YJK在连体结构中的应用

2016-07-11郑渊智天厦建筑设计厦门有限公司福建厦门361000

中国科技纵横 2016年10期

郑渊智（天厦建筑设计（厦门）有限公司，福建厦门　361000）

YJK在连体结构中的应用

郑渊智
（天厦建筑设计（厦门）有限公司，福建厦门361000）

【摘要】本文应用YJK程序对连体结构进行了计算分析，连接体采用了钢结构，支座形式采用铅芯橡胶隔震支座。运用YJK程序，对整体结构进行多遇地震下的振型分解反应谱法分析和弹性时程分析，在罕遇地震下的弹塑性时程分析，时程分析选用了一组人工波和两组天然波。结果显示选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，满足设计要求。

【关键词】连体结构隔震支座YJK弹性时程分析弹塑性时程分析

1　工程概况

本工程主体有两个塔楼组成，主要功能为办公楼，南楼24层，结构高度99.6m，北楼29层，127.0米。两塔楼相距15米，地下室为四层，局部为三层。

本工程在30.8m位置设置钢结构连廊，连廊宽度9.7m，跨度10.0m，如上图1所示。

本工程抗震设防烈度为7度，基本加速度值为0.15g，场地类别为I1。

2　弹性分析计算结果

2.1风荷载作用下计算结果

基本风压：0.80kN/m2；地面粗糙度类别：A类；围护结构高度：33.40m。连廊风荷载计算，如表1。

风荷载作用下，单个支座受到的水平力VRW为166.9/4=41.73kN，小于支座的弹性恢复力K100*tr=0.92*78.38=72.10kN，且小于屈服力，处于弹性状态。

2.2多遇地震下的振型分解反应谱法计算结果

连廊支座情况：X，Y向的单向地震及双向地震，amax=0.138时，反应谱分析的小震作用下支座的最大剪切变形值，如表2。

其中X向地震作用下最大的剪切变形的支座为Link3～4，水平剪力为22.0kN；Y向地震作用下最大的剪切变形的支座为Link1，水平剪力为22.7kN。

图1　整体计算模型

表1　风荷载计算表

2.3多遇地震下的弹性时程补充计算结果

（1）输入地震波时程。选用三组地震波，一组为与设计目标反应谱相符的人工模拟加速度时程，其余二组为真实强震加速度记录。对所用地震波的时程以及其所得到的反应谱曲线，并与目标反应谱进行对比。所选用的地震时程记录幅值与持续时间均满足规范要求，所得到的反应谱曲线与目标反应谱曲线的相符程度也是令人满意的。

输入地震波的加速度峰值取为55cm/s2，选择San Fernando波、TH4TG045波和ArtWave-RH1TG045波，地震波的时间间距为0.005s、0.02s和0.02s，结构阻尼比为0.05，持续时间不少于30s。

（2）地震时程反应结果。上述三条时程曲线，每条时程曲线计算所得到的结构基底剪力均大于振型分解反应谱法计算结果的65%，且三条时程曲线计算所得到的结构基底剪力的平均值大于振型分解反应谱法计算结果的80%，满足规范要求。

以下为选用San Fernando波的作用下，铅芯橡胶支座变形情况，如表3。

其中Link1为X剪切变形最大的支座，Link2为Y向剪切变形最大的支座。

2.4弹性计算分析结论

由以上分析可见：（1）反应谱分析时，支座最大的剪切变形为Y 向24.70mm，水平剪力为22.7kN，处于弹性范围内，满足小震弹性的设计要求；（2）弹性时程分析时，在San Fernando波双向地震作用下，4个铅芯橡胶支座中X向水平剪力最大值为41.0kN，X向水平剪切变形最大值为22.0mm，Y向水平剪力最大值为34.0kN，Y向水平剪切变形最大值为18.5mm，所有橡胶支座处于弹性恢复范围内，满足小震弹性的设计要求。

3　弹塑性分析计算结果

本部分内容验算连体部分在罕遇地震作用下的结构抗震性能。采用YJK-EPD软件，按照动力弹塑性时程分析方法对结构进行非线性地震反应分析，考察其宏观抗震性能及塑性铰的形成规律。考察大震（重现期为2475年）作用下剪力墙的抗震性能，采用符合规范的大震反应谱（I1类场地）对结构进行了弹性反应谱分析，地震影响系数最大值为0.775，特征周期为0.45s。分析的主要目的是确定震下隔震支座剪切变形是否满足抗震性能对其的设计要求。

3.1弹塑性时程分析结果

结构在罕遇地震作用下对连体结构进行弹塑性时程动力分析，采用San Fernando地震波，加速度峰值取为310cm/s2，铅芯橡胶支座的变形情况如表4。

其中Link2剪切变形最大，Link2支座变形滞回曲线如图2，图3。

表4　大震作用下支座的最大剪切变形值/mm

图2　Link2支座X双向地震下的水平剪力-水平剪切变形滞回曲线

图3　Link2支座Y双向地震下的剪力-剪切变形滞回曲线

3.2弹塑性分析结论

由以上分析可知，连接单元弹塑性时程动力时程分析时，在大震双向地震作用下，4个铅芯橡胶支座中支座X向水平剪力最大值为76.0KN，X向水平位移最大值为86.0mm，Y向水平剪力最大值为86.0KN，Y向水平位移最大值为109.3mm，柔性支座进入塑性状态，但小于3T，T为橡胶层总厚78.38mm，且小于0.55D，D为 LRB400有效直径，D=400mm，满足设计要求。而且水平剪力-水平剪切变形滞回曲线饱满，隔震耗能效果较好。