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【02】建筑結(jié)構(gòu)隔震層隔震支座布置原則
04建筑工程減隔震技術(shù)規(guī)程DB11/2075-2022、DB54/T 0268-2022
隔震層可由隔震支座、阻尼裝置和抗風(fēng)裝置組成,阻尼裝置和抗風(fēng)裝置可與隔震支座合為一體或者單獨(dú)設(shè)置,必要時可設(shè)置限位裝置;
隔震層剛度中心宜與上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心重合;
隔震支座的平面布置宜與上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)中豎向受力構(gòu)件的平面位置相對應(yīng);隔震支座底面宜布置在相同標(biāo)高位置上,必要時也可布置在不同的標(biāo)高位置上,但應(yīng)采取有效措施保證隔震支座共同工作,且罕遇地震作用下,相鄰隔震層的層間位移角不應(yīng)大于1/1000;
同一結(jié)構(gòu)選用多種規(guī)格的隔震支座時,應(yīng)充分發(fā)揮每個隔震支座的承載力和水平變形能力,所有隔震裝置的豎向變形應(yīng)基本一致;橡膠類支座不宜與摩擦擺等鋼支座在同一隔震層中混合使用;
同一支承處選用多個隔震支座時,隔震支座之間的凈距應(yīng)大于安裝和更換時所需的空間尺寸;
設(shè)置在隔震層的抗風(fēng)裝置宜對稱、分散地布置在建筑物的周邊;
隔震層采用摩擦擺隔震支座時,應(yīng)考慮支座水平滑動時產(chǎn)生的豎向位移,及其對隔震層和結(jié)構(gòu)的影響;
當(dāng)隔震層采用隔震支座和消能器時,應(yīng)使隔震層在地震后基本恢復(fù)原位,隔震層在罕遇地震作用下的水平最大位移所對應(yīng)的恢復(fù)力,不宜小于隔震層屈服力與摩阻力之和的1.2倍。
05建筑工程減隔震技術(shù)規(guī)程DG/TJ 08-2326-2020
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;其橡膠支座在罕遇地震的水平和豎向地震作用下,拉應(yīng)力不應(yīng)大于1.0 MPa,上海地區(qū)Ⅲ、IⅣ類土不宜超過0.5MPa。
山東、四川、陜西等地對要求均基本一致
Statement聲明
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展開 采用ABAQUS連接單元等效建筑隔震支座,實(shí)現(xiàn)二維、三維隔震分析。
采用ABAQUS連接單元等效建筑基礎(chǔ)隔震支座,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)二維、三維隔震分析。水平自由度可實(shí)現(xiàn)雙線性恢復(fù)力模型等,豎向自由度可實(shí)現(xiàn)彈簧恢復(fù)力模型、具有耗能能力的摩擦彈簧恢復(fù)力模型等。
【劃重點(diǎn)與簡析】建筑隔震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 51408-2021)
【劃重點(diǎn)與簡析】建筑隔震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 51408-2021)
1.0.3 特殊設(shè)防類建筑遭受極罕遇地震時,不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。注:特殊設(shè)防類建筑需考慮極罕遇地震的驗(yàn)算。
3.1.1 【條文說明】建議特殊設(shè)防類建筑宜提高一度設(shè)計
3.1.3 隔震結(jié)構(gòu)基于中震設(shè)計,中震下結(jié)構(gòu)彈性分析,罕遇地震下結(jié)構(gòu)彈塑性分析(小于中損);特殊設(shè)防類和房屋高度超過24m的重點(diǎn)設(shè)防建筑,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行極罕遇地震作用的結(jié)構(gòu)變形(表4.7.3-3)和支座變形驗(yàn)算(4.6.6-2,對特殊設(shè)防類建筑,在極罕遇地震作用下隔震橡膠支座的極限水平變形值可取各層橡膠厚度之和的 4.0倍;彈性滑板支座、摩擦擺隔震支座的極限水平變形值可取產(chǎn)品水平極限位移;隔震層宜設(shè)置超過極罕遇地震下位移的限位裝置。)。
