛度退化比較嚴(yán)重的屈曲約束支撐,其有效阻尼達(dá)到300,有的達(dá)到900度,說(shuō)明在小震下已經(jīng)進(jìn)入屈曲滯回耗能階段。有控結(jié)構(gòu)小震作用下反應(yīng)譜法計(jì)算649有效剛度:有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算7501、選波有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算7501、選波有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算751結(jié)果查看可見(jiàn)大震下,屈曲約束支撐耗能效果比較明顯。有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算751結(jié)果查看有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算752滯回曲線大震彈塑性下BRB滯回曲線飽滿,屈曲約束支撐都已經(jīng)進(jìn)入屈曲耗能階段,最大出力都達(dá)到或超過(guò)了屈服承載力300kN,2層的屈曲約束支撐最大位移為13.8mm。應(yīng)查看所有地震波所有BRB滯回曲線,以得到BRB最大出力及彈塑性最大位移,以來(lái)判斷廠家提供的材料是否滿足1.2倍最大位移的要求。有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算752滯回曲線有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算753層間位移角對(duì)比通過(guò)以上對(duì)比,布置BRB的有控模型在大震彈塑性下的最大層間位移角有明顯的減小,X向1/74減小到1/92,Y向由1/59減小到1/104。有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算753層間位移有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算754樓層剪力對(duì)比通過(guò)以上對(duì)比,布置BRB的有控模型在大震彈塑性下的最大層間位移角有明顯的減小,X向1/74減小到1/92,Y向由1/59減小到1/104。有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算754樓層剪力有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算755大震屈服機(jī)制合理性判斷從以上可以得出,結(jié)構(gòu)的破壞,首先是梁端出現(xiàn)了塑性鉸,而后梁端塑性鉸增多,進(jìn)而少量柱端出現(xiàn)破壞,最后時(shí)刻是部分梁端破壞嚴(yán)重,個(gè)別柱也出現(xiàn)較嚴(yán)重的破壞。屈服機(jī)制符合性能設(shè)計(jì)要求。有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算755大震屈服參數(shù)用法注意消能減震構(gòu)件若為阻尼器,輸入的剛度是與阻尼器串聯(lián)的。如果需要模擬粘滯型阻尼器(純阻尼),需將非線性參數(shù)中的剛度指定為一個(gè)大數(shù)。參數(shù)用法注意消能減震構(gòu)件若為阻尼器,輸入的剛度是與阻尼器串聯(lián)彈性時(shí)程模塊如果只輸入線性參數(shù),振型疊加法進(jìn)行線彈性時(shí)程分析;如果輸入了非線參數(shù),采用快速非線性(FNA)計(jì)算,主體結(jié)構(gòu)保持為彈性;彈性時(shí)程模塊如果只輸入線性參數(shù),振型疊加法進(jìn)行線彈性時(shí)程分析建模如果只輸入線性參數(shù),振型疊加法進(jìn)行線彈性時(shí)程分析;如果輸入了非線參數(shù),采用快速非線性(FNA)計(jì)算,主體結(jié)構(gòu)保持為彈性;建模如果只輸入線性參數(shù),振型疊加法進(jìn)行線彈性時(shí)程分析;連接單元設(shè)置59連接單元設(shè)置59連接單元除了以前的鉸接、剛接外,提供更加多樣的連接方式;用戶可以手工指定兩點(diǎn)之間的彈性連接,可以定義節(jié)點(diǎn)6個(gè)自由度上的彈性剛度,可以支持各種復(fù)雜的彈性剛度形式,用來(lái)模擬滑動(dòng)連接,滑動(dòng)支座,減震隔震裝置等。大跨空間結(jié)構(gòu)和底部主體結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)連接支座上連體結(jié)構(gòu)和兩側(cè)主體結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)彈性連接隔振支座、減震裝置60連接單元除了以前的鉸接、剛接外,提供更加多樣的連接方式;60概念-局部坐標(biāo)系611、局部坐標(biāo)系:指定節(jié)點(diǎn)局部坐標(biāo)系的X軸,Y軸的方向;該節(jié)點(diǎn)自由度的釋放/約束、相應(yīng)方向上施加的彈簧,或者支座節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)制位移,均按局部坐標(biāo)系處理;2、未指定的按整體坐標(biāo)系。概念-局部坐標(biāo)系611、局部坐標(biāo)系:指定節(jié)點(diǎn)局部坐標(biāo)系的X軸連接屬性在兩點(diǎn)約束、單點(diǎn)約束和設(shè)置支座、斜撐設(shè)置連接屬性菜單都設(shè)置了6種選項(xiàng):線型、屈曲約束支撐、阻尼器、塑性單元、隔震支座、間隙,選擇線性時(shí)即為彈性約束。62連接屬性在兩點(diǎn)約束、單點(diǎn)約束和設(shè)置支座、斜撐設(shè)置連接屬性菜單63單點(diǎn)約束:用于設(shè)置支座節(jié)點(diǎn)、上下樓層之間連接節(jié)點(diǎn)或者任意兩個(gè)桿件之間的彈性連接。樓層之間的連接節(jié)點(diǎn)一般是柱下、斜撐下與下一樓層連接的節(jié)點(diǎn)。設(shè)置到中間樓層:本層柱下、斜撐下與下一樓層連接關(guān)系。單點(diǎn)約束63單點(diǎn)約束:用于設(shè)置支座節(jié)點(diǎn)、上下樓層之間連接節(jié)點(diǎn)或者任意單點(diǎn)約束是YJK的特色菜單64針對(duì)垂直的柱下、支撐下的約束設(shè)置;軟件自動(dòng)在柱底和下層節(jié)點(diǎn)之間設(shè)置約束;不用再人為設(shè)置分離的兩節(jié)點(diǎn);注意:目前不支持在多根構(gòu)件交匯的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。