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基于新隔标CCQC隔震剖析要领在YJK软件中实现流程作者：胡争锋

宣布时间：2022-04-14

基于新隔标CCQC隔震剖析要领在YJK软件中实现流程

胡争锋

一、项目概况

本项目地上5层，无地下室，1~3层层高3.6m，4~5层层高5.1m，衡宇总高度21m，接纳基础隔震，基本风压0.6kN/m2（50年）基本雪压0.9kN/m2（50年），抗震设防烈度8度（0.2g),地动分组二组，园地种别二类，修建抗震设防种别乙类，盘算模子如下图所示。

结构剖析模子

二、YJK软件隔震设计流程

依据《修建隔震设计标准》(GB/T 51408-2021)的头脑，隔震结构设计不再接纳以前的分部设计要领，该标准确立了以“直接设计法”、“复振型剖析反应谱法”和新一代隔震设计反应谱为代表性内容的要领系统，在抗震设防目的问题上，将原有的“小震不坏、中震可修、大震不倒”提升为“中震不坏、大震可修、巨震不倒”，接纳中震举行内力盘算和构件设计，并进一步引入性能化设计头脑。

1.确定减震目的，建设非隔震模子：

确定减震目的（按降低一度设计），建设非隔震模子（含下支墩层），上支墩柱底设置为铰接，按减震目的降低一度的要求举行结构盘算剖析（上部结构的抗震品级二级，隔震支座以下的下支墩的抗震品级界说为一级）。盘算参数如“图一”所示，柱底铰接设置如“图二”所示。

图一

图二

盘算完成后审查各项指标及配筋基本知足规范要求后将此模子的水平地动影响系数修改为8度设防地震影响系数0.45再重新盘算一遍作为非隔震模子，用于和隔震模子盘算效果比照，确定底部楼层的剪力比，从而确定上部结构的抗震品级。

2.建设隔震模子：

将非隔震模子复制一份，删除非隔震模子的柱底铰接设置，安排隔震支座，设置隔震盘算参数及与隔震支座相毗连的构件属性后举行隔震模子盘算剖析。

2.1隔震模子盘算参数设置：

在前处置惩罚盘算参数隔震减震页下勾选隔震减震选项，软件就会举行隔震相关的盘算，输入隔震层的层数、隔震层的层号、隔震结构设计要领（直接设计法和分部设计法），软件保存以前抗震规范的分部设计法，新隔标推荐使用直接设计法，选择“直接设计法”时，勾选思量钢筋超强系数，软件会自动凭证隔震标准4.4.6条3款，对通俗水平构件的承载力验算思量钢筋的超强系数1.25。反应谱盘算要领选择复振型剖析反应谱法（由于直接设计法将上部结构和隔震层以及下部结构作为整体举行剖析设计，上部结构与隔震层阻尼比保存显着差别导致振型关于阻尼矩阵不在知足正交条件，结构剖析的动力方程无法接纳强制解耦求解，若是强行解耦，则会导致盘算效果爆发较大误差，尤其当隔震层阻尼较量大，或同时接纳了阻尼器装置时，强行解耦的误差会更大，应接纳基于复振型理论的振型剖析反应谱法盘算），减隔震原件有用刚度和有用阻尼软件提供三种选项，划分是接纳输入的线性属性、迭代确定、自动接纳弹性时程的效果，本案例选择迭代确定，中选择接纳时程盘算效果时，软件在弹性时程�？樘峁┝似局な背唐饰鲂Ч远趟慵醺粽鹪杏酶斩群妥枘岬墓π�，选择该项，反应谱盘算可自动读取弹性时程盘算的有用刚度和阻尼效果，接力反应谱举行地举措用盘算，选择该项时，用户应首先在弹性时程�？橹型瓿膳趟悴⒐囱　芭趟慵�/隔震元件有用刚度和阻尼”选项。

包络设计：凭证新隔标性能化设计头脑。关于与隔震层相毗连的支墩及相连构件在大震下应按斜截面抗剪弹性，抗弯不平服举行承载力设计，软件提供包络设计选项实现一个模子自动包络设计。