3.2.2 場地為IV類時,隔震結(jié)構(gòu)應(yīng)采取有效措施。【條文說明】指出,放寬IV類場地的限制,可上部結(jié)構(gòu)增設(shè)阻尼裝置,優(yōu)化隔震層阻尼設(shè)置。
3.2.3 地基基礎(chǔ)中震設(shè)計驗(yàn)算。
3.3 特殊設(shè)防類結(jié)構(gòu)應(yīng)增設(shè)觀測系統(tǒng)。
4.1.1-4 抗震設(shè)防烈度 7度(0.15g)、8度和9度時的長懸臂或大跨結(jié)構(gòu),以及 9度時的高層建筑結(jié)構(gòu) ,應(yīng)計算豎向地震作用 。
4.1.4 當(dāng)處于發(fā)震斷層10km以內(nèi)時,隔震結(jié)構(gòu)地震作用計算應(yīng)考慮近場影響,乘以增大系數(shù),5km及以內(nèi)宜取1.25,5km以外可取不小于 1.15。
4.2.1 隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計反應(yīng)譜采用三段式,計算罕遇地震和極罕遇地震作用時,場地特征周期應(yīng)分別增加 0.05s和 0.10s。
展開 基于Abaqus的建筑結(jié)構(gòu)隔震分析 附ABAQUS建筑結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用下載
簡介
中國是一個地震多發(fā)國家,在建筑結(jié)構(gòu)的全生命周期中,地震作用是可能引起結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞的最主要原因。在設(shè)計過程中,通過選擇合理的結(jié)構(gòu)體系,保證結(jié)構(gòu)具備足夠的強(qiáng)度和剛度,從而使結(jié)構(gòu)抗震性能滿足要求。規(guī)范中有眾多的具體條文來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),比如:控制框架與剪力墻的剪力分擔(dān)比例和傾覆力矩分擔(dān)比例,從而實(shí)現(xiàn)框架剪力墻結(jié)構(gòu)和框架核心筒結(jié)構(gòu)的二道防線;控制混凝土構(gòu)件的軸壓比,保證混凝土結(jié)構(gòu)的延性;采用合理的配筋方案,保證墻柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)等原則;以及通過剪重比控制結(jié)構(gòu)的整體剛度等[1]。
除了規(guī)范中上述傳統(tǒng)設(shè)計方法,還可以通過增加阻尼構(gòu)件或者耗能構(gòu)件,提高結(jié)構(gòu)的耗能能力,減小對主要承重構(gòu)件的地震能量輸入。這種方法幾乎可以適用于所有結(jié)構(gòu),因此在高層設(shè)計中被廣泛采用。
另一方面,采用隔震方法減小地震能量的輸入,則可以降低結(jié)構(gòu)整體在地震作用下的破壞,但由于隔震通常不適用于高層結(jié)構(gòu)[2],在一般多層中采用又會大幅提高成本,且相關(guān)規(guī)范不夠完善,因此在國內(nèi)應(yīng)用不多。
隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計中,規(guī)范要求隔震結(jié)構(gòu)相對于非隔震結(jié)構(gòu)的底部剪力減小50%,則可以將結(jié)構(gòu)的設(shè)防烈度降低一度進(jìn)行常規(guī)設(shè)計[3]。因此,隔震設(shè)計的關(guān)鍵是增加隔震支座后結(jié)構(gòu)的底部剪力。
本文采用Abaqus,通過時程分析的方法,對上述隔震結(jié)構(gòu)的常規(guī)設(shè)計方法進(jìn)行研究。
展開 
【JY】結(jié)構(gòu)概念設(shè)計之(隔震概念設(shè)計)
此外,傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)體系中,低層建筑物的基本自振周期與地震動的卓越周期接近,而隔震結(jié)構(gòu)體系通過隔震層的設(shè)計,使隔震結(jié)構(gòu)的周期延長到2~5秒,能夠有效地降低了結(jié)構(gòu)的地震加速度反應(yīng)。
隔震技術(shù)的被動控制中最為成熟和應(yīng)用廣泛的就是基礎(chǔ)隔震技術(shù)。與傳統(tǒng)抗震技術(shù)不同,
