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《高層建筑框架-剪力墻結(jié)構(gòu)隔震設(shè)計之時程分析.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2Q12生簋里塑【篁箜至!Q塑】江酉建撾:—堡篁量塑型!絲___JL口同層建筑框架一剪力墻結(jié)構(gòu)隔震設(shè)計之時程分析■沈松鞭中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司,北京102600摘要:實際運用中,當需要對高層建筑框架一剪力墻結(jié)構(gòu)進行隔震設(shè)計時,為了最貼近實際的將地震力作用于高層建筑結(jié)構(gòu)上,則需要采用一種動態(tài)的計算方法一時程分析方法,將該分析算法較目前常使用的的反應(yīng)譜法而言。可以考慮建筑物的場地條件,地震三要素:地震持時、幅值、頻譜特性,對于結(jié)構(gòu)的非線性問題可以很好的考慮進來,可見時程分析方法更適用于高層建筑框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的隔震設(shè)計,雖然時程分析法
2、的優(yōu)點很明顯的,但在運用的過程中需要較好的解決兩個關(guān)鍵問題,即如何選取地震波,以及地震波的數(shù)量,基于此,本文將詳細介紹如何對地震波進行選取和確定地震渡數(shù)量。關(guān)鍵詞:高層建筑結(jié)構(gòu)地震作用時程分析方法地震波實際運用中,當需要對高層建筑框架一剪力墻多塔帶大底盤結(jié)構(gòu)進行隔震設(shè)計時?,在采用等代隔震模型進行整體結(jié)構(gòu)計算時,如按照振型分解反應(yīng)譜分析整體結(jié)構(gòu)模型,由于常規(guī)設(shè)計軟件在算法上的局限性,會導(dǎo)致下部結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)被低估,造成設(shè)計上偏于不安全。為了最貼近實際的將地震力作用于結(jié)構(gòu)上,則需要采用一種動態(tài)的計算方法一時程分析方法,實踐證明該算法更適用于
3、高層建筑框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的隔震設(shè)計,雖然時程分析法的優(yōu)點很明顯,但在運用的過程中需要解決兩個關(guān)鍵問題,即如何選取地震波,以及地震波的數(shù)量的確定?;诖耍疚膶⒃敿毞治鲈谶\用時程分析方法進行高層建筑框架一剪力墻結(jié)構(gòu)隔震設(shè)計時,如何選取合理的地震波以及確定合理的地震波數(shù)量。1地震波選取原則選取正確的地震波是使用時程分析法進行計算的前提。在抗震結(jié)構(gòu)研究的各個時期,為獲得準確的地震反應(yīng),海內(nèi)外學(xué)者都對輸入的地震波的選擇做了大量的研究,然而卻一直未有一個準確的方法,目前都是采用經(jīng)驗選波方法和眾多工程實踐總結(jié)出的規(guī)律。同時由于地震發(fā)生的突然性,目前對
4、地震動的記錄手段還是比較有限。有時在分析中很難選出合適的地震波-6J。同樣,在隔震結(jié)的選波方面也受到了限制,所以針對選波問題,以下將詳細闡述本文研究的選波原則。為研究隔震結(jié)構(gòu)時程分析計算,采用了YJK結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的程序生成人工波,軟件采用是諧波疊加法,對于給定的功率譜密度函數(shù)s。(w),按照下面的公式可以方便的生成以S:(if))為功率密度函數(shù)、均值為零的高斯平穩(wěn)過程a(t)。公式(1)中各參數(shù)的定義如下Ci:[4S,(。。)。△t£I]}幽=芋(2)wi:”。+(i一÷)△”妒i為區(qū)間范圍在(0,2w)內(nèi)均勻分布的隨機相角;”。、w。為
5、正”域內(nèi)的最大值與最小值,并且認為S;(w)的有效功率在區(qū)間(”。,”。)范圍內(nèi),而范圍外的.s,(w)值可視為為了反映地面運動的非平穩(wěn)性,采用包絡(luò)函數(shù)F(f)乘以平穩(wěn)過程o(f),即:X(t)=F(t)xn(t)(3)公式(3)為人工模擬的地震波模型公式,其中的F(t)定義如下:f£2/t{(0≤t
6、根據(jù)實際情況而定。YJK結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件采用了《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(G50011—2010)中的設(shè)計反應(yīng)譜,再使用kaul提出的平穩(wěn)過程反應(yīng)譜與功率譜的近似關(guān)系如下所示:笪『S!(w.)]2s,(∽)=—二二L————一(5)[一2ln(一——告一l“p)]竹iId公式(5)中:①
7、s。(”。)為規(guī)范設(shè)計反應(yīng)譜;②f為結(jié)構(gòu)阻尼比;③死為地震波的持續(xù)時間;④P為反應(yīng)不超過反應(yīng)譜值的概率,YJK軟件中一般取0.85。綜合以上公式,由公式(3)和公式(5)就可以獲得人工模擬地震波。2某實際框架剪力墻結(jié)構(gòu)隔震工程實例2.1建筑結(jié)構(gòu)工程概況該建筑結(jié)構(gòu)地
8、上為辦公及商業(yè),首層和第二層層高為為4.5m,其余層高為3m,共18層;地下共兩層,為汽車庫其中地下一層層高4.2m;地下二層層高3.9m。該高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防類別為丙類??拐鹪O(shè)防烈度為8度,設(shè)計基本地震加速度值為0.29,設(shè)計地震分組為第一組。1為該高層建筑結(jié)構(gòu)對應(yīng)的MIDAS結(jié)構(gòu)模型。該高層建筑結(jié)構(gòu)采用的是疊層橡膠隔震支座,共采用四種類型的支座,分別是LNR—CA一1300一Tr240一C65、LNR—G4一1500一Tr300一C75、LRB—G4—1300一Tr240一C260、LRB—CA—1500一Tr300一C30。且圖
9、1MIDAS模型圖2環(huán)境激勵2.2地震波確定依據(jù)設(shè)防烈度、最大影響系數(shù)、峰值加速度、特征周期等參數(shù)隨機生成一批(略大于200條)人工波,對比篩選出前三階隔震周期點與抗震周期點上的波譜與規(guī)范反應(yīng)