一、模型建立
建立构造模型如下:
连廊部分通过yjk空间构造建模,关于yjk空间构造建模办法可以到该功能下按F1查看帮助,对网架网壳等建模办法,把稳事变等有非常详细的教程。唯一须要把稳的是要预留桁架下方一小段用于定义弹性连接,这部分在帮助文件中也有解释。
前处理中,分外支撑一栏定义弹性连接,U1是轴向,U2与U3分别为平面方向,在yjk中没找到怎么查看局部方向,详细U2是对应整体坐标系X与Y可以先试算一下,根据振型确定约束的方向。详细定义如下:
本项目连廊所受风荷载方向为Y向,以是北侧两个支座一个为固定铰支座,一个开释X向平动,用于承担风荷载,南侧两个支座仅约束Z向,以担保两侧塔楼震撼时不会相互影响。
勾选表示约束,可以输入一个较小的数来仿照平动开释,支座在平动方向存在摩擦力,一样平常摩擦系数为0.03旁边可视作水平自由,也可以根据选取的支座输入实际参数,一样平常厂家会供应,或者根据支座竖向力,网上搜一些产品参数输入,在图纸中注明选定的支座限定条件即可,如支座平动迁徙改变限值条件,水平力竖向力限值条件等主要信息。
二、支座选取
常见的支座类型有板式、盆式橡胶支座,球铰支座,摩擦摆支座等。
1.板式橡胶支座布局:
板式橡胶支座细分为带铅芯与不带铅芯支座,铅锌橡胶支座是在普通叠层橡胶支座的中央插入铅芯,以改进橡胶支座阻尼性能。铅芯支座除能承受构造物的重力和水平力外,铅芯产生的滞后阻尼的塑性变形还能接管能量,并可通过橡胶供应水平规复力。
如果选用板式橡胶支座的话,可以参照抗规减隔震章节和橡胶支座规范的哀求选取产品,一样平常是掌握小震和风荷载下处于弹性状态,中大震下屈从以减小对主体构造的影响,在连接定义选项中有隔震支座选项,可以定义详细的支座参数。
2.盆式橡胶支座布局
盆式橡胶支座橡胶夹在中间,基本处于密封环境,在较大竖向力浸染下受到三向围压会处于介于固液态之间的状态,可以实现自由迁徙改变,没有竖向力浸染时处于固态,方便安装,利用上方聚四氟乙烯板实现水平滑动,以是盆式橡胶支座紧张用于桥梁等重型构造。
3.球铰支座布局
利用球芯与与聚四氟乙烯板的滑动实现迁徙改变与平动,利用上座两侧的侧板实现水平向的约束。
4.摩擦摆支座布局
与球铰支座不同的是上支座是可以自由摆动的,且上方没有聚四氟乙烯板进行滑动,以是在水平方向具有一定约束,竖向力与弧面形成的夹角分解会形成一个沿弧面的力,以是在水平力浸染结束后可以回归原位,以是摩擦摆很适宜用于减隔震方向,也可以用于连廊支座,比较著名的有肖从真大师的北京当代moma。
本项目连廊跨度约为32m,标高约为53m,考虑后期支座改换的难度及安全性,选用球铰支座。
三、连廊对主体构造的影响
根据连接构造的振型及单体振型比拟来判断连廊对主体构造的影响。
1.连体第一阶振型(塔楼2,Y向平动,周期1.923)
2.连体第二阶振型(塔楼1,Y向平动,周期1.884)
3.连体第三阶振型(塔楼1,X向平动,周期1.846)
4.连体第四阶振型(塔楼2,X向平动,周期1.803)
5.连体第五阶振型(塔楼2,迁徙改变,周期1.529)
6.连体第六阶振型(塔楼1,迁徙改变,周期1.464)
7.单体第一阶振型(塔楼2,Y向平动,周期1.997)
8.单体第二阶振型(塔楼1,Y向平动,周期1.951)
9.单体第三阶振型(塔楼2,X向平动,周期1.848)
10.单体第四阶振型(塔楼1,X向平动,周期1.839)
11.单体第五阶振型(塔楼1,迁徙改变,周期1.558)
12.单体第六阶振型(塔楼1,迁徙改变,周期1.483)
周期比拟结果如下:
周期
T1
T2
T3
T4
T5
T6
连体
1.923
1.884
1.846
1.803
1.529
1.464
单体
1.997
1.951
1.848
1.839
1.558
1.483
连体/单体
0.96
0.97
1.00
0.98
0.98
0.99