單點(diǎn)約束是YJK的特色菜單64針對(duì)垂直的柱下、支撐下的約束設(shè)單點(diǎn)約束是YJK的特色菜單65單點(diǎn)約束坐標(biāo)系:線性:按節(jié)點(diǎn)局部坐標(biāo)系,如沒(méi)設(shè)置則依據(jù)全局坐標(biāo)系;其他連接屬性:1軸豎直向上,2軸為全局坐標(biāo)系Y軸,若定義了局部坐標(biāo)系,局部坐標(biāo)系的y軸作為2軸方向;單點(diǎn)約束是YJK的特色菜單65單點(diǎn)約束坐標(biāo)系:在柱下、支撐下設(shè)置單點(diǎn)約束更方便661、穹頂與普通層柱徑向滑動(dòng)2、局部坐標(biāo)系、單點(diǎn)約束的操作在柱下、支撐下設(shè)置單點(diǎn)約束更方便661、穹頂與普通層柱徑向滑單點(diǎn)約束-隔震支座設(shè)置671、穹頂與普通層柱徑向滑動(dòng)2、局部坐標(biāo)系、單點(diǎn)約束的操作單點(diǎn)約束-隔震支座設(shè)置671、穹頂與普通層柱徑向滑動(dòng)兩點(diǎn)約束特殊構(gòu)件定義中設(shè)置節(jié)點(diǎn)約束在節(jié)點(diǎn)上設(shè)彈簧剛度,實(shí)際是在節(jié)點(diǎn)上連接的兩根桿件之間或者兩批桿件之間設(shè)置彈簧剛度兩點(diǎn)約束特殊構(gòu)件定義中設(shè)置節(jié)點(diǎn)約束在節(jié)點(diǎn)上設(shè)彈簧剛度,實(shí)際是69坐標(biāo)系設(shè)置線性:取決于局部坐標(biāo)系,如沒(méi)定義則依據(jù)全局坐標(biāo)系;其他屬性:1軸由從節(jié)點(diǎn)指向主節(jié)點(diǎn)的連接方向;2軸為垂直1軸向上方向,3軸方向按1軸-2軸的右手螺旋定則確定;兩點(diǎn)約束:指定同標(biāo)準(zhǔn)層平面內(nèi)兩點(diǎn)間的約束關(guān)系,由于必須是兩個(gè)節(jié)點(diǎn),因此對(duì)于工程中有節(jié)點(diǎn)上設(shè)置了滑動(dòng)支座等情況,需要對(duì)于支座連接的兩部分構(gòu)件進(jìn)行人為的拆分,建立距離相近的節(jié)點(diǎn)并分別布置構(gòu)件,然后再指定該兩點(diǎn)間的約束關(guān)系。兩點(diǎn)約束69坐標(biāo)系設(shè)置兩點(diǎn)約束:指定同標(biāo)準(zhǔn)層平面內(nèi)兩點(diǎn)間的約束關(guān)系,概念—斜撐連接屬性70建模時(shí)在需要設(shè)置連接屬性(消能器、隔震支座、彈性連接等)的位置布置斜撐,該斜撐的布置是臨時(shí)性的,它在計(jì)算前處理被消能器取代。好處是:這樣布置更靈活、直觀,約束作用方向也好確定。建議此種方式。概念—斜撐連接屬性70建模時(shí)在需要設(shè)置連接屬性(消能器、隔震概念—71采用這種方式建模時(shí),局部坐標(biāo)系采用斜撐的局部坐標(biāo)系表達(dá),具體為:1軸為斜桿較高端指向斜桿較低端的連線方向;2軸為垂直1軸向上方向,3軸方向按1軸到2軸的右手螺旋定則確定。豎直布置的斜桿1、2、3軸分別對(duì)應(yīng)整體坐標(biāo)系-Z、+Y、+X向;概念—71采用這種方式建模時(shí),局部坐標(biāo)系采用斜撐的局部坐標(biāo)系連接單元的計(jì)算模型《減震消能減震技術(shù)規(guī)程》JGJ297-2013第4.1.8:消能器的恢復(fù)力模型宜按下列規(guī)定選取:1.軟鋼消能器和屈曲約束支撐可采用雙線性模型、三線性模型或wen模型2.粘滯消能器可采用麥克斯韋模型。72YJK單元連接屬性中支持阻尼器、塑性單元Wen、屈曲約束支撐等消能減震單元,速度型阻尼器:“阻尼器”,YJK是麥克斯韋(Maxwell)模型;位移型消能器可選用:“屈曲約束支撐”或“塑性單元Wen”,兩者的計(jì)算模型都是采用的是Wen模型。連接單元的計(jì)算模型《減震消能減震技術(shù)規(guī)程》JGJ297-20YJK消能減震參數(shù)介紹73YJK消能減震參數(shù)介紹73線性有效剛度6個(gè)自由度可設(shè)有效效剛度系數(shù);用于線性計(jì)算,如恒活風(fēng)等靜力計(jì)算、模態(tài)(周期)分析、反應(yīng)譜分析、杜哈梅線性時(shí)程分析,在此類分析中,單元的非線性參數(shù)被忽略FNA:非線性模態(tài)時(shí)程分析法,由于它使用了基于有效剛度計(jì)算的振動(dòng)模態(tài)進(jìn)行非線性力的迭代(非線性力的計(jì)算采用非線性參數(shù)),所以有效剛度會(huì)影響FNA計(jì)算結(jié)果。而某些結(jié)構(gòu)中非線性構(gòu)件的有效剛度對(duì)其周期的影響較大,如隔震結(jié)構(gòu)和布置了較多減震器的減震結(jié)構(gòu)。對(duì)于這樣的結(jié)構(gòu),有效剛度對(duì)非線性時(shí)程分析的結(jié)果的影響是不可忽略的,需要用戶填入較為準(zhǔn)確的有效剛度,F(xiàn)NA法才能得到準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果。直接積分法,其算法本身與線性有效剛度沒(méi)有關(guān)聯(lián)。采用瑞利阻尼的阻尼系數(shù)的計(jì)算需要輸入兩個(gè)周期以及其對(duì)應(yīng)的阻尼比,YJK直接積分法目前默認(rèn)采用上部結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果的第一周期和第三周期。又由于周期分析是基于有效剛度的,所以有效剛度會(huì)間接的影響YJK直接積分法默認(rèn)的瑞利阻尼,而瑞利阻尼作為直接積分法的阻尼項(xiàng),會(huì)影響直接積分法的結(jié)果。74線性有效剛度6個(gè)自由度可設(shè)有效效剛度系數(shù);74線性有效阻尼僅用于計(jì)算附加阻尼比。與非線性時(shí)程分析則無(wú)任何關(guān)系。
此處YJK有一項(xiàng)特殊處理,當(dāng)且僅當(dāng)三個(gè)條件被同時(shí)滿足時(shí):1)
減震器為速度型阻尼器。2)用戶選擇采用能量等效法計(jì)算附加阻尼比。3)未讀入直接積分法自動(dòng)計(jì)算的有效剛度和有效阻尼結(jié)果。程序內(nèi)部會(huì)將阻尼器兩端的運(yùn)動(dòng)假定為一個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),且利用阻尼器的非線性參數(shù)來(lái)計(jì)算其耗能,從而計(jì)算其附加阻尼比。除此特殊情況之外,軟件的附加阻尼比均會(huì)采用有效阻尼來(lái)計(jì)算。75線性有效阻尼僅用于計(jì)算附加阻尼比。與非線性時(shí)程分析則無(wú)任何關(guān)線性有效阻尼僅用于計(jì)算附加阻尼比。與非線性時(shí)程分析則無(wú)任何關(guān)系。
此處YJK有一項(xiàng)特殊處理,當(dāng)且僅當(dāng)三個(gè)條件被同時(shí)滿足時(shí):1)
減震器為速度型阻尼器。2)用戶選擇采用能量等效法計(jì)算附加阻尼比。3)未讀入直接積分法自動(dòng)計(jì)算的有效剛度和有效阻尼結(jié)果。程序內(nèi)部會(huì)將阻尼器兩端的運(yùn)動(dòng)假定為一個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),且利用阻尼器的非線性參數(shù)來(lái)計(jì)算其耗能,從而計(jì)算其附加阻尼比。除此特殊情況之外,軟件的附加阻尼比均會(huì)采用有效阻尼來(lái)計(jì)算。76線性有效阻尼僅用于計(jì)算附加阻尼比。與非線性時(shí)程分析則無(wú)任何關(guān)線性有效剛度、有效阻尼填寫1.對(duì)于屈曲約束支撐(塑性單元Wen)來(lái)說(shuō),其有效剛度應(yīng)是一個(gè)處于初始剛度和屈服后剛度之間的值。2.一般而言,隨著地震波加速度的增大,屈曲約束支撐由于會(huì)更多的進(jìn)入屈服段,會(huì)導(dǎo)致其有效剛度有減小趨勢(shì),而同時(shí)其滯回曲線更加飽滿,所以其有效阻尼應(yīng)有增大的趨勢(shì)。但并無(wú)絕對(duì)的大小關(guān)系,也即并不一定有效剛度越小的屈曲約束支撐,有效阻尼越大。