YJK在連體結(jié)構(gòu)中的應用

鄭淵智（天廈建筑設(shè)計（廈門）有限公司，福建廈門　361000）

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YJK在連體結(jié)構(gòu)中的應用

鄭淵智
（天廈建筑設(shè)計（廈門）有限公司，福建廈門361000）

【摘 要】本文應用YJK程序?qū)B體結(jié)構(gòu)進行了計算分析，連接體采用了鋼結(jié)構(gòu)，支座形式采用鉛芯橡膠隔震支座。運用YJK程序，對整體結(jié)構(gòu)進行多遇地震下的振型分解反應譜法分析和彈性時程分析，在罕遇地震下的彈塑性時程分析，時程分析選用了一組人工波和兩組天然波。結(jié)果顯示選用的隔震支座在多遇地震作用下和罕遇地震作用下，支座性能良好，滿足設(shè)計要求。

【關(guān)鍵詞】連體結(jié)構(gòu)隔震支座YJK彈性時程分析彈塑性時程分析

1　工程概況

本工程主體有兩個塔樓組成，主要功能為辦公樓，南樓24層，結(jié)構(gòu)高度99.6m，北樓29層，127.0米。兩塔樓相距15米，地下室為四層，局部為三層。

本工程在30.8m位置設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)連廊，連廊寬度9.7m，跨度10.0m，如上圖1所示。

本工程抗震設(shè)防烈度為7度，基本加速度值為0.15g，場地類別為I1。

2　彈性分析計算結(jié)果

2.1風荷載作用下計算結(jié)果

基本風壓：0.80kN/m2；地面粗糙度類別：A類；圍護結(jié)構(gòu)高度：33.40m。連廊風荷載計算，如表1。

風荷載作用下，單個支座受到的水平力VRW為166.9/4=41.73kN，小于支座的彈性恢復力K100*tr=0.92*78.38=72.10kN，且小于屈服力，處于彈性狀態(tài)。

2.2多遇地震下的振型分解反應譜法計算結(jié)果

連廊支座情況：X，Y向的單向地震及雙向地震，amax=0.138時，反應譜分析的小震作用下支座的最大剪切變形值，如表2。

其中X向地震作用下最大的剪切變形的支座為Link3～4，水平剪力為22.0kN；Y向地震作用下最大的剪切變形的支座為Link1，水平剪力為22.7kN。

圖1　整體計算模型

表1　風荷載計算表

2.3多遇地震下的彈性時程補充計算結(jié)果

（1）輸入地震波時程。選用三組地震波，一組為與設(shè)計目標反應譜相符的人工模擬加速度時程，其余二組為真實強震加速度記錄。對所用地震波的時程以及其所得到的反應譜曲線，并與目標反應譜進行對比。所選用的地震時程記錄幅值與持續(xù)時間均滿足規(guī)范要求，所得到的反應譜曲線與目標反應譜曲線的相符程度也是令人滿意的。

輸入地震波的加速度峰值取為55cm/s2，選擇San Fernando波、TH4TG045波和ArtWave-RH1TG045波，地震波的時間間距為0.005s、0.02s和0.02s，結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05，持續(xù)時間不少于30s。

（2）地震時程反應結(jié)果。上述三條時程曲線，每條時程曲線計算所得到的結(jié)構(gòu)基底剪力均大于振型分解反應譜法計算結(jié)果的65%，且三條時程曲線計算所得到的結(jié)構(gòu)基底剪力的平均值大于振型分解反應譜法計算結(jié)果的80%，滿足規(guī)范要求。

以下為選用San Fernando波的作用下，鉛芯橡膠支座變形情況，如表3。

其中Link1為X剪切變形最大的支座，Link2為Y向剪切變形最大的支座。

2.4彈性計算分析結(jié)論

由以上分析可見：（1）反應譜分析時，支座最大的剪切變形為Y 向24.70mm，水平剪力為22.7kN，處于彈性范圍內(nèi)，滿足小震彈性的設(shè)計要求；（2）彈性時程分析時，在San Fernando波雙向地震作用下，4個鉛芯橡膠支座中X向水平剪力最大值為41.0kN，X向水平剪切變形最大值為22.0mm，Y向水平剪力最大值為34.0kN，Y向水平剪切變形最大值為18.5mm，所有橡膠支座處于彈性恢復范圍內(nèi)，滿足小震彈性的設(shè)計要求。

3　彈塑性分析計算結(jié)果

本部分內(nèi)容驗算連體部分在罕遇地震作用下的結(jié)構(gòu)抗震性能。采用YJK-EPD軟件，按照動力彈塑性時程分析方法對結(jié)構(gòu)進行非線性地震反應分析，考察其宏觀抗震性能及塑性鉸的形成規(guī)律?？疾齑笳穑ㄖ噩F(xiàn)期為2475年）作用下剪力墻的抗震性能，采用符合規(guī)范的大震反應譜（I1類場地）對結(jié)構(gòu)進行了彈性反應譜分析，地震影響系數(shù)最大值為0.775，特征周期為0.45s。分析的主要目的是確定震下隔震支座剪切變形是否滿足抗震性能對其的設(shè)計要求。

3.1彈塑性時程分析結(jié)果

結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下對連體結(jié)構(gòu)進行彈塑性時程動力分析，采用San Fernando地震波，加速度峰值取為310cm/s2，鉛芯橡膠支座的變形情況如表4。

其中Link2剪切變形最大，Link2支座變形滯回曲線如圖2，圖3。

表4　大震作用下支座的最大剪切變形值/mm

圖2　Link2支座X雙向地震下的水平剪力-水平剪切變形滯回曲線

圖3　Link2支座Y雙向地震下的剪力-剪切變形滯回曲線

3.2彈塑性分析結(jié)論

由以上分析可知，連接單元彈塑性時程動力時程分析時，在大震雙向地震作用下，4個鉛芯橡膠支座中支座X向水平剪力最大值為76.0KN，X向水平位移最大值為86.0mm，Y向水平剪力最大值為86.0KN，Y向水平位移最大值為109.3mm，柔性支座進入塑性狀態(tài)，但小于3T，T為橡膠層總厚78.38mm，且小于0.55D，D為 LRB400有效直徑，D=400mm，滿足設(shè)計要求。而且水平剪力-水平剪切變形滯回曲線飽滿，隔震耗能效果較好。

4　結(jié)語

（1）在風和多遇地震作用下，鉛芯橡膠支座的剪切變形均處于彈性范圍之內(nèi)，滿足設(shè)計要求。

（2）在罕遇地震作用下，鉛芯橡膠支座進入塑形狀態(tài)，但遠小于鉛芯橡膠支座最大剪切變形限值，滿足建筑物使用和設(shè)防要求。

參考文獻

［1］陳岱林，高航，等著.《結(jié)構(gòu)軟件技術(shù)條件及常見問題詳解》.

［2］《YJK用戶手冊及技術(shù)條件》.

［3］《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010.

［4］中國工程建設(shè)標準化協(xié)會標準《疊層橡膠支座隔震技術(shù)規(guī)程》CECS126:2001.