隔震支座地震

【案例教程】SAP2000隔震分析

本教程旨在指导用户利用SAP2000完成结构的隔震分析，包括隔震支座的选型和布置、减震系数的确定及隔震层验算等内容。通过具体操作了解并掌握SAP2000隔震分析的基本流程和操作要点，如支座属性、工况设置、数据提取等。...

本教程旨在指导用户利用SAP2000完成结构的隔震分析，包括隔震支座的选型和布置、减震系数的确定及隔震层验算等内容。

通过本案例的具体操作，可以使用户了解并掌握用SAP2000进行隔震分析的基本流程和操作要点，如支座属性、工况设置、数据提取等。

本教案具有一定代表性，用户在深入了解程序的技术条件后，可根据实际工程情况灵活应用。

1 模型概况

图

1-1

原结构

如图1所示，本案例工程为混凝土框架结构的建筑物，建筑平面呈矩形分布，沿 Y向的主梁间设置单根次梁。建筑物的基本布局如下：

X 方向 5 跨，跨度 6m
Y 方向 3 跨，边跨跨度 4m
结构共 4 层，各层层高均为 3.6m

1.1 材料属性

混凝土强度等级 C30
纵向受力钢筋 HRB335
箍筋 HPB300

材料的属性均采用默认值。

1.2 截面信息

立柱截面：700mm×700mm
主梁截面：700mm×300mm
次梁截面：600mm×300mm
楼板厚度：120mm

1.3 荷载信息

恒载：结构自重、楼板均布荷载 3kN/m2
活载：楼板均布荷载 2kN/m2
地震荷载：依据中国规范 2010 自动施加地震反应谱
分别考虑X、Y 方向地震作用
地震烈度 8 （0.2g）度

[*]风荷载：依据中国规范 2010 自动施加

[/*]

X、Y 方向分别定义
基本风压 0.45kN/m2，地面粗糙度 B 类
体型系数 1.3

1.4 隔震设计目标

隔震设计的目标为：

1）上部结构水平地震作用可按降低1.0度计算。

2）在罕遇地震作用下，减小构件的塑性损伤，确保结构与人员安全。

1.5 基本设计参数

建筑结构设计使用年限： 50年

抗震设防类别：乙类

抗震设防烈度：8度（0.2g）

设计地震分组：第二组

场地类别：III类

场地特征周期： 0.55s

多遇地震加速度时程最大值：70cm/s2

设防地震加速度时程最大值：200cm/s2

罕遇地震加速度时程最大值：400cm/s2

多遇地震下地震影响系数

设防地震下地震影响系数

罕遇地震下地震影响系数

1.6 设计原则

本例采用的橡胶隔震支座，在选择其直径、个数和平面布置时，主要考虑了以下因素：

1）根据《抗规》12.2.3 条，在重力荷载代表值下橡胶隔震支座的竖向压应力不应超过乙类建筑的基准面压限值12MPa。

2）在罕遇地震作用下，隔震支座不宜出现拉应力，当少数隔震支座出现拉应力时，

其拉应力不应大于 1MPa。

3）隔震支座的水平位移限值不应超过其有效直径的 0.55 倍和各橡胶层总厚度3倍二者的较小值，即1/θ≤min(0.55D，3Tr)。

4）考虑到扭转影响，结构周边位移可能会稍大，铅芯隔震支座尽可能布置在周边。天然橡胶支座布置在中间，有铅芯支座和天然支座混用，可以提高隔震效率。

1.7 相关设计规范

1）《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068-2001

2）《建筑结构荷载规范》           GB 50009-2012

3）《混凝土结构设计规范》         GB 50010-2010

4）《建筑工程抗震设防分类标准》   GB 50223-2008

5）《建筑抗震设计规范》           GB 50011-2010

6）《叠层橡胶支座隔震技术规程》   CECS126:2001

7）《橡胶支座第3部分：建筑隔震橡胶支座》GB20688.3-2006

1.8 隔震设计基本流程

隔震设计采用分部设计法，即把整个隔震体系分成隔震层、上部结构、下部结构和基础设计四个部分分别进行设计。

隔震层设计：隔震层的强度、稳定性设计及隔震体系在罕遇地震作用下的验算。

上部结构设计：计算水平地震作用时，水平地震影响系数的最大值可采用水平减震系数与抗震设计的水平地震影响系数最大值的乘积，竖向地震影响系数最大值不应降低。

下部结构设计：当隔震层以下有墙、柱等结构时，其地震作用和抗震验算，应采用罕遇地震下隔震支座底部的竖向力、水平力和力矩进行计算。

基础设计：基础设计时不考虑隔震产生的减震效应，按原设防烈度进行抗震设计。

本案例主要介绍利用SAP2000软件实现隔震层设计及水平减震系数的确定。工程师可在此基础之上，完成其它部分设计。

隔震案例更新说明