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邳州隔震层中有关隔震支座的偏心率问题

双林板式橡胶支座  2020/10/28 19:05:59  7369
内容摘要:在规范中明确规定,隔震层的水平刚度中心与上部结构质心应尽量重合,如不重合则应计入扭转变形的影响。在现代计算机技术和有限元法的影响下,工程师们基本对所有的工程都考虑扭转变形的影响,因此该条文的执行基本都...

在规范中明确规定,隔震层的水平刚度中心与上部结构质心应尽量重合,如不重合则应计入扭转变形的影响。

在现代计算机技术和有限元法的影响下,工程师们基本对所有的工程都考虑扭转变形的影响,因此该条文的执行基本都能实现。

但在实际工程中,除了要求考虑扭转变形外,还要求上部结构的质心与隔震层水平刚度中心偏心率不超过3%,甚至在江苏、云南、新疆等局部地区要求偏心率不超过1.5%~2%,总体上比较严格控制质心刚心偏心率,以避免结构在地震作用下上部结构发生过大的扭转变形。

由于每一层的质心都是不一样的,那么上部结构的质心应当统一到一个点,因此,在实际操作中,可取1.D+0.5L落到隔震层上的竖向构件底部的轴力来计算上部结构质心,计算式如下:

通过不断调整支座的等效刚度来满足偏心率。

因此,等效刚度的大小对偏心率的计算影响较大,一般设计过程中取中震下迭代后等效刚度来计算,但个人认为这样处理并不是完全合理。

偏心率的控制目标是控制隔震层扭转变形过大,扭转变形的大小还跟地震作用的大小相关,一般在设防烈度作用下,结构的扭转变形引起的破坏可能性较小,在罕遇地震中下扭转变形过大容易引起隔震层支座出现破坏,并导致连续倒塌,因此,建议在计算偏心率是应重点考虑在罕遇地震下的等效刚度。

隔震支座

在实际工程中,偏心对结构的扭转振动影响很大,在隔震结构中,要考虑的偏心主要有:

1、上部结构的偏心:指上部结构中荷载、质量的分布本身存在偏心,即质量的拐把模型,每一层的质心并不重合,从而导致结构扭转反应。但是由于隔震层的存在,这种偏心效应影响不大;

2、隔震层的偏心:指上部结构的质心与隔震层隔震支座的刚心不重合,这对隔震层端部的隔震支座的水平变形影响很大,当偏心很大时,结构角部的隔震支座可能产生较大的水平位移,甚至超出限位控制,而此时中部某些隔震支座变形很小,整体隔震不合理。对于相同的偏心矩和偏心率,由于隔震层平面形状、隔震支座位置、非线性特性引起的扭转振动也不相同。即使在弹性设计时,不存在偏心,但在高压力下,特别是第二形状系数较小的小型叠层橡胶支座的刚度会降低;地震时摩擦支座的摩擦力与轴力相关;邳州铅芯橡胶支座、阻尼器等会因为制作安装上的误差导致刚度的变化等,偏心是难以避免的。

3、下部结构的偏心:由于下部结构的质心刚心可能存在偏心,导致隔震层和上部结构的扭转振动,最主要的是下部结构的平面形状跟上部结构的形状存在很大的差异,比如裙房顶隔震时,裙房的平面形状跟上部存在很大差别,导致上部结构的质心、刚心跟下部结构的质心刚心相差较远。但是由于,隔震结构设计中要求下部结构的刚度较大,一般情况下,下部结构的偏心对隔震层的扭转振动影响较小。

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