基礎(chǔ)隔震技術(shù)的設(shè)防策略立足于“隔”,采用“拒敵于門外”的防御戰(zhàn)術(shù),“以柔克剛”,利用專門的隔震元件
,在建筑物和基礎(chǔ)之間設(shè)置隔震層,將輸入地震波中與結(jié)構(gòu)發(fā)生共振的頻率段過濾掉,以集中發(fā)生在隔震層的較大相對位移為代價,阻隔地震能量向上部結(jié)構(gòu)的傳遞,大大提高建筑物的可靠性和安全性。可以說,從“抗”到“隔”,是建筑抗震設(shè)防策略的一次的重大改變和飛躍。目前大部分采用的隔震支座通常是
橡膠隔震支座或是摩擦型隔震支座。
橡膠支座模擬與概述可看:
【JY】橡膠支座精細(xì)化模擬與有限元分析注意要點(diǎn)
【JY】橡膠支座的簡述和其力學(xué)性能計算
簡而言之,隔震技術(shù)的核心問題是尋找柔性層的構(gòu)件,根據(jù)隔震體系的原理可知,柔性層構(gòu)件需要滿足以下要求:
(1)具有足夠的豎向剛度和豎向承載力,能夠穩(wěn)定地支承建筑物。
(2)具有足夠柔的水平剛度。
(3)具有足夠大的水平變形能力儲備,以確保在強(qiáng)震作用下不會出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。
(4)水平剛度受垂直壓縮荷載的影響較小。
(5)具有足夠的耐久性,至少大于建筑物的設(shè)計基準(zhǔn)期。
展開 技術(shù)|?建筑減隔震設(shè)計消能粘滯阻尼器介紹
一般建筑物減震使用0.15左右,隔震使用0.15~0.3。橋梁等需要經(jīng)受日常溫度變化引起的慢速熱位移的結(jié)構(gòu)使用0.3~0.5。
粘滯阻尼器產(chǎn)品型號的表示方法:
以VFD-NLx323x250型號為例,說明如下:
VFD:代表粘(黏)滯流體阻尼器,Viscous Fluid Damper的英文首字母。
NL:代表粘滯阻尼器的型式,NL代表非線性,L代表線性。
323:代表粘滯阻尼器的z大輸出阻尼力,單位kN,也稱為額定載荷,對產(chǎn)品價格影響很大。
250:代表粘滯阻尼器的設(shè)計容許位移,單位mm,也稱為行程,對產(chǎn)品價格影響很大。
建筑結(jié)構(gòu)丨清華大學(xué)教授潘鵬:地鐵周邊建筑三維隔振技術(shù)研究
清華大學(xué)教授潘鵬在“第四屆工程結(jié)構(gòu)減隔震與高效抗震技術(shù)交流會”上做了題為《地鐵周邊建筑三維隔振技術(shù)研究》的精彩報告!
報告主要分為五個部分:技術(shù)背景;三維隔震(振)裝置開發(fā);三維隔震(振)結(jié)構(gòu)振動臺試驗(yàn);建筑三維隔震(振)技術(shù)的工程應(yīng)用;總結(jié)。
開篇介紹了研究背景和意義。中國地鐵全面建設(shè),40多個城市開始修建地鐵, 未來十年中國軌道交通市場將建7395公里地鐵線,總價值達(dá)3萬8千億。地鐵運(yùn)行引起的環(huán)境振動已成為城市重要的環(huán)境污染源。
地鐵運(yùn)行激勵所導(dǎo)致的周邊結(jié)構(gòu)振動,特別是豎向振動不容忽視。建筑應(yīng)對地鐵環(huán)境振動的綜合解決方案主要有三種:軌道隔振、傳播途徑隔振、建筑物隔振。
一、技術(shù)背景
該部分主要介紹了建筑三維隔震(振)技術(shù)的定義。
二、三維隔震(振)裝置開發(fā)
本節(jié)介紹了橡膠-雙摩擦擺三維隔震(振)支座的定義、支座性能試驗(yàn)、支座試件豎向剛度、支座試件極限承載力、支座水平性能、支座性能試驗(yàn)的結(jié)果。
通過支座性能試驗(yàn)主要結(jié)論如下:1)豎向壓力變化的幅值增大時,表現(xiàn)出的等效豎向剛度減小,因此區(qū)分豎向單調(diào)剛度(大幅值)和豎向循環(huán)剛度(小幅值),分別為296kN/mm和458kN/mm。預(yù)計在軌道交通振動隔振中支座表現(xiàn)的自振頻率為8.8Hz。
展開 【01 黏滯阻尼器減震設(shè)計篇】建筑消能減震技術(shù)規(guī)程 JGJ 297-2013應(yīng)該注意的那些點(diǎn)
往期重點(diǎn):【劃重點(diǎn)與簡析】建筑隔震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 51408-2021)
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【02】黏滯阻尼器能否采用對角支撐的安裝形式?