大震盘算时特征周期：新隔标4.2.1条划定，罕遇地动增添0.05s，极罕遇地动增添0.10s。

双向地动建议以勾选，对角部隔震支座在大震下的拉应力影响显着。

周期折减系数关于基地隔震结构，建议取1.0，关于层距离震结构，可偏守旧的按通例结构取值。

设防地震下的连梁刚度折减系数拜见隔震标准4.4.4~4.4.6条的条文说明第四款取值，大震下的折减系数可酌情减小或取与设防地震相同。以下是YJK软件中的详细设置参数截图。

隔震模子盘算参数设置一

隔震模子盘算参数设置二

2.2界说隔震支座属性：

由于本案例隔震元件的等效刚度接纳的是迭代确定，隔震支座属性界说中的有用刚度可输入隔震支座100%剪切应变时的等效参数，地动工况内力盘算接纳迭代后的刚度（即减隔震原件有用刚度和有用阻尼选择的要领），应当注重，关于恒活风等静力工况程序均接纳用户输入的等效刚度举行内力盘算。关于隔震参数输入的详细解读审查旧版“YJK隔震结构设计应用手册”的相关诠释。以下是本项目所接纳的隔震支座详细参数。

通俗叠层橡胶隔震支座LNR700参数设置

铅芯叠层橡胶隔震支座LRB700参数设置

铅芯叠层橡胶隔震支座LRB600参数设置

2.3安排隔震支座：模子切换到上支墩层安排隔震支座，黄色框为：LRB700,红色框为LRB600，其余均为LNR700

隔震支座平面安排图

2.4界说于隔震支座相毗连的构件的属性以及性能目的：

详细划定参考《修建隔震设计标准》4.4.4~4.4.6条及条纹说明。

2.4.1隔震层支墩、支柱及相连构件指定：

2.4.2构件类型指定

2.4.3构件性能目的指定：（指定完构件类型后软件会自动执行新隔标对支墩、支柱及相连构件构件按大震斜截面弹性，正截面不平服设计，软件开放此参数用户也可对其举行交互修改）。

2.5界说柱轴压比限值增减量：由于隔震支座不隔离竖向地动，以是与竖向构件相关的结构步伐不应降低，按原设防烈度划定的轴压比限制接纳，详细划定详见隔标6.1.3-3条，

注：轴压比增减量限值只需界说隔震层以上竖向构件，隔震层以下竖向构件不需要界说

2.6特殊构件界说修改与隔震支座相毗连构件的抗震品级，关于隔震结构的抗震品级相关划定详见隔标6.1.3条6.1.4条。本项目下支墩层抗震品级为一级，隔震层以上结构抗震品级为二级。

三、盘算剖析

点击天生数据，并盘算，完成后自动切换到设计效果中。

四、效果审查

4.1整体指标及配筋效果审查：

与通例抗震结构效果审查相同，需要注重的是隔震层以上柱轴压比按不降低抗震品级的限值执行（本项目按一级轴压比限值执行），最小剪重比按原设防烈度对应的多遇地动执行即0.032最小限值执行、位移角限值按设防地震控制（对框架结构，设防地震下隔震层以上结构1/400,隔震层以下1/500）此处不再详细说明。

4.2隔震支座验算及效果审查

4.2.1隔震层验算：

隔震层支座信息、质心刚心、支座等效刚度等效阻尼效果审查：

隔震层偏心率验算：盘算依据：凭证《修建隔震设计标准》GB/T51408-2021第4.6.2-4条款，隔震层刚度中心与质量中心宜重合，设防烈度地举措用下的偏心率不宜大于3%。

隔震层抗风验算：盘算依据：凭证《修建隔震设计标准》GB/T51408-2021第4.6.8条款，风荷载分项系数（可取1.4）* 风荷载作用下隔震层的水平剪力标准值 <= 隔震层抗风承载力设计值隔震层抗风承载力由抗风装置和隔震支座的屈服力组成，按屈服强度设计值确定。

隔震层屈重比验算：隔震修建屈重比是参考日本隔震设计相关划定，我国规范未做此方面相关要求，有关资料研究批注屈重比对高层修建隔震效果影响显着，对多层修建结构影响相对较小。