3.對(duì)于未布置在地震波方向的屈曲約束支撐而言,比如某軸向型的屈曲約束支撐,沿Y向布置,當(dāng)?shù)卣鹧豖向時(shí),可能并不承擔(dān)減震作用,基本相當(dāng)于一根彈簧,有效剛度與初始剛度一致。所以程序自動(dòng)計(jì)算有效剛度和有效阻尼時(shí),自動(dòng)取主方向的結(jié)果。4.隔震支座水平方向同樣采用Wen模型計(jì)算,其屈服指數(shù)內(nèi)置為2.0,其有效剛度的特征與上述的1、2、3三點(diǎn)類似。5.對(duì)于速度型阻尼器而言,有效剛度一般可填0,也可采用程序自動(dòng)計(jì)算的有效剛度。程序在直接積分法的計(jì)算參數(shù)中,針對(duì)自動(dòng)計(jì)算有效剛度,也提供了阻尼器有效剛度置為0的選項(xiàng)。77線性有效剛度、有效阻尼填寫1.對(duì)于屈曲約束支撐(塑性單元We非線性-屈曲約束支撐(塑性單元Wen)a.剛度是指屈曲約束支撐的初始剛度及其卸載時(shí)的剛度。b.屈服力是指使得屈曲約束支撐達(dá)到屈服時(shí),其所承擔(dān)的力。其值與雙線性模型曲線拐點(diǎn)處的內(nèi)力值一致。c.屈服后剛度比是指屈服后剛度與初始剛度的比值。d.屈服指數(shù)是Wen單元的一個(gè)參數(shù),它表征構(gòu)件由屈服前剛度過(guò)渡到屈服后剛度時(shí)的平滑處理程度,當(dāng)屈服指數(shù)無(wú)限大時(shí),不做平滑處理,此時(shí)Wen模型與雙線性模型一致。當(dāng)屈服指數(shù)越小時(shí),平滑處理的程度就越高。78非線性-屈曲約束支撐(塑性單元Wen)a.剛度是指屈曲約束支非線性-速度型阻尼器(塑性單元Wen)Maxwell單元V為整根構(gòu)件兩端的相對(duì)速度。79非線性-速度型阻尼器(塑性單元Wen)Maxwell單元79非線性-速度型阻尼器(塑性單元Wen)80阻尼系數(shù)c是一個(gè)線性系數(shù),對(duì)整個(gè)F軸有一個(gè)線性縮放的作用。指數(shù)系數(shù)а會(huì)影響曲線的凸凹性,在а為1時(shí)為直線。具體見(jiàn)下兩圖,其中阻尼系數(shù)C的單位均為kN*(s/m)α非線性-速度型阻尼器(塑性單元Wen)80阻尼系數(shù)c是一個(gè)線YJK對(duì)于非地震荷載工況仍采用減震器的初始剛度81軟件僅在地震計(jì)算工況下,對(duì)減震器單元采用讀入的直接積分法時(shí)程計(jì)算的有效剛度和阻尼,但是對(duì)于非連梁折減模型的非地震工況,不采用這個(gè)有效剛度和阻尼。對(duì)于恒活風(fēng)等的非地震荷載工況,軟件對(duì)減震構(gòu)件的有效剛度,仍采用該減震構(gòu)件參數(shù)中的非線性參數(shù)中的剛度即初始剛度,而對(duì)于阻尼,仍采用其他非減震構(gòu)件同樣的阻尼。。YJK對(duì)于非地震荷載工況仍采用減震器的初始剛度81軟件僅在地消能構(gòu)件的非線性屬性82相同規(guī)格的減震器,在同一結(jié)構(gòu)中可能提供不同的剛度和阻尼,因?yàn)闇p震器的有效剛度和有效阻尼與地震波,地震方向,地震波峰值加速度,安裝位置,局部方向(U1,U2,U3)均相關(guān)。1、減震器在小震、中震和大震下不同的有效剛度和阻尼結(jié)構(gòu)底層布置在X方向的某一根屈曲約束支撐(位置如下圖所示)在18cm/s2,70cm/s2,400cm/s2地震峰值加速度下YJK分別計(jì)算出的有效剛度和有效阻尼。消能構(gòu)件的非線性屬性82相同規(guī)格的減震器,在同一結(jié)構(gòu)中可能提消能構(gòu)件的非線性屬性83按照盈建科軟件的計(jì)算方式,可以考慮到減震器有效剛度和有效阻尼隨BRB最大變形的變化。在18cm/s2峰值加速度下,BRB接近彈性狀態(tài),其有效剛度接近BRB初始剛度(初始剛度為15000kN/m),有效阻尼也幾乎是0。而隨著地震峰值加速度的增大,有效剛度減小,有效阻尼增加。。消能構(gòu)件的非線性屬性83按照盈建科軟件的計(jì)算方式,可以考慮到2、減震器在不同安裝位置和局部方向的不同的有效剛度和阻尼84從結(jié)果中可以看出,盡管頂層與底層的屈曲約束支撐力學(xué)參數(shù)一致,但處于頂層的屈曲約束支撐在地震作用下,兩端變形較小,導(dǎo)致滯回曲線滯回圈較小,從而相應(yīng)的耗能也較小。2、減震器在不同安裝位置和局部方向的不同的有效剛度和阻尼84三、常見(jiàn)問(wèn)題85三、常見(jiàn)問(wèn)題8586回復(fù):桿件式阻尼器。
墻間金屬剪切型阻尼器問(wèn)題1、各種阻尼器的建模方式86問(wèn)題1、各種阻尼器的建模方式878788回復(fù):支持問(wèn)題3、對(duì)布粘滯阻尼器的是否支持傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式88問(wèn)題3、對(duì)布粘滯阻尼器的是否支持傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式89問(wèn)題4、YJK中有效剛度、有效阻尼是如何計(jì)算的?有效剛度的計(jì)算式中F和分別為t時(shí)刻減震器內(nèi)力與相對(duì)變形,keff為有效剛度。另外軟件同時(shí)提供“割線剛度”89問(wèn)題4、YJK中有效剛度、有效阻尼是如何計(jì)算的?有效剛度90有效阻尼的計(jì)算計(jì)算減震器的有效阻尼前,先要計(jì)算全程的內(nèi)能Ein(也即滯回曲線與坐標(biāo)軸所圍的面積)、構(gòu)件最終的彈性應(yīng)變能Eelas。式中kinitial是減震器的彈性剛度,F(xiàn)fin是減震器最終時(shí)刻的受力。。另外軟件同時(shí)提供“割線阻尼”選項(xiàng)。90有效阻尼的計(jì)算計(jì)算減震器的有效阻尼前,先要計(jì)算全程的內(nèi)能謝謝!謝謝!YJK減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用2017年4月92YJK減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用2017年4月1010203消能減震設(shè)計(jì)指在房屋結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能器,通過(guò)位移相關(guān)型或速度相關(guān)型消能器提供附加阻尼,消耗輸入的地震能量,達(dá)到預(yù)期減震要求。減震概念小震下減震效果一般可達(dá)5%~30%,中大震下結(jié)構(gòu)層間位移減震效果可達(dá)30%左右。減震效果適用范圍:適用范圍廣闊,幾乎沒(méi)有限制,適用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)010203消能減震設(shè)計(jì)指在房屋結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能器,通過(guò)位移相減震器剛度—影響結(jié)構(gòu)的周期、內(nèi)力、位移;減震器阻尼—主要增加減震作用;減震器的非線性屬性;減震器剛度—影響結(jié)構(gòu)的周期、內(nèi)力、位移;010203位移相關(guān)型:位移相關(guān)型可以有效的增加結(jié)構(gòu)阻尼比,同時(shí)增加結(jié)構(gòu)剛度,因此加入位移相關(guān)型消能器后結(jié)構(gòu)的周期變短,阻尼比增加。