经比拟,连廊支座在Y向设置固定约束对塔楼在Y向的振动产生一定影响,但影响在5%以内,以是主楼可以采取单塔模型设计,当然也可以修正支座来进一步降落连廊对主体构造的影响,如采取摩擦摆支座,摩擦摆支座在各个方向的约束均为弹性约束,对Y向的影响较小,或者均采取多向滑动支座,对个别支座限位的办法,如采取下图做法:
四、连廊风荷载打算
根据《荷载规范》8.1.1条文解释:对付紧张受力构造,风荷载标准值的表达可有两种形式,其一为均匀风压加上由脉动风引起构造风振的等效风压;另一种为均匀风压乘以风振系数。由于在高层建筑和高耸构造等悬臂型构造的风振打算中,每每是第1振型起紧张浸染,因而我国与大多数国家相同,采取后一种表达形式,即采取均匀风压乘以风振系数βz,它综合考虑了却构在风荷载浸染下的动力相应,个中包括风速随韶光、空间的变异性和构造的阻尼特性等成分。
对付空中连廊来说,与悬臂构件受力明显不同,且在风荷载紧张受力方向(Y)采取两个固定约束,楼板面内刚度较大,水平风振影响有限,一样平常采取围护构造打算公式打算。按《高规》4.2.7哀求,连体构造宜进行风洞试验,但一样平常很少实行这一条。
参照某市民中央连廊风洞试验报告,风载体型系数,正面取0.8,北面取-0.6,顶面取-0.61,底面取-0.52,负值代表风吸力。
当没有可参照的风洞试验报告时,可以参考《荷载规范》8.3.1风荷载体型系数第30项次,该项为房屋体型系数,连廊可以看做转置90度的房屋,嵌固于支座,比拟创造在正面风荷载浸染下,高下两侧均受到风吸力且与风洞试验报告中受力模式相同,取值更偏守旧。
对本项目连廊跨度约32m,经幕墙外包之后立面尺寸约为7.5m(桁架高度4.3m),Y向迎风面面积为240平,园地种别B类,高度偏守旧取55m,取百年一遇风压为0.5kn/平,风压高度系数约为1.67,阵风系数取1.55,以是在Y向风荷载浸染下每个支座的水平力约为:1.551.67(0.8+0.6)0.5240/2=220kn。
在yjk单体打算中,以自定义荷载(工况为风荷载)的形式将风荷载集中力输入到支座节点位置,前处理参数自定义组合系数中,将自定义荷载与风荷载取叠加即可。
五、支座位移量打算
连廊支座位移量须要考虑两侧塔楼在大震下的位移,取两侧塔楼位移之和作为支座位移量。可以守旧的取小震下支座处节点位移,然后乘放大系数的方法,如本项目为7度区,小震下ɑmax=0.08,大震下为0.5,以是小震下节点位移假定为x,则大震下位移为x0.5/0.08=6.25x,并预留一定的富余量。但大震下构造进入塑性,刚度低落,位移增大,按弹性等效算法偏于不屈安,本项目采取静力弹塑性来打算节点大震下位移。
加载模式采取倒三角;考虑二阶效应;考虑进入构造进入塑性阻尼比增大,取7%;大震下特色周期+0.05s,取0.5s;大震下地震影响系数0.5。
1.X向能力谱与需求谱曲线:
2.Y向能力谱与需求谱曲线:
3.X向推覆构件性能水准:
4.X向推覆构件性能水准:
采取小震配筋进行验算,创造底部加强区剪力墙中度损伤,符合性能目标D关键构件性能哀求,连梁属于耗能构件损伤严重,在大震能够耗能保护剪力墙,符合设计目标,框架柱轻微损伤,符合性能目标,个别框架柱先于框架梁屈从,适当提高配筋率,整体构造知足大震不倒哀求。
5.X向推覆支座处节点位移曲线,性能点对应位移约为200mm。
6.Y向推覆支座处节点位移曲线,性能点对应位移约为240mm。
综上,支座X向位移限值为200mm,Y向位移限值为250mm。
六、连廊设计及支座选型
1.连廊本身的打算可以采取midas或3D3S进行设计,终极打算结果如下:
2.支座水平力限值
大震下,构造进入塑性位移变大,但地震力减小,以是支座的水平力限值可以偏守旧的选取小震结果进行线性放大,小震下支座水平力约为150KN,七度区,以是大震下支座水平力限值为6.25150,取950KN。
3.支座选型
根据支座竖向反力,选取QZ3,竖向力限值为3000kn,GD表示固定,DX表示单向滑动,SX表示双向滑动,对付双向支座X向位移限值为200mm,Y向位移限值为250mm,单向支座X向限值为200mm,水平力限值需大于950kn。