建筑結(jié)構(gòu)液體黏滯阻尼器的設(shè)計與應(yīng)用. 中國鐵道出版社
往期內(nèi)容
【01 黏滯阻尼器減震設(shè)計篇】建筑消能減震技術(shù)規(guī)程 JGJ 297-2013應(yīng)該注意的那些點(diǎn)
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如何在ANSYS中模擬非線性三維隔震支座 ¥299
最近有很多同學(xué)聯(lián)系我,問到如何數(shù)值模擬三維隔震支座。假期加個班,做個算例分析。
1. 包含的內(nèi)容
(1)算例模型命令流
(2)三維隔震支座命令流
(3)計算過程excel文件
(4)建筑隔震橡膠支座規(guī)范
(5)常用隔震支座的設(shè)計參數(shù)
2. 進(jìn)階內(nèi)容(需另付費(fèi),有需要可聯(lián)系)
(1)隔震支座在ANSYS中的批量建模方法,預(yù)計時間2024年02月
(2)如何在ABAQUS中模擬非線性單位隔震支座(連接器單元),預(yù)計時間2024年03月
3. 解決的問題
(1)如何在ANSYS中模擬橡膠隔震支座?
(2)如何確定隔震模型的力學(xué)參數(shù)與隔震支座設(shè)計參數(shù)的定量對應(yīng)關(guān)系?
(3)如何模擬隔震支座的非線性特性?
(4)如何驗(yàn)證隔震支座模擬的正確性?
4. 隔震模型的力學(xué)參數(shù)與隔震支座設(shè)計參數(shù)的定量對應(yīng)關(guān)系
我們知道,實(shí)際應(yīng)用中,我們可以采用廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)型號的隔震支座,也可以訂制特殊類型的隔震支座,不管采用那種形式,在仿真模擬時,我們都要將設(shè)計參數(shù)與隔震模型的力學(xué)參數(shù)對應(yīng)起來,從而進(jìn)行力學(xué)分析。
ANSYS中并沒有特定的隔震單元,但提供了一系列的彈簧-阻尼器單元,可以通過組合單元模擬隔震支座的力學(xué)特性。采用COMBIN14單元模擬隔震支座的豎向剛度,COMBIN14又稱彈簧-阻尼器單元,具有1D、2D和3D的軸向或扭轉(zhuǎn)能力。軸向彈簧-阻尼器為單軸拉壓行為,每個單元有2個節(jié)點(diǎn),每個節(jié)點(diǎn)有3個自由度,即沿著X、Y和Z方向的三個平動或轉(zhuǎn)動位移。水平方向上,采用COMBIN40單元模擬隔震支座的水平剛度和阻尼,COMBIN40單元將彈簧、滑塊和阻尼器并聯(lián),再用串聯(lián)的方式與間隙耦合形成組合體,適用于多種情況的分析。該單元可以引入雙線性強(qiáng)化模型,并考慮粘滯阻尼的影響。詳細(xì)參考《ANSYS結(jié)構(gòu)分析單元與應(yīng)用》。
展開 隔震結(jié)構(gòu)直接分析設(shè)計方法初探
隔震設(shè)計中,水平等效剛度和等效阻尼比是非常重要的兩個概念。《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2010)第12.2.4條第3點(diǎn)指出,“對水平向減震系數(shù)計算,應(yīng)取剪切變形 100%的等效剛度和等效黏滯阻尼比”。那么我們根據(jù)規(guī)范按剪切變形 100%來計算的等效剛度和等效阻尼比進(jìn)行設(shè)計,與實(shí)際相差多少呢?本文將通過非線性時程分析結(jié)果來檢驗(yàn)隔震支座在設(shè)防地震下的變形情況。
采用SAUSG-PI軟件的自帶算例進(jìn)行時程分析, 該模型基本信息如下:混凝土框架結(jié)構(gòu),設(shè)防烈度8度(0.2g),II類場地,地震分組第二組,特征周期Tg為0.4s。采用疊層橡膠隔震支座,隔震層設(shè)置在基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間,結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。
圖1 結(jié)構(gòu)模型簡圖
隔震支座力學(xué)參數(shù)采用《建筑隔震橡膠支座》(JG/T 118-2018)附錄C中的產(chǎn)品。天然橡膠支座采用表C.2中LNR600和LNR800,分別簡化表示為N600,N800;鉛芯橡膠支座采用表C.6中LRB600、LRB700、LRB800,分別簡化表示為R600、R700、R800。隔震支座布置圖如圖2所示。隔震支座的編號如圖3所示。
圖2 隔震支座布置圖
圖3 隔震支座編號分部圖
選取2組人工地震動(R1、R2)及5組天然地震動(T1~T5),按設(shè)防地震水準(zhǔn)對結(jié)構(gòu)單向加載,采用SAUSG-PI中的快速非線性算法進(jìn)行時程分析,地震動反應(yīng)譜如圖4所示。
圖4 地震動反應(yīng)譜
根據(jù)隔震結(jié)構(gòu)的時程分析結(jié)果,采集7條地震動下隔震支座滯回曲線的骨架曲線及骨架曲線平均值進(jìn)行分析,其橫坐標(biāo)為剪切變形,縱坐標(biāo)為剪力。
展開 
【03】黏滯阻尼器不同安裝方式的適用性及位移放大系數(shù)推導(dǎo)(第1篇)
優(yōu)點(diǎn):能較好解決建筑布置與阻尼器布置之間的矛盾,獲得大空間 和 視野;
缺點(diǎn):附加給結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度有限、必須將放大的支撐力傳至框架 梁,容 易使 框架梁發(fā)生樓面外的變形,影響 位移 放大 功能 的發(fā) 揮,安 裝 機(jī)構(gòu)造型 和工藝復(fù)雜。
肘節(jié)型安裝(墻式安裝):阻尼器兩端的相對位移大于結(jié)構(gòu)的層間位移。
優(yōu)點(diǎn):上部耗能支撐可置于門、窗洞口的上方,能提供一定的下部 使用空 間,上部耗能支撐比 下部耗能支撐形式更有效。
缺點(diǎn):有受彎桿件的反肘節(jié)上部耗能支撐受力復(fù)雜,安裝機(jī)構(gòu)造 和工藝 復(fù)雜。
03不同安裝方式的黏滯阻尼器位移放大系數(shù)推導(dǎo)?
