上海減隔震地方標準與《建筑消能減震技術規程》的對比及軟件實現

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建設工程抗震管理條例》實施后,上海地區的學校、醫院等建筑均要求應用減震隔震技術。上海《建筑消能減震及隔震技術標準》(DG/TJ08-2326-2020)中對于減震結構設計的要求與《建筑消能減震技術規程》(JGJ297-2013)不完全相同。本文對比了兩本規范中的主要不同點,并結合PKPM減震模塊說明了上海減隔震地標在軟件中的實現。

一、地震影響系數曲線

減震規程:根據《建筑消能減震技術規程》(以下簡稱《減震規程》)第4.1.11條,消能減震結構采用的地震影響系數曲線與《建筑抗震設計規范》(以下簡稱《抗規》)中采用地震影響曲線一致。

上海減隔震地方標準與《建筑消能減震技術規程》的對比及軟件實現

上海地標:根據上海《建筑消能減震及隔震技術標準》(以下簡稱《減震及隔震標準》)第3.1.6條,上海地標中采用的地震影響系數曲線與《抗規》及《減震規程》不同,采用的是類似《建筑隔震設計標準》(以下簡稱《隔標》)的地震影響系數曲線。

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《隔標》地震影響系數曲線

上海《減震隔震標準》地震影響系數曲線

軟件實現

設計師可以在前處理參數→“地震信息”→“自定義地震影響系數曲線”功能中選擇《建筑隔震設計標準》的反應譜。《隔標》反應譜在0秒~6秒段與上海《減震及隔震標準》一致,可以滿足設計需要。(需要注意的是,當采用自定義地震影響系數曲線后,不能再使用反應譜迭代的方式來確定減隔震結構的總阻尼比。因為使用自定義地震影響系數曲線以后,阻尼比就是固定的,無法進行迭代。此時減隔震結構的總阻尼比可以通過其他方法確定后手動指定。)

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二、樓層最小地震剪力系數

減震規程:《減震規程》第4.2.3條樓層最小地震剪力系數如下圖所示,與《抗規》要求一致。《減震規程》第4.2.3條條文說明中提到:“消能減震結構的樓層最小地震剪力系數可根據消能器附加給結構的阻尼比大小進行調整,其值可取消能減震結構計算出的樓層剪力乘以1.2的增大系數與相應樓層的重力荷載代表值的比值。”

上海減隔震地方標準與《建筑消能減震技術規程》的對比及軟件實現

上海地標:上海《減震及隔震標準》第3.2.3條規定了樓層最小地震剪力系數值,與《減震規程》相比一是取消了7度半及8度半的規定(和7度及8度合并要求),另外提到了對于減隔震結構阻尼比大于5%的情況,可以按阻尼調整系數折減最小地震剪力系數值。

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軟件實現

在前處理參數→“內力調整”中可以自定義樓層最小剪力系數,可以按《減震規程》或上海《減震隔震標準》對最小剪力系數折減之后再填寫到軟件中。

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三、有效阻尼比折減系數

減震規程:《減震規程》第6.3.2條規定了消能部件附加給結構的有效阻尼比的計算公式。

上海減隔震地方標準與《建筑消能減震技術規程》的對比及軟件實現

上海地標:上海《減震及隔震標準》第6.3.2條規定了消能部件附加給結構的有效阻尼比的計算公式。與《減震規程》相比,引入了有效阻尼比折減系數,來折減消能減震結構的附加阻尼比

上海減隔震地方標準與《建筑消能減震技術規程》的對比及軟件實現

軟件實現

在PKPM減震模塊中,支持按照反應譜迭代和時程分析的方法計算減震結構阻尼比(或附加阻尼比),同時程序提供了“附加阻尼比折減系數”菜單,能夠滿足上海《減震及隔震標準》的要求。

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四、風荷載下阻尼器的驗算

減震規程:《減震規程》第3.2.1條規定了在10年一遇標準風荷載作用下,摩擦消能器不應進入滑動狀態,金屬效能器和屈曲約束支撐不應產生屈服。

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上海地標:上海《減震及隔震標準》第4.2.3條規定,在50年一遇標準風荷載作用下,金屬屈服型A、B、C類消能器,位移不大于初始屈服位移。與《減震規程》相比,上海《減震及隔震標準》首先對于金屬阻尼器進行了分類,按不同類別來控制風荷載下的工作狀態。其次對于金屬屈服型A、B、C類消能器采用的是50年一遇標準風荷載,不同于《減震規程》規定的10年一遇標準風荷載。

上海減隔震地方標準與《建筑消能減震技術規程》的對比及軟件實現

軟件實現

在PKPM減震模塊中,可以進行風荷載下金屬阻尼器的屈服驗算,驗算結果在減震計算書中輸出。

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五、總結

為滿足減隔震結構全流程設計需要,PKPM與SSG強強聯合,推出了PKPM+SSG減隔震聯合應用解決方案。

PKPM-JZ、PKPM-GZ和PKPM-SAUSG減隔震模塊是中國建筑科學研究院研發的設計單位廣泛使用的減震、隔震設計和分析軟件。最新版本的PKPM-JZ實現了消能減震結構的快捷建模、快速分析和性能化設計,PKPM-GZ全面實現了《建筑隔震設計標準》的復模態分析和基于中震的設計要求。PKPM-SAUSG可以準確高效的完成考慮所有構件非線性的地震響應分析。

上述產品形成的整體解決方案可以提供隔震和消能減震計算中需要的各方面分析設計能力,是市面上最成熟可靠的減、隔震分析設計軟件。

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