鄭淵智（天廈建筑設(shè)計(jì)（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(yīng)用

鄭淵智
（天廈建筑設(shè)計(jì)（廈門）有限公司，福建廈門361000）

【摘 要】本文應(yīng)用YJK程序?qū)B體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)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(yùn)用YJK程序，對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震下的振型分解反應(yīng)譜法分析和彈性時(shí)程分析，在罕遇地震下的彈塑性時(shí)程分析，時(shí)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(jì)要求。

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

1　工程概況

本工程主體有兩個(gè)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(chǎng)地類別為I1。

2　彈性分析計(jì)算結(jié)果

2.1風(fēng)荷載作用下計(jì)算結(jié)果

基本風(fēng)壓：0.80kN/m2；地面粗糙度類別：A類；圍護(hù)結(jié)構(gòu)高度：33.40m。連廊風(fēng)荷載計(jì)算，如表1。

風(fēng)荷載作用下，單個(gè)支座受到的水平力VRW為166.9/4=41.73kN，小于支座的彈性恢復(fù)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(yīng)譜法計(jì)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(shí)，反應(yīng)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L(zhǎng)ink3～4，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L(zhǎng)ink1，水平剪力為22.7kN。

圖1　整體計(jì)算模型

表1　風(fēng)荷載計(jì)算表

2.3多遇地震下的彈性時(shí)程補(bǔ)充計(jì)算結(jié)果

（1）輸入地震波時(shí)程。選用三組地震波，一組為與設(shè)計(jì)目標(biāo)反應(yīng)譜相符的人工模擬加速度時(shí)程，其余二組為真實(shí)強(qiáng)震加速度記錄。對(duì)所用地震波的時(shí)程以及其所得到的反應(yīng)譜曲線，并與目標(biāo)反應(yīng)譜進(jìn)行對(duì)比。所選用的地震時(shí)程記錄幅值與持續(xù)時(shí)間均滿足規(guī)范要求，所得到的反應(yīng)譜曲線與目標(biāo)反應(yīng)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(shí)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(shí)間不少于30s。

（2）地震時(shí)程反應(yīng)結(jié)果。上述三條時(shí)程曲線，每條時(shí)程曲線計(jì)算所得到的結(jié)構(gòu)基底剪力均大于振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的65%，且三條時(shí)程曲線計(jì)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(yīng)譜法計(jì)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(jì)算分析結(jié)論

由以上分析可見：（1）反應(yīng)譜分析時(shí)，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(jì)要求；（2）彈性時(shí)程分析時(shí)，在San Fernando波雙向地震作用下，4個(gè)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(fù)范圍內(nèi)，滿足小震彈性的設(shè)計(jì)要求。

3　彈塑性分析計(jì)算結(jié)果

本部分內(nèi)容驗(yàn)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(dòng)力彈塑性時(shí)程分析方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性地震反應(yīng)分析，考察其宏觀抗震性能及塑性鉸的形成規(guī)律。考察大震（重現(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(yīng)譜（I1類場(chǎng)地）對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了彈性反應(yīng)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(duì)其的設(shè)計(jì)要求。

3.1彈塑性時(shí)程分析結(jié)果

結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下對(duì)連體結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性時(shí)程動(dòng)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(shí)程動(dòng)力時(shí)程分析時(shí)，在大震雙向地震作用下，4個(gè)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(jìn)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(jì)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(yǔ)

（1）在風(fēng)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(jì)要求。

（2）在罕遇地震作用下，鉛芯橡膠支座進(jìn)入塑形狀態(tài)，但遠(yuǎn)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(xiàn)

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

［2］《YJK用戶手冊(cè)及技術(shù)條件》.

［3］《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010.

［4］中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《疊層橡膠支座隔震技術(shù)規(guī)程》CECS126:2001.