位移相關(guān)型消能器:屈曲約束支撐(BRB)軟鋼剪切消能器摩擦型消能器鉛消能器等效果:消能器對(duì)于減小結(jié)構(gòu)的總基底剪力效果有時(shí)侯并不顯著,但對(duì)于控制結(jié)構(gòu)位移效果顯著。位移相關(guān)型消能器010203位移相關(guān)型:位移相關(guān)型可以有效的增加結(jié)構(gòu)阻尼比,010203速度相關(guān)型消能器速度相關(guān)型:增加結(jié)構(gòu)的阻尼,不提供剛度,不改變結(jié)構(gòu)周期。速度相關(guān)型消能器:黏滯消能器黏彈性消能器效果:通過(guò)增加結(jié)構(gòu)的阻尼實(shí)現(xiàn)減小結(jié)構(gòu)基底剪力和層間位移的效果。010203速度相關(guān)型消能器速度相關(guān)型:增加結(jié)構(gòu)的阻尼,不提97698《建筑消能減震設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ297-2013第4.1.2條第2、3款:2當(dāng)消能減震結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài),且消能器處于非彈性狀態(tài)時(shí),可將消能器進(jìn)行等效線性化,采用附加有效阻尼比和有效剛度的振型分解反應(yīng)譜、彈性時(shí)程分析法,也可采用彈塑性時(shí)程分析法。3當(dāng)消能減震結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)時(shí),應(yīng)采用靜力彈塑性分析方法或彈塑性時(shí)程分析方法;規(guī)范規(guī)定《抗規(guī)》12章:當(dāng)主體結(jié)構(gòu)基本處于彈性工作狀態(tài)時(shí),可采用線性分析方法做簡(jiǎn)單估算;消能減震結(jié)構(gòu)的阻尼比由主體結(jié)構(gòu)的阻尼比和消能部件附加給結(jié)構(gòu)的有效阻尼比組成;7《建筑消能減震設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ297-2013第4.1.2消能減震分析方法“一般情況下宜采用靜力彈塑性分析或者彈塑性時(shí)程分析方法,但當(dāng)主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本處于彈性工作階段時(shí),可采取彈性分析方法,如基于等價(jià)線性化的振型分解反應(yīng)譜法做簡(jiǎn)化估算,主體結(jié)構(gòu)和消能器所處的狀態(tài)及適合的分析方法可選下表”。主體結(jié)構(gòu)消能器分析方法彈塑性非線性靜力彈塑性彈塑性時(shí)程分析彈塑性線性靜力彈塑性彈塑性時(shí)程分析線性非線性振型分解反應(yīng)譜法彈塑性時(shí)程分析線性線性振型分解反應(yīng)譜法彈性時(shí)程分析《建筑消能減震技術(shù)規(guī)程》3.3.1條文說(shuō)明:消能減震分析方法“一般情況下宜采用靜力彈塑性分析或者彈塑性時(shí)100不同位置不同地震水準(zhǔn),有效剛度和阻尼如何得到;需采用小震、中震、大震計(jì)算;不同地震水準(zhǔn)下的耗能、滯回等特性;反應(yīng)譜計(jì)算不可或缺;難點(diǎn)非線性單元,需按動(dòng)力時(shí)程分析計(jì)算9不同位置不同地震水準(zhǔn),有效剛度和阻尼如何得到;需采用小震、計(jì)算三方面計(jì)算內(nèi)容振型分解反應(yīng)譜計(jì)算與配筋;彈性時(shí)程分析;彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析。計(jì)算三方面計(jì)算內(nèi)容一、布置粘滯消能器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程102一、布置粘滯消能器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程11推薦設(shè)計(jì)流程103推薦設(shè)計(jì)流程1210414對(duì)無(wú)控模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜法計(jì)算;無(wú)控模型提高結(jié)構(gòu)阻尼比試算,初步確定減震目標(biāo);有控模型反應(yīng)譜法計(jì)算。此為第5步的中間過(guò)程;有控模型讀取第5步有效剛度和有效阻尼進(jìn)行反應(yīng)譜法計(jì)算設(shè)計(jì);223有控模型進(jìn)行大震彈塑性分析,確定阻尼器最大阻尼力及最大位移、及子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。推薦設(shè)計(jì)流程主要步驟:3有控模型初步設(shè)計(jì);4567有控模型小震直接積分時(shí)程法計(jì)算得到有效剛度和有效阻尼;1314對(duì)無(wú)控模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜法計(jì)算;無(wú)控模型提高結(jié)構(gòu)阻尼工程概況本工程抗震設(shè)防烈度8度,設(shè)計(jì)基本地震加速度峰值為0.30g,設(shè)計(jì)地震分組第三組,Ⅱ類場(chǎng)地,場(chǎng)地特征周期0.45秒,采用框架結(jié)構(gòu)形式,樓層數(shù)6層,無(wú)地下室,總高23米。105工程概況本工程抗震設(shè)防烈度8度,設(shè)計(jì)基本地震加速度峰值為0.106運(yùn)行YJK,對(duì)無(wú)控原模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜法計(jì)算。此結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)阻尼比為5%查看其層間位移角和位移比對(duì)無(wú)控原模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜法計(jì)算15運(yùn)行YJK,對(duì)無(wú)控原模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜法計(jì)算。此結(jié)構(gòu)是鋼107樓層剪力、配筋對(duì)無(wú)控原模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜法計(jì)算從以上結(jié)果可以看出:1、1-5層層間位移角超限;2、部分梁柱抗剪超限;16樓層剪力、配筋對(duì)無(wú)控原模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜法計(jì)算從以上結(jié)果108在進(jìn)行粘滯消能器設(shè)置的設(shè)計(jì)中,減震目標(biāo)通常體現(xiàn)為使結(jié)構(gòu)的附加阻尼比達(dá)到某一設(shè)計(jì)值,從而使消能減震結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到規(guī)范的要求。例如混凝土結(jié)構(gòu)不設(shè)置阻尼器時(shí)結(jié)構(gòu)阻尼比為5%,設(shè)置阻尼器后目標(biāo)阻尼比為21%。樓層剪力減小40%左右;通過(guò)試算來(lái)完成減震目標(biāo)的設(shè)定。經(jīng)過(guò)多次試算,當(dāng)該結(jié)構(gòu)阻尼比為21%時(shí),構(gòu)件不再有超限現(xiàn)象,層間位移角樓層滿足要求。