地震波輸入方向?qū)ζ矫娌灰?guī)則隔震結(jié)構(gòu)的影響研究

2024年7月24日14:24:19減隔震支座

減隔震支座

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評(píng)論

隔震設(shè)計(jì)923閱讀模式

隔震技術(shù)的提高使得隔震建筑得到大力推廣和運(yùn)用。由于建筑功能多樣性和城市發(fā)展需要，出現(xiàn)了平面不規(guī)則的隔震結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)方面考慮，建筑結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)簡單、規(guī)則，避免剛度和承載力分布不均勻。研究表明：平面不規(guī)則的隔震結(jié)構(gòu)在地震的作用下扭轉(zhuǎn)效應(yīng)更為顯著，而通過調(diào)整隔震層的剛度中心和上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心，使得兩者盡可能重合，在一定程度上可以降低結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。實(shí)際工程中，對(duì)隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)程分析時(shí)，大多數(shù)時(shí)候只考慮0度和90度兩個(gè)方向的地震波輸入響應(yīng)情況。鑒于平面不規(guī)則的隔震結(jié)構(gòu)，本文通過輸入多個(gè)不同方向的地震波對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)特性分析，探究不同地震波輸入方向?qū)型隔震結(jié)構(gòu)的影響。

模型概況

某平面不規(guī)則L型隔震結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)模型示意圖如圖 1所示，本建筑主體總共5層，屋面結(jié)構(gòu)高度25.77m，地震烈度8度（0.20g）,地震分組為第二組，場地類別Ⅱ類，抗震等級(jí)一級(jí)。結(jié)構(gòu)首層每根框架柱的柱底都布置了疊層橡膠隔震支座，共計(jì)39個(gè)。如圖2中所示，藍(lán)色線框內(nèi)布置天然橡膠支座，天然橡膠支座數(shù)量共計(jì)18個(gè)；其余為鉛芯橡膠隔震支座，數(shù)量為21個(gè)。天然橡膠支座和鉛芯橡膠支座都采用了兩種不同型號(hào)。文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18295.html

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圖 1結(jié)構(gòu)模型示意圖地震波輸入方向?qū)ζ矫娌灰?guī)則隔震結(jié)構(gòu)的影響研究-2

圖 2隔震支座布置方案

地震波信息

本文采用的地震波源于SAUSAGE地震波庫，按8度0.2g抗震設(shè)防，在罕遇地震作用下對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)程分析。地震波采用雙向輸入的方式，對(duì)結(jié)構(gòu)采用不同的地震波輸入方向，主方向和X軸的夾角分別為0°、30°、45°、60°、75°和90°（例如30°，則表示主方向地震波加載方向與結(jié)構(gòu)X向夾角為30°，次方向地震波加載方向與結(jié)構(gòu)X向夾角為120°）, 主方向和次方向加速度峰值按照1：0.85進(jìn)行調(diào)整。針對(duì)這些不同輸入方向的地震波作用下，對(duì)L型隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析。

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圖 3地震波時(shí)程曲線文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18295.html

結(jié)果分析

1、樓層位移文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18295.html

結(jié)構(gòu)在不同輸入方向的雙向地震的作用下，X向和Y向的樓層位移結(jié)果如下圖 4所示：
圖 4?樓層位移從圖 4所示可知，X向樓層位移的最大值出現(xiàn)在90°方向的地震作用下，其值為0.2109m；最小值出現(xiàn)在45°方向,其值為0.02876m。對(duì)于Y向樓層位移，最大值卻出現(xiàn)在45°方向地震作用下，樓層位移為0.3888m，最小值出現(xiàn)在0°方向，樓層位移為0.1015m。手機(jī)游戲下載www.diuta.com文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18295.html

2、層間位移角文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18295.html

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圖 5?層間位移角由圖 5所示，X向?qū)娱g位移角最大值出現(xiàn)在90°方向，而0°方向的X向?qū)娱g位移角最??；對(duì)于Y向樓層位移角，最大值所對(duì)應(yīng)的地震波輸入方向是45°，最小值所對(duì)應(yīng)方向是0°。文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18295.html

3、樓層剪力地震波輸入方向?qū)ζ矫娌灰?guī)則隔震結(jié)構(gòu)的影響研究-5 文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18295.html

圖 6?層間剪力由圖 6所示可知，結(jié)構(gòu)X向的層間剪力，在90度方向的地震作用下最大，其值為7126.71kN，最小值出現(xiàn)在45°方向力,其值為1917.41kN。對(duì)于Y向，最大層間剪力出現(xiàn)在45°方向，剪力為11925.50kN；0°方向的層間剪力最小，為3668.94kN。本案例，X方向的層間剪力和層間位移角，都是90度輸入角度最大，這個(gè)跟我們一般的認(rèn)識(shí)是有差別的?？赡艿脑蚴沁@個(gè)地震波有特殊性。次方向的地震動(dòng)對(duì)于結(jié)構(gòu)的影響大于主方向地震動(dòng)的影響，即次方向的地震波更強(qiáng)。4、隔震支座應(yīng)力及變形驗(yàn)算文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/18295.html

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地震波輸入方向?qū)ζ矫娌灰?guī)則隔震結(jié)構(gòu)的影響研究-8

圖 6?隔震支座驗(yàn)算結(jié)果在不同方向地震作用下，結(jié)構(gòu)的隔震支座驗(yàn)算結(jié)果對(duì)比如上圖6所示，除了0°和90°方向外，其他方向地震作用下結(jié)構(gòu)的隔震支座都出現(xiàn)不同程度受拉的狀態(tài)（圖中紅色的字體），其中45°和60°方向地震作用下隔震支座受拉的情況最嚴(yán)重。結(jié)束語通過對(duì)不同輸入方向地震波作用下的平面不規(guī)則隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行響應(yīng)分析，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：1)?對(duì)于L型的隔震結(jié)構(gòu)，Y方向的樓層位移、層間位移角和層間剪力的最大值對(duì)應(yīng)的地震波輸入方向大約為45°方向。

2)?在0°和90°方向地震作用下的隔震支座驗(yàn)算結(jié)果滿足要求，但其他方向可能會(huì)出現(xiàn)不同程度受拉情況。

3)?L型的隔震結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行大震驗(yàn)算時(shí)，建議考慮多個(gè)不同輸入方向地震波的影響，而不僅僅只進(jìn)行0°和90°的方向結(jié)構(gòu)分析，這樣才能保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全。

來源：辛業(yè)文 SAUSG非線性仿真

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