《建設(shè)工程抗震管理條例》實施后,上海地區(qū)的學(xué)校、醫(yī)院等建筑均要求應(yīng)用減震隔震技術(shù)。上!督ㄖ軠p震及隔震技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(DG/TJ08-2326-2020)中對于減震結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求與《建筑消能減震技術(shù)規(guī)程》(JGJ297-2013)不完全相同。本文對比了兩本規(guī)范中的主要不同點,并結(jié)合PKPM減震模塊說明了上海減隔震地標(biāo)在軟件中的實現(xiàn)。
一、地震影響系數(shù)曲線
減震規(guī)程:根據(jù)《建筑消能減震技術(shù)規(guī)程》(以下簡稱《減震規(guī)程》)第4.1.11條,消能減震結(jié)構(gòu)采用的地震影響系數(shù)曲線與《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《抗規(guī)》)中采用地震影響曲線一致。
上海地標(biāo):根據(jù)上!督ㄖ軠p震及隔震技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱《減震及隔震標(biāo)準(zhǔn)》)第3.1.6條,上海地標(biāo)中采用的地震影響系數(shù)曲線與《抗規(guī)》及《減震規(guī)程》不同,采用的是類似《建筑隔震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱《隔標(biāo)》)的地震影響系數(shù)曲線。
《隔標(biāo)》地震影響系數(shù)曲線
上!稖p震隔震標(biāo)準(zhǔn)》地震影響系數(shù)曲線
軟件實現(xiàn)
設(shè)計師可以在前處理參數(shù)→“地震信息”→“自定義地震影響系數(shù)曲線”功能中選擇《建筑隔震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的反應(yīng)譜!陡魳(biāo)》反應(yīng)譜在0秒~6秒段與上!稖p震及隔震標(biāo)準(zhǔn)》一致,可以滿足設(shè)計需要。(需要注意的是,當(dāng)采用自定義地震影響系數(shù)曲線后,不能再使用反應(yīng)譜迭代的方式來確定減隔震結(jié)構(gòu)的總阻尼比。因為使用自定義地震影響系數(shù)曲線以后,阻尼比就是固定的,無法進(jìn)行迭代。此時減隔震結(jié)構(gòu)的總阻尼比可以通過其他方法確定后手動指定。)
二、樓層最小地震剪力系數(shù)
減震規(guī)程:《減震規(guī)程》第4.2.3條樓層最小地震剪力系數(shù)如下圖所示,與《抗規(guī)》要求一致!稖p震規(guī)程》第4.2.3條條文說明中提到:“消能減震結(jié)構(gòu)的樓層最小地震剪力系數(shù)可根據(jù)消能器附加給結(jié)構(gòu)的阻尼比大小進(jìn)行調(diào)整,其值可取消能減震結(jié)構(gòu)計算出的樓層剪力乘以1.2的增大系數(shù)與相應(yīng)樓層的重力荷載代表值的比值。”
上海地標(biāo):上!稖p震及隔震標(biāo)準(zhǔn)》第3.2.3條規(guī)定了樓層最小地震剪力系數(shù)值,與《減震規(guī)程》相比一是取消了7度半及8度半的規(guī)定(和7度及8度合并要求),另外提到了對于減隔震結(jié)構(gòu)阻尼比大于5%的情況,可以按阻尼調(diào)整系數(shù)折減最小地震剪力系數(shù)值。
軟件實現(xiàn)
在前處理參數(shù)→“內(nèi)力調(diào)整”中可以自定義樓層最小剪力系數(shù),可以按《減震規(guī)程》或上!稖p震隔震標(biāo)準(zhǔn)》對最小剪力系數(shù)折減之后再填寫到軟件中。
三、有效阻尼比折減系數(shù)
減震規(guī)程:《減震規(guī)程》第6.3.2條規(guī)定了消能部件附加給結(jié)構(gòu)的有效阻尼比的計算公式。
上海地標(biāo):上!稖p震及隔震標(biāo)準(zhǔn)》第6.3.2條規(guī)定了消能部件附加給結(jié)構(gòu)的有效阻尼比的計算公式。與《減震規(guī)程》相比,引入了有效阻尼比折減系數(shù),來折減消能減震結(jié)構(gòu)的附加阻尼比。
軟件實現(xiàn)
在PKPM減震模塊中,支持按照反應(yīng)譜迭代和時程分析的方法計算減震結(jié)構(gòu)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(shù)”菜單,能夠滿足上海《減震及隔震標(biāo)準(zhǔn)》的要求。
四、風(fēng)荷載下阻尼器的驗算
減震規(guī)程:《減震規(guī)程》第3.2.1條規(guī)定了在10年一遇標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)荷載作用下,摩擦消能器不應(yīng)進(jìn)入滑動狀態(tài),金屬效能器和屈曲約束支撐不應(yīng)產(chǎn)生屈服。
上海地標(biāo):上!稖p震及隔震標(biāo)準(zhǔn)》第4.2.3條規(guī)定,在50年一遇標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)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(guī)程》相比,上!稖p震及隔震標(biāo)準(zhǔn)》首先對于金屬阻尼器進(jìn)行了分類,按不同類別來控制風(fēng)荷載下的工作狀態(tài)。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(biāo)準(zhǔn)風(fēng)荷載,不同于《減震規(guī)程》規(guī)定的10年一遇標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)荷載。
軟件實現(xiàn)
在PKPM減震模塊中,可以進(jìn)行風(fēng)荷載下金屬阻尼器的屈服驗算,驗算結(jié)果在減震計算書中輸出。
五、總結(jié)
為滿足減隔震結(jié)構(gòu)全流程設(shè)計需要,PKPM與SSG強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,推出了PKPM+SSG減隔震聯(lián)合應(yīng)用解決方案。
PKPM-JZ、PKPM-GZ和PKPM-SAUSG減隔震模塊是中國建筑科學(xué)研究院研發(fā)的設(shè)計單位廣泛使用的減震、隔震設(shè)計和分析軟件。最新版本的PKPM-JZ實現(xiàn)了消能減震結(jié)構(gòu)的快捷建模、快速分析和性能化設(shè)計,PKPM-GZ全面實現(xiàn)了《建筑隔震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的復(fù)模態(tài)分析和基于中震的設(shè)計要求。PKPM-SAUSG可以準(zhǔn)確高效的完成考慮所有構(gòu)件非線性的地震響應(yīng)分析。
上述產(chǎn)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(shè)計能力,是市面上最成熟可靠的減、隔震分析設(shè)計軟件。