則此確定的減震目標(biāo)為結(jié)構(gòu)阻尼比提高至21%。無(wú)控模型提高結(jié)構(gòu)阻尼比試算,確定減震目標(biāo)17在進(jìn)行粘滯消能器設(shè)置的設(shè)計(jì)中,減震目標(biāo)通常體現(xiàn)為使結(jié)構(gòu)的109綜上所有構(gòu)件都不超限,位移比和層間位移角均滿足《抗規(guī)》相應(yīng)要求。所以可以將目標(biāo)定為結(jié)構(gòu)總阻尼比X和Y均為21%,即消能器附加給結(jié)構(gòu)的附加阻尼比為16%。無(wú)控模型提高結(jié)構(gòu)阻尼比試算,確定減震目標(biāo)目標(biāo)模型反應(yīng)譜結(jié)果:位移比、位移角、樓層剪力、配筋18綜上所有構(gòu)件都不超限,位移比和層間位移角均滿足《抗規(guī)》相初步設(shè)計(jì)有控模型方案110(1)建立初設(shè)方案模型--初步設(shè)計(jì)消能器布置數(shù)量和位置將原無(wú)消能器的模型復(fù)制一份,設(shè)置為“有控-初設(shè)”。初步設(shè)定采用筒式流體粘滯阻尼器,結(jié)構(gòu)布置:從底層到頂層,人字形布置,1-3層每層8個(gè),4-5層每層設(shè)置7個(gè);3初步設(shè)計(jì)有控模型方案19(1)建立初設(shè)方案模型--初步設(shè)計(jì)消初步設(shè)計(jì)有控模型方案111(1)
指定阻尼器單元屬性注:阻尼系數(shù)的單位軟件界面顯示不全,應(yīng)是kN*(s/m)α;3初步設(shè)計(jì)有控模型方案20(1)指定阻尼器單元屬性注:阻尼系有控模型小震時(shí)程法計(jì)算112進(jìn)行生成數(shù)據(jù)+全部計(jì)算后,得到反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果。反應(yīng)譜法計(jì)算過(guò)程是進(jìn)行時(shí)程計(jì)算必須的中間過(guò)程;注意結(jié)構(gòu)阻尼比還應(yīng)按無(wú)控模型的填寫,此例為5%4(2)有控模型小震反應(yīng)譜法計(jì)算有控模型小震時(shí)程法計(jì)算21進(jìn)行生成數(shù)據(jù)+全部計(jì)算后,得到反應(yīng)有控模型小震時(shí)程法計(jì)算113A、在“彈性時(shí)程分析”菜單的“人工波生成”對(duì)話框上生成一條和規(guī)范譜擬合的非常好的人工波;4(3)直接積分時(shí)程法計(jì)算有效剛度有效阻尼有控模型小震時(shí)程法計(jì)算22A、在“彈性時(shí)程分析”菜單的“人工有控模型小震時(shí)程法計(jì)算114直接積分時(shí)程法4(3)直接積分時(shí)程法計(jì)算有效剛度有效阻尼有控模型小震時(shí)程法計(jì)算23直接積分時(shí)程法4(3)直接積分時(shí)程有控模型小震時(shí)程法計(jì)算1154(3)直接積分時(shí)程法計(jì)算有效剛度有效阻尼時(shí)程結(jié)果查看有控模型小震時(shí)程法計(jì)算244(3)直接積分時(shí)程法計(jì)算有效剛度有控模型小震時(shí)程法計(jì)算116在“構(gòu)件編號(hào)”可以查看直接積分時(shí)程法計(jì)算得有效剛度和阻尼4(3)讀取直接積分法得到的有效剛度和阻尼進(jìn)行反應(yīng)譜法計(jì)算有控模型小震時(shí)程法計(jì)算25在“構(gòu)件編號(hào)”可以查看直接積分時(shí)程有控模型小震時(shí)程法計(jì)算117Wzq中輸出結(jié)構(gòu)阻尼比4(3)讀取直接積分法得到的有效剛度和阻尼進(jìn)行反應(yīng)譜法計(jì)算如果發(fā)現(xiàn)某項(xiàng)內(nèi)容不滿足要求或者有超筋現(xiàn)象,請(qǐng)返回到第3步重新調(diào)整消能器布置方案或者調(diào)整參數(shù)。
滿足要求后,此即為最終方案,配筋結(jié)果也可作為最終結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果。有控模型小震時(shí)程法計(jì)算26Wzq中輸出結(jié)構(gòu)阻尼比4(3)讀取有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析1185《減震消能減震》JGJ297-2013第4.1.7條:采用靜力彈塑性分析方法時(shí)應(yīng)滿足下列要求:2結(jié)構(gòu)目標(biāo)位移的確定應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同性能來(lái)選擇,宜采用結(jié)構(gòu)總高度的1.5%作為頂點(diǎn)位移的界限值;此模型總高度為23m,總高度的1.5%為345mm做為頂點(diǎn)位移的界限值?!督ㄖ軠p震設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ297-2013第6.4.3條:“2消能減震結(jié)構(gòu)的彈性層間位移角限值不應(yīng)大于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011規(guī)定的限值要求”當(dāng)結(jié)構(gòu)遭遇中大地震時(shí),一般建筑主體結(jié)構(gòu)不再處于彈性階段,而是逐步進(jìn)入彈塑性階段,故對(duì)于中大震的分析應(yīng)采用彈塑性分析,本例采用YJK的動(dòng)力彈塑性分析模塊YJK-EP。有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析275《減震消能減震》J有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析1195《建筑消能減震設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ297-2013第6.4.2條:1消能子結(jié)構(gòu)中梁、柱、墻構(gòu)件宜按重要構(gòu)件設(shè)計(jì),并應(yīng)考慮罕遇地震作用效應(yīng)和其他荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng),其值應(yīng)小于構(gòu)件極限承載力。2、消能子結(jié)構(gòu)中的梁、柱和墻截面設(shè)計(jì)應(yīng)考慮消能器在極限位移和極限速度下的阻尼力作用有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析285有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析1205(1)