风荷载作用隔震层爆发的总水平力验算：凭证《修建抗震设计规范》第12.1.3-3条款，风荷载和其他非地举措用的水平荷载标准值爆发的总水平力不宜凌驾结构总重力的10%

4.2.2隔震支座应力及位移验算：

依据新隔标4.6.3条，4.6.6条，6.2.1条相关划定

4.2.3隔震支座内力及位移效果

五、确定减震目的：

隔震模子和非隔震模子效果比照，校核隔震模子底部剪力比是否小于0.5，知足起源设定的减震目的，若是知足则可以举行下部设计，如不知足则需要调解隔震支座的类型及安排情形等，直到知足减震目的为止，着实难题时也可以降低减震目的按不降低一度设计也是可行的。

非隔震模子和隔震模子的基本周期比照

振型阶数	非隔震模子	隔震模子	隔震/非隔震
1	0.8838(X)	2.4671(X)	2.79
2	0.8654(Y)	2.4624(Y)	2.85
3	0.8646(Z)	2.2015(Z)	2.55

非隔震模子和隔震模子楼层剪力比照

楼层	X向楼层剪力			Y向楼层剪力
楼层	非隔震	隔震	隔震/非隔震	非隔震	隔震	隔震/非隔震
5	9291.42	1969.47	0.212	9476.41	1964.66	0.207
4	13998.47	3324.08	0.238	14226.03	3316.72	0.233
3	19241.81	5535.05	0.288	19464.69	5525.78	0.284
2	24201.63	7769.94	0.321	24476.05	7762.19	0.317
1	28048.85	9953.29	0.355	28346.26	9952.74	0.351
上支墩层	29456.96	12033.83	0.409	29745.20	12043.52	0.405

注：此处的非隔震模子楼层剪力效果应为原设防地震下的效果，即地动影响系数应为0.45。底部剪力比小于0.5，上部结构抗震步伐可以按降低一度取值。能知足起源设定的减震目的。

六、隔震结构罕遇地动弹性时程增补盘算

凭证新隔标的相关要求，需要验算隔震支座在大震下的最大压应力、最大拉应力、支座的变形、抗倾覆验算等，评价隔震结构的减震效果。软件除了支持在反应谱效果中输出大震下的验算指标，还可以在弹性时程中举行各项指标的验算。

6.1地动波选择：关于地动波的选择及原理此处不再解说，详细选波条件可以阅读抗规和新隔标的有关划定。YJK软件提供自动选波功效利便列位设计师选择切合规范的地动波。本案例选择三条地动波（2条自然波+1条人工波）。

6.2工况界说（剖析要领选择直接积分法）

6.3界说工况组合（工况组合参考隔标6.2.1条文说明）

6.4楼层位移角

6.5楼层剪力

6.6隔震支座最大压应力、最大拉应力验算

6.7隔震支座变形验算

6.8隔震支座抗倾覆验算、隔震支座恢复力验算

6.9隔震支座滞回曲线审查，评估每个隔震支座的耗能情形，滞回曲线越饱满耗能效果越好。

6.10楼层极点位移时程曲线

6.11隔震支座耗能曲线

七、罕遇地举措用下弹塑性时程剖析

对一些重大的项目若是还需要思量结构在大震下有可能进入弹塑性状态，就需要对结构举行大震惊力弹塑性时程剖析，找到结构的薄弱部位对其增强以及进一步剖析要害构件的损伤水一律来判断是否能够实现大震可修的抗震目的。YJK软件现在有两款动力弹塑性剖析软件，YJK-EP（隐式要领）和YJK-Paco（显式要领）两款软件，本项目选用YJK-EP举行大震弹塑性剖析。为了节约时间本项目选用大震弹性时程剖析所接纳的1条人工波举行剖析盘算。

7.1弹塑性层间位移角

7.2楼层极点时程曲线

7.3隔震支座大震下的滞回曲线

7.4终止时刻结构损伤云图

7.5隔震支座耗能曲线

八、输出隔震设计报告：

此文章在编写历程中获得了中国修建科学研究院薛彦涛先生，YJK北京总部王继涛先生的资助和支持，再次体现谢谢！

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