斜向形、人字形、剪刀型黏滯阻尼位移放大系數(shù)推導(dǎo)如下所示:
肘節(jié)型位移放大系數(shù)參:黏滯阻尼器不同安裝方式的適用性及位移放大系數(shù)推導(dǎo)(第2篇)
參考文獻(xiàn)
陳永祁,馬良喆等. 建筑結(jié)構(gòu)液體黏滯阻尼器的設(shè)計與應(yīng)用. 中國鐵道出版社
劉莎等. 關(guān)于粘滯阻尼器在結(jié)構(gòu)的布置位置及安裝方式. 四川建筑材料
Ani Natali Sigaher, et. Scissor-Jack-Damper Energy Dissipation System. MichaelC.Constantinou
往期內(nèi)容
【01 黏滯阻尼器減震設(shè)計篇】建筑消能減震技術(shù)規(guī)程 JGJ 297-2013應(yīng)該注意的那些點(diǎn)
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展開 【04】黏滯阻尼器不同安裝方式的適用性及位移放大系數(shù)推導(dǎo)(第2篇)- 肘節(jié)型
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【01 黏滯阻尼器減震設(shè)計篇】建筑消能減震技術(shù)規(guī)程 JGJ 297-2013應(yīng)該注意的那些點(diǎn)
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黏滯阻尼器不同安裝方式的適用性及位移放大系數(shù)推導(dǎo)(第1篇)- 肘節(jié)型
【02】黏滯阻尼器能否采用對角支撐的安裝形式?
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midas Gen-在減隔震中的應(yīng)用-2
midas Gen在減隔震中的應(yīng)用
摘要
midas Gen 在建筑減震和隔震中的應(yīng)用,為了有效減少地震對于高層建筑產(chǎn)生的影響,傳統(tǒng)施工工藝會采取抗震結(jié)構(gòu)體系,主要是借助結(jié)構(gòu)承載力以及變形能力實(shí)現(xiàn)能量的消耗,從而保證抗震水平,但是,這只是一種被動的抗震機(jī)制,由于地震本身存在不確定性,就使得設(shè)計結(jié)構(gòu)也相應(yīng)的存在誤差的可能,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡,基于此,高層建筑結(jié)構(gòu)中減隔震技術(shù)的應(yīng)用勢在必行。
來源: MIDAS邁達(dá)斯官方平臺
midas Gen-在減隔震中的應(yīng)用-4
midas Gen在減隔震中的應(yīng)用
摘要
midas Gen 在建筑減震和隔震中的應(yīng)用,為了有效減少地震對于高層建筑產(chǎn)生的影響,傳統(tǒng)施工工藝會采取抗震結(jié)構(gòu)體系,主要是借助結(jié)構(gòu)承載力以及變形能力實(shí)現(xiàn)能量的消耗,從而保證抗震水平,但是,這只是一種被動的抗震機(jī)制,由于地震本身存在不確定性,就使得設(shè)計結(jié)構(gòu)也相應(yīng)的存在誤差的可能,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡,基于此,高層建筑結(jié)構(gòu)中減隔震技術(shù)的應(yīng)用勢在必行。
本專題連載四期,本期是第四期,第四期上下載鏈接
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