YJK彈塑性選地震波及計(jì)算參數(shù)設(shè)定生成數(shù)據(jù)有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析295(1)YJK彈塑有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析1215(2)將子結(jié)構(gòu)設(shè)定成不屈服構(gòu)件生成數(shù)據(jù)后在“特殊構(gòu)件”中的“屈服/不屈服項(xiàng)”指定所有子結(jié)構(gòu)的梁柱等構(gòu)件為不屈服(抗彎、抗剪、軸向可分別設(shè)定)構(gòu)件,材料強(qiáng)度可為標(biāo)準(zhǔn)值或極限值有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析305(2)將子結(jié)構(gòu)設(shè)定有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析1225(3)彈塑性分析后,結(jié)果查看:耗能、層間位移角、滯回曲線、位移時(shí)程曲線等生成數(shù)據(jù)后在“特殊構(gòu)件”中的“屈服/不屈服項(xiàng)”指定所有子結(jié)構(gòu)的梁柱等構(gòu)件為不屈服(抗彎、抗剪、軸向可分別設(shè)定)構(gòu)件,材料強(qiáng)度可為標(biāo)準(zhǔn)值或極限值有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析315(3)彈塑性分析后有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析1235(3)彈塑性分析后,結(jié)果查看:大震作用下的屈服機(jī)制合理性判斷等看各構(gòu)件及子結(jié)構(gòu)的損傷發(fā)展情況:梁端首先有損傷,然后更多的梁端出現(xiàn)損傷,個(gè)別的梁端損傷較大,然后柱端出現(xiàn)損傷,符合強(qiáng)柱弱梁屈服機(jī)制,而子結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)極限承載力破壞。屈服機(jī)制合理。有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析325(3)彈塑性分析后有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析1245(3)彈塑性分析后,結(jié)果查看:查看子結(jié)構(gòu)構(gòu)件大震下的配筋結(jié)果程序用紅色字體起提示作用,表明該構(gòu)件大震彈塑性配筋比小震彈性配筋大有控模型和無(wú)控模型大震彈塑性結(jié)果分析335(3)彈塑性分析后二、布置屈曲約束支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程125二、布置屈曲約束支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程34屈曲約束支撐BRB126屈曲約束支撐是位移相關(guān)型消能器,能有效提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度,且能增加大震下結(jié)構(gòu)的耗能能力,是目前應(yīng)用最為廣泛的消能減震技術(shù)之一,實(shí)際工程中,部分工程要求屈曲約束支撐小震下彈性,不屈服,只考慮對(duì)結(jié)構(gòu)提供的剛度。也有部分工程要求小震下也發(fā)揮屈曲耗能。BRB屈曲約束支撐BRB35屈曲約束支撐是位移相關(guān)型消能器,能有效127142設(shè)計(jì)流程:3建立有控的初步方案結(jié)構(gòu)模型;457有控結(jié)構(gòu)模型大震彈塑性時(shí)程計(jì)算;無(wú)控結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜方法計(jì)算;設(shè)定消能減震方案;有控結(jié)構(gòu)模型小震時(shí)程計(jì)算;36142設(shè)計(jì)流程:3建立有控的初步方案結(jié)構(gòu)模型;457有控工程概況某省幼兒園主體結(jié)構(gòu),3層,高13.6m,設(shè)計(jì)地震設(shè)防烈度8度第2組,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g,場(chǎng)地類別為Ⅱ類,特征周期0.4s。重點(diǎn)設(shè)防,乙類建筑。128工程概況某省幼兒園主體結(jié)構(gòu),3層,高13.6m,設(shè)計(jì)地震設(shè)無(wú)控結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜方法計(jì)1129由以上結(jié)果可以看出2層的層間位移角較大,超過(guò)《抗規(guī)》1/550限值要求;無(wú)超筋。無(wú)控結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行小震反應(yīng)譜方法計(jì)138由以上結(jié)果可以看出2層設(shè)定消能減震方案2130分析:第一步對(duì)無(wú)控模型的結(jié)果可以看出,無(wú)控小震反應(yīng)譜結(jié)果基本滿足規(guī)范上抗震要求,可考慮采用在小震彈性且提供剛度減小層間位移、中大震提供耗能的屈曲約束支撐消能器構(gòu)件。根據(jù)無(wú)控模型結(jié)果確定采用的減震方案,及消能器數(shù)量、位置和參數(shù)。初設(shè)方案:擬采用1-3層均布置相同型號(hào)噸位的屈曲約束支撐,參數(shù)如下:初始剛度:60000kN/m屈服承載力200kN,極限承載力320kN,屈服后的剛度比0.02,屈服指數(shù)5,一字型芯材設(shè)定消能減震方案239分析:第一步對(duì)無(wú)控模型的結(jié)果可以看出,建立有控結(jié)構(gòu)模型-初步設(shè)計(jì)3131BRB按照斜桿建立,截面類型和尺寸可按照初始剛度進(jìn)行等效,材料類型設(shè)置為5(鋼材),在前處理中指定成屈曲約束支撐屬性后,計(jì)算時(shí)會(huì)被連接單元給取代。程序還自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算,此時(shí)采用的截面即為建模時(shí)的斜撐截面。建立有控結(jié)構(gòu)模型-初步設(shè)計(jì)340BRB按照斜桿建立,截面類型建立有控結(jié)構(gòu)模型-初步設(shè)計(jì)3132計(jì)算參數(shù)、連接單元參數(shù)設(shè)定建立有控結(jié)構(gòu)模型-初步設(shè)計(jì)341計(jì)算參數(shù)、連接單元參數(shù)設(shè)定有控結(jié)構(gòu)模型小震反應(yīng)譜法計(jì)算4133將有控模型進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的“生成數(shù)據(jù)+全部計(jì)算”完成小震下反應(yīng)譜方法的計(jì)算。此結(jié)果不是最終的結(jié)果,是進(jìn)行時(shí)程計(jì)算必須的中間過(guò)程。有控結(jié)構(gòu)模型小震反應(yīng)譜法計(jì)算442將有控模型進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的“有控結(jié)構(gòu)小震直接積分時(shí)程法計(jì)算51341、生成與規(guī)范譜擬合較好的人工地震波有控結(jié)構(gòu)小震直接積分時(shí)程法計(jì)算5431、生成與規(guī)范譜擬合較好有控結(jié)構(gòu)小震直接積分時(shí)程法計(jì)算51352、在直接積分時(shí)程法菜單中進(jìn)行該地震波下的時(shí)程計(jì)算從以上曲線可以看出,小震下屈曲約束支撐已經(jīng)進(jìn)入一定的耗能階段,但是耗能較小,接近彈性狀態(tài)。有控結(jié)構(gòu)小震直接積分時(shí)程法計(jì)算5442、在直接積分時(shí)程法菜單有控結(jié)構(gòu)小震直接積分時(shí)程法計(jì)算51363、結(jié)果查看:滯回曲線層間位移最大的2層所在的BRB滯回耗能較大,剛度有所退化,但退化不大,1層和3層的基本處于彈性階段,剛度基本沒(méi)有發(fā)生退化,接近初始剛度60000kN/m。