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隔震结构减震系数计算

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上部结构平面布置

计算模型为钢筋混凝土框架结构,包括隔震层共 7 层。建筑类别为丙类,使用年限为 50 年,地面粗糙度为 B 类;结构所在地区抗震设防烈度为 8 度(0.20g),二类场地,设计地震分组第二组。建筑平面尺寸为 30m×12m。柱截面尺寸为700mm×700mm,梁截面为 700mm×300mm。混凝土强度等级为 C30。隔震层层高 1.5m,标准层层高 3.0m,建筑总高 19.5m。

采用 ETABS 建立隔震结构模型,模型共七层,第一层为隔震层,2~6 层为标准层,第 7 层为屋面结构层。模型中采用 Isolator 单元模拟隔震支座单元,梁单元采用杆单元模拟,混凝土现浇板采用膜单元模拟。

本章采用基于《抗震设计规范》的减震系数法,采用时程分析法计算了一幢隔震模型的减震系数。模型主要采用为一幢七层的框架结构模型,地震设防烈度为 0.45g。本节中挑选了三组共二十一条地震波进行隔震结构的时程分析计算, 三组地震波的分组主要根据每组地震波平均反应谱在隔震周期与隔震周期段的反应谱数值的大小,在非隔震周期段,三组地震波平均反应谱谱值从大到小依次为第一组、第二组与第三组。在隔震周期段,三组地震波平均谱的谱值从大到小依次为第三组、第二组与第一组。通过三组地震波的时程分析计算,计算减震系数,可以得到以下结论:

(1)第一组地震波计算的减震系数为 0.31,第二组计算的减震系数为 0.34,第三组为 0.35。三组计算的减震系数各不相同。

(2)三组地震波计算的减震系数与地震波平均谱存在一定的对应关系。第三组计算的减震系数偏大,是由于第三组地震波平均谱在隔震周期段反应谱数值较大,在非隔震周期段数值较小,导致第三组地震波计算的非隔震楼层剪力较小,而计算的隔震楼层剪力较大,使得最终的减震系数偏大。而第一组计算的减震系数偏小,是因为第一组地震波平均反应谱在隔震周期段反应谱数值小,在非隔震周期段数值偏大,导致第一组地震波计算的非隔震楼层剪力较大,而隔震楼层剪力较小,使得最终的减震系数偏小。

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