[發(fā)明專利]一種不規(guī)則結(jié)構(gòu)體系中隔震層的抗拉控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410043112.5
• 申請(qǐng)日: 2014-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN103790256A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鑫剛;葛家琪;張國(guó)軍;張玲;王明珠;張曼生;馬伯濤;王樹;管志忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空規(guī)劃建設(shè)發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98;E04B1/36
• 代理公司: 北京中建聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11004
• 代理人: 唐曉麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)工程的隔震技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種在地震作用下，隔震結(jié)構(gòu)體系中疊層橡膠隔震支座出現(xiàn)拉應(yīng)力超過設(shè)定限值的控制方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，越來越多的建筑設(shè)計(jì)造型美觀，布局新穎，出現(xiàn)很多平面、空間不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，這時(shí)往往采用基礎(chǔ)隔震技術(shù)減小整體結(jié)構(gòu)水平地震響應(yīng)。疊層橡膠隔震支座具有水平剛度、低耗能延性好、豎向抗壓剛度高及承載力高的特性，但其抗拉剛度及承載力明顯不足。

而在罕遇地震作用下，不規(guī)則的建筑體系容易造成建筑隔震結(jié)構(gòu)的角部及混凝土筒體下的疊層橡膠隔震支座產(chǎn)生拉應(yīng)力。我國(guó)相關(guān)規(guī)范規(guī)定：疊層橡膠隔震支座不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力；當(dāng)疊層橡膠隔震支座不可避免處于受拉狀態(tài)時(shí)，其拉應(yīng)力不應(yīng)大于1.0MPa。因此對(duì)于不規(guī)則的建筑體系的隔震結(jié)構(gòu)的疊層橡膠隔震支座存在抗拉性能不足的風(fēng)險(xiǎn)。

為解決疊層橡膠隔震支座抗拉能力不足一般會(huì)在薄弱位置采用抗拉裝置。抗拉裝置的設(shè)置原則是在不影響疊層橡膠隔震支座水平變形性能的前提下，對(duì)疊層橡膠隔震支座起到限制豎向拉伸變形的作用，確保疊層橡膠隔震支座在設(shè)計(jì)烈度地震作用下，仍能保持彈性的工作狀態(tài)，防止在超設(shè)計(jì)烈度地震作用下，疊層橡膠隔震支座因受拉變形過大，導(dǎo)致支座自身損壞，影響上部結(jié)構(gòu)的使用功能。

因此為保證不規(guī)則隔震結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的安全，如何控制隔震結(jié)構(gòu)體系中疊層橡膠隔震支座出現(xiàn)的拉應(yīng)力超出限定值后，使用抗拉裝置精確限定隔震支座的豎向拉伸變形，確保隔震支座的正常工作狀態(tài)成為急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種不規(guī)則結(jié)構(gòu)體系中隔震層的抗拉控制方法，要解決在隔震結(jié)構(gòu)體系中疊層橡膠隔震支座出現(xiàn)的拉應(yīng)力超出限定值后，通過設(shè)置抗拉裝置做到精確控制隔震支座的豎向拉伸變形滿足限定值，確保隔震支座正常工作狀態(tài)的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種不規(guī)則結(jié)構(gòu)體系中隔震層的抗拉控制方法，包括如下步驟：

步驟一、結(jié)構(gòu)布置與設(shè)計(jì)：進(jìn)行建筑不規(guī)則結(jié)構(gòu)體系的整體構(gòu)件布置及初步設(shè)計(jì)；

步驟二、確定隔震支座的型號(hào)及數(shù)量：使用步驟一中得到的豎向力設(shè)計(jì)值確定疊層橡膠隔震支座的型號(hào)及數(shù)量；

步驟三、在試驗(yàn)室內(nèi)確定隔震支座的控制指標(biāo)以及性能參數(shù)：

對(duì)隔震支座進(jìn)行規(guī)定水平變形下的豎向拉伸滯回試驗(yàn)，繪制隔震支座在規(guī)定水平變形下的拉力與豎向拉伸變形關(guān)系曲線，以確定在不同強(qiáng)度地震作用下隔震支座的拉應(yīng)力控制指標(biāo)[σ_max]，

對(duì)隔震支座進(jìn)行規(guī)定壓應(yīng)力下的水平滯回試驗(yàn)，以確定隔震支座的水平性能參數(shù)，

對(duì)隔震支座進(jìn)行在規(guī)定水平變形下的豎向壓縮試驗(yàn)，以確定隔震支座的豎向性能參數(shù)即豎向抗壓剛度；

步驟四、建立不規(guī)則結(jié)構(gòu)體系的有限元模型：采用Midas結(jié)構(gòu)分析軟件或SAP2000結(jié)構(gòu)分析軟件建立上部結(jié)構(gòu)材料模型為非隔震模型，建立下部帶有隔震支座單元的隔震結(jié)構(gòu)為隔震模型；

步驟五、確定隔震支座出現(xiàn)拉伸力的位置及拉應(yīng)力的大小：在步驟四中建立的有限元模型中輸入步驟三中獲得的在規(guī)定水平變形下的拉力與豎向拉伸變形關(guān)系曲線、規(guī)定壓應(yīng)力下的隔震支座水平性能參數(shù)和規(guī)定水平變形下的隔震支座豎向性能參數(shù)，對(duì)隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同強(qiáng)度地震作用下產(chǎn)生的響應(yīng)進(jìn)行分析，

計(jì)算分析時(shí)非隔震模型及隔震模型設(shè)定為非線性屬性，根據(jù)分析結(jié)果確定在不同強(qiáng)度地震作用下隔震支座出現(xiàn)拉伸力的位置及拉應(yīng)力[σ_i]的大小；

步驟六、對(duì)隔震支座拉應(yīng)力指標(biāo)的判定：將步驟五中得到的隔震支座拉應(yīng)力[σ_i]的大小與步驟三中獲得的隔震支座的拉應(yīng)力控制指標(biāo)[σ_max]的大小進(jìn)行比較；

步驟七、根據(jù)步驟六中隔震支座拉應(yīng)力與隔震支座的拉應(yīng)力控制指標(biāo)的大小關(guān)系確定調(diào)整方案，對(duì)不規(guī)則體系的隔震支座采取抗拉控制措施，直至隔震支座拉應(yīng)力[σ_i]小于隔震支座的拉應(yīng)力控制指標(biāo)[σ_max]，則隔震支座安全性滿足要求，實(shí)現(xiàn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)體系中隔震層的抗拉控制。

所述步驟三中，隔震支座的拉應(yīng)力控制指標(biāo)的確定方法如下：