有控結(jié)構(gòu)小震直接積分時(shí)程法計(jì)算5453、結(jié)果查看:滯回曲線層有控結(jié)構(gòu)小震作用下反應(yīng)譜法計(jì)算6137位移比、位移角均比原模型減小且滿足要求;配筋均滿足規(guī)范要求。有控結(jié)構(gòu)小震作用下反應(yīng)譜法計(jì)算646位移比、位移角均比原模型有控結(jié)構(gòu)小震作用下反應(yīng)譜法計(jì)算6138屈曲約束支撐的強(qiáng)度應(yīng)力計(jì)算結(jié)果。有控結(jié)構(gòu)小震作用下反應(yīng)譜法計(jì)算647屈曲約束支撐的強(qiáng)度應(yīng)力計(jì)有控結(jié)構(gòu)小震作用下反應(yīng)譜法計(jì)算6139有效剛度、有效阻尼查看有控結(jié)構(gòu)小震作用下反應(yīng)譜法計(jì)算648有效剛度、有效阻尼查看有控結(jié)構(gòu)小震作用下反應(yīng)譜法計(jì)算6140有效剛度:列出所有BRB由直接積分時(shí)程法計(jì)算出的有效剛度有效阻尼,有效剛度一般在52000-60000kN/M之間,和前處理設(shè)定的非線性初始剛度60000對(duì)比,小震下剛度有所退化,但退化非常小,說(shuō)明在小震時(shí)屈曲約束支撐也部分進(jìn)入了屈服狀態(tài),并開(kāi)始發(fā)揮耗能作用,和第五步的能量曲線結(jié)果一致。這些表明屈曲約束支撐在小震下接近彈性狀態(tài)。有效阻尼:有效阻尼大多數(shù)BRB都是一個(gè)較小的數(shù)值,一般為0-30之間,和整體結(jié)構(gòu)的阻尼比較是非常小的,可以忽略,這和一般屈曲約束支撐將其有效阻尼參數(shù)設(shè)置為0是相符的。其中有幾個(gè)剛度退化比較嚴(yán)重的屈曲約束支撐,其有效阻尼達(dá)到300,有的達(dá)到900度,說(shuō)明在小震下已經(jīng)進(jìn)入屈曲滯回耗能階段。有控結(jié)構(gòu)小震作用下反應(yīng)譜法計(jì)算649有效剛度:有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算71411、選波有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算7501、選波有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算7142結(jié)果查看可見(jiàn)大震下,屈曲約束支撐耗能效果比較明顯。有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算751結(jié)果查看有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算7143滯回曲線大震彈塑性下BRB滯回曲線飽滿,屈曲約束支撐都已經(jīng)進(jìn)入屈曲耗能階段,最大出力都達(dá)到或超過(guò)了屈服承載力300kN,2層的屈曲約束支撐最大位移為13.8mm。應(yīng)查看所有地震波所有BRB滯回曲線,以得到BRB最大出力及彈塑性最大位移,以來(lái)判斷廠家提供的材料是否滿足1.2倍最大位移的要求。有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算752滯回曲線有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算7144層間位移角對(duì)比通過(guò)以上對(duì)比,布置BRB的有控模型在大震彈塑性下的最大層間位移角有明顯的減小,X向1/74減小到1/92,Y向由1/59減小到1/104。有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算753層間位移有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算7145樓層剪力對(duì)比通過(guò)以上對(duì)比,布置BRB的有控模型在大震彈塑性下的最大層間位移角有明顯的減小,X向1/74減小到1/92,Y向由1/59減小到1/104。有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算754樓層剪力有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算7146大震屈服機(jī)制合理性判斷從以上可以得出,結(jié)構(gòu)的破壞,首先是梁端出現(xiàn)了塑性鉸,而后梁端塑性鉸增多,進(jìn)而少量柱端出現(xiàn)破壞,最后時(shí)刻是部分梁端破壞嚴(yán)重,個(gè)別柱也出現(xiàn)較嚴(yán)重的破壞。屈服機(jī)制符合性能設(shè)計(jì)要求。有控模型和無(wú)控模型中大震彈塑性時(shí)程分析對(duì)比計(jì)算755大震屈服參數(shù)用法注意消能減震構(gòu)件若為阻尼器,輸入的剛度是與阻尼器串聯(lián)的。如果需要模擬粘滯型阻尼器(純阻尼),需將非線性參數(shù)中的剛度指定為一個(gè)大數(shù)。參數(shù)用法注意消能減震構(gòu)件若為阻尼器,輸入的剛度是與阻尼器串聯(lián)彈性時(shí)程模塊如果只輸入線性參數(shù),振型疊加法進(jìn)行線彈性時(shí)程分析;如果輸入了非線參數(shù),采用快速非線性(FNA)計(jì)算,主體結(jié)構(gòu)保持為彈性;彈性時(shí)程模塊如果只輸入線性參數(shù),振型疊加法進(jìn)行線彈性時(shí)程分析建模如果只輸入線性參數(shù),振型疊加法進(jìn)行線彈性時(shí)程分析;如果輸入了非線參數(shù),采用快速非線性(FNA)計(jì)算,主體結(jié)構(gòu)保持為彈性;建模如果只輸入線性參數(shù),振型疊加法進(jìn)行線彈性時(shí)程分析;連接單元設(shè)置150連接單元設(shè)置59連接單元除了以前的鉸接、剛接外,提供更加多樣的連接方式;用戶可以手工指定兩點(diǎn)之間的彈性連接,可以定義節(jié)點(diǎn)6個(gè)自由度上的彈性剛度,可以支持各種復(fù)雜的彈性剛度形式,用來(lái)模擬滑動(dòng)連接,滑動(dòng)支座,減震隔震裝置等。大跨空間結(jié)構(gòu)和底部主體結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)連接支座上連體結(jié)構(gòu)和兩側(cè)主體結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)彈性連接隔振支座、減震裝置151連接單元除了以前的鉸接、剛接外,提供更加多樣的連接方式;60概念-局部坐標(biāo)系1521、局部坐標(biāo)系:指定節(jié)點(diǎn)局部坐標(biāo)系的X軸,Y軸的方向;該節(jié)點(diǎn)自由度的釋放/約束、相應(yīng)方向上施加的彈簧,或者支座節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)制位移,均按局部坐標(biāo)系處理;2、未指定的按整體坐標(biāo)系。概念-局部坐標(biāo)系611、局部坐標(biāo)系:指定節(jié)點(diǎn)局部坐標(biāo)系的X軸連接屬性在兩點(diǎn)約束、單點(diǎn)約束和設(shè)置支座、斜撐設(shè)置連接屬性菜單都設(shè)置了6種選項(xiàng):線型、屈曲約束支撐、阻尼器、塑性單元、隔震支座、間隙,選擇線性時(shí)即為彈性約束。153連接屬性在兩點(diǎn)約束、單點(diǎn)約束和設(shè)置支座、斜撐設(shè)置連接屬性菜單154單點(diǎn)約束:用于設(shè)置支座節(jié)點(diǎn)、上下樓層之間連接節(jié)點(diǎn)或者任意兩個(gè)桿件之間的彈性連接。樓層之間的連接節(jié)點(diǎn)一般是柱下、斜撐下與下一樓層連接的節(jié)點(diǎn)。設(shè)置到中間樓層:本層柱下、斜撐下與下一樓層連接關(guān)系。單點(diǎn)約束63單點(diǎn)約束:用于設(shè)置支座節(jié)點(diǎn)、上下樓層之間連接節(jié)點(diǎn)或者任意單點(diǎn)約束是YJK的特色菜單155針對(duì)垂直的柱下、支撐下的約束設(shè)置;軟件自動(dòng)在柱底和下層節(jié)點(diǎn)之間設(shè)置約束;不用再人為設(shè)置分離的兩節(jié)點(diǎn);注意:目前不支持在多根構(gòu)件交匯的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。單點(diǎn)約束是YJK的特色菜單64針對(duì)垂直的柱下、支撐下的約束設(shè)單點(diǎn)約束是YJK的特色菜單156單點(diǎn)約束坐標(biāo)系:線性:按節(jié)點(diǎn)局部坐標(biāo)系,如沒(méi)設(shè)置則依據(jù)全局坐標(biāo)系;其他連接屬性:1軸豎直向上,2軸為全局坐標(biāo)系Y軸,若定義了局部坐標(biāo)系,局部坐標(biāo)系的y軸作為2軸方向;單點(diǎn)約束是YJK的特色菜單65單點(diǎn)約束坐標(biāo)系:在柱下、支撐下設(shè)置單點(diǎn)約束更方便1571、穹頂與普通層柱徑向滑動(dòng)2、局部坐標(biāo)系、單點(diǎn)約束的操作在柱下、支撐下設(shè)置單點(diǎn)約束更方便661、穹頂與普通層柱徑向滑單點(diǎn)約束-隔震支座設(shè)置1581、穹頂與普通層柱徑向滑動(dòng)2、局部坐標(biāo)系、單點(diǎn)約束的操作單點(diǎn)約束-隔震支座設(shè)置671、穹頂與普通層柱徑向滑動(dòng)兩點(diǎn)約束特殊構(gòu)件定義中設(shè)置節(jié)點(diǎn)約束在節(jié)點(diǎn)上設(shè)彈簧剛度,實(shí)際是在節(jié)點(diǎn)上連接的兩根桿件之間或者兩批桿件之間設(shè)置彈簧剛度兩點(diǎn)約束特殊構(gòu)件定義中設(shè)置節(jié)點(diǎn)約束在節(jié)點(diǎn)上設(shè)彈簧剛度,實(shí)際是160坐標(biāo)系設(shè)置線性:取決于局部坐標(biāo)系,如沒(méi)定義則依據(jù)全局坐標(biāo)系;其他屬性:1軸由從節(jié)點(diǎn)指向主節(jié)點(diǎn)的連接方向;2軸為垂直1軸向上方向,3軸方向按1軸-2軸的右手螺旋定則確定;兩點(diǎn)約束:指定同標(biāo)準(zhǔn)層平面內(nèi)兩點(diǎn)間的約束關(guān)系,由于必須是兩個(gè)節(jié)點(diǎn),因此對(duì)于工程中有節(jié)點(diǎn)上設(shè)置了滑動(dòng)支座等情況,需要對(duì)于支座連接的兩部分構(gòu)件進(jìn)行人為的拆分,建立距離相近的節(jié)點(diǎn)并分別布置構(gòu)件,然后再指定該兩點(diǎn)間的約束關(guān)系。兩點(diǎn)約束69坐標(biāo)系設(shè)置兩點(diǎn)約束:指定同標(biāo)準(zhǔn)層平面內(nèi)兩點(diǎn)間的約束關(guān)系,概念—斜撐連接屬性161建模時(shí)在需要設(shè)置連接屬性(消能器、隔震支座、彈性連接等)的位置布置斜撐,該斜撐的布置是臨時(shí)性的,它在計(jì)算前處理被消能器取代。好處是:這樣布置更靈活、直觀,約束作用方向也好確定。建議此種方式。概念—斜撐連接屬性70建模時(shí)在需要設(shè)置連接屬性(消能器、隔震概念—162采用這種方式建模時(shí),局部坐標(biāo)系采用斜撐的局部坐標(biāo)系表達(dá),具體為:1軸為斜桿較高端指向斜桿較低端的連線方向;2軸為垂直1軸向上方向,3軸方向按1軸到2軸的右手螺旋定則確定。豎直布置的斜桿1、2、3軸分別對(duì)應(yīng)整體坐標(biāo)系-Z、+Y、+X向;概念—71采用這種方式建模時(shí),局部坐標(biāo)系采用斜撐的局部坐標(biāo)系連接單元的計(jì)算模型《減震消能減震技術(shù)規(guī)程》JGJ297-2013第4.1.8:消能器的恢復(fù)力模型宜按下列規(guī)定選?。?.軟鋼消能器和屈曲約束支撐可采用雙線性模型、三線性模型或wen模型2.粘滯消能器可采用麥克斯韋模型。163YJK單元連接屬性中支持阻尼器、塑性單元Wen、屈曲約束支撐等消能減震單元,速度型阻尼器:“阻尼器”,YJK是麥克斯韋(Maxwell)模型;位移型消能器可選用:“屈曲約束支撐”或“塑性單元Wen”,兩者的計(jì)算模型都是采用的是Wen模型。連接單元的計(jì)算模型《減震消能減震技術(shù)規(guī)程》JGJ297-20YJK消能減震參數(shù)介紹164YJK消能減震參數(shù)介紹73線性有效剛度6個(gè)自由度可設(shè)有效效剛度系數(shù);用于線性計(jì)算,如恒活風(fēng)等靜力計(jì)算、模態(tài)(周期)分析、反應(yīng)譜分析、杜哈梅線性時(shí)程分析,在此類分析中,單元的非線性參數(shù)被忽略FNA:非線性模態(tài)時(shí)程分析法,由于它使用了基于有效剛度計(jì)算的振動(dòng)模態(tài)進(jìn)行非線性力的迭代(非線性力的計(jì)算采用非線性參數(shù)),所以有效剛度會(huì)影響FNA計(jì)算結(jié)果。而某些結(jié)構(gòu)中非線性構(gòu)件的有效剛度對(duì)其周期的影響較大,如隔震結(jié)構(gòu)和布置了較多減震器的減震結(jié)構(gòu)。對(duì)于這樣的結(jié)構(gòu),有效剛度對(duì)非線性時(shí)程分析的結(jié)果的影響是不可忽略的,需要用戶填入較為準(zhǔn)確的有效剛度,F(xiàn)NA法才能得到準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果。直接積分法,其算法本身與線性有效剛度沒(méi)有關(guān)聯(lián)。采用瑞利阻尼的阻尼系數(shù)的計(jì)算需要輸入兩個(gè)周期以及其對(duì)應(yīng)的阻尼比,YJK直接積分法目前默認(rèn)采用上部結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果的第一周期和第三周期。又由于周期分析是基于有效剛度的,所以有效剛度會(huì)間接的影響YJK直接積分法默認(rèn)的瑞利阻尼,而瑞利阻尼作為直接積分法的阻尼項(xiàng),會(huì)影響直接積分法的結(jié)果。165線性有效剛度6個(gè)自由度可設(shè)有效效剛度系數(shù);74線性有效阻尼僅用于計(jì)算附加阻尼比。與非線性時(shí)程分析則無(wú)任何關(guān)系。
此處YJK有一項(xiàng)特殊處理,當(dāng)且僅當(dāng)三個(gè)條件被同時(shí)滿足時(shí):1)
減震器為速度型阻尼器。2)用戶選擇采用能量等效法計(jì)算附加阻尼比。3)未讀入直接積分法
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