[发明专利]一种控制基础隔震结构扭转的方法

权利要求书

1.一种控制基础隔震结构扭转的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤一、建立待隔震的不规则体系的三维有限元模型：利用SAP2000软件建立待隔震结构不规则体系的三维有限元模型；

步骤二、进行弹性地震响应分析：结合场地特性及结构特性确定震动输入参数，进行弹性地震响应分析，获得结构响应；

步骤三、确定隔震支座参数：结合结构对隔震支座的竖向承载力需求及隔震层的水平刚度中心与质量中心偏移距离的合理限值，同时考虑实际产品的型号，确定隔震支座参数；

步骤四、确定隔震支座的型号及数量：根据确定的隔震支座参数，确定隔震支座的型号及数量；

步骤五、进行隔震支座的布置安装：依据确定的隔震支座的型号及数量，根据整体不规则体系的建筑格局，进行隔震支座的布置，布置过程中通过对铅芯橡胶支座参数及布置方案的调整实现隔震层刚度中心的微调；

步骤六、建立隔震结构模型：针对待分析的不规则体系结构，用SAP2000软件建立其带有隔震支座单元的隔震有限元模型；

步骤七、获取扭转效应指标的量值：对带有隔震支座单元的隔震有限元模型进行动力时程分析，提取得到不规则体系的扭转效应指标量值；

步骤八、将获取的扭转效应指标量值与相应限定值进行大小比较； 

步骤九、根据扭转效应指标量值的超限情况确定调整方案，对不规则体系的隔震支座进行调整，直至扭转效应指标量值小于限定值，则隔震后结构规则性满足要求，实现基础隔震结构的控制扭转。

2.根据权利要求1所述的一种控制基础隔震结构扭转的方法，其特征在于：所述步骤七中，扭转效应指标包括振型扭平分量比、结构楼层位移比及楼层扭转剪力比；所述振型扭平分量比为隔震结构平动振型中绕结构扭转分量与结构平动分量的比值；所述结构楼层位移比是指按照楼盖实际刚度考虑的楼层周边位移与平均位移的比值；所述楼层扭转剪力比为隔震结构在单向水平地震下，垂直于地震输入方向的楼层剪力大小与地震输入方向上的楼层剪力大小的比值。

3.根据权利要求1～4任意一项所述的一种控制基础隔震结构扭转的方法，其特征在于：所述步骤八中，振型扭平分量比的限定值为0.15，结构楼层位移比的限定值为1.2，楼层扭转剪力比的限定值为0.3，三个扭转效应指标量值小于各限定值的大小则为复合要求，根据实际测得的扭转效应指标量值满足要求的情况，将所述扭转效应指标量值超限包括一项不满足、两项及两项以上不满足、三项均满足共三种情况。

4.根据权利要求1所述的一种控制基础隔震结构扭转的方法，其特征在于：所述步骤三中确定隔震支座的参数时，按照公式（1）对隔震支座的型号进行初选，按照公式（2）确定隔震支座的水平刚度；

其中，N_gi为重力荷载代表值作用下的第i个支座轴力，σ_i为第i个隔震支座的竖向压应力，[σ]为隔震支座的竖向压应力限值，A_i为计算的第i个隔震支座的理论有效面积，K_eq0为隔震支座等效水平刚度，G为橡胶剪切模量，A为隔震支座的有效面积，n为隔震支座的橡胶层数，t_R为每层橡胶的厚度，D为隔震支座的有效直径，S₂为隔震支座的第二形状系数。

5.根据权利要求1所述的一种控制基础隔震结构扭转的方法，其特征在于：所述步骤四中，隔震层的水平刚度中心与质量中心的偏移距离，不应大于结构尺寸在偏心方向上的投影尺寸的2%。

6.根据权利要求1所述的一种控制基础隔震结构扭转的方法，其特征在于：所述步骤六中建立隔震模型时，铅芯橡胶隔震支座模拟铅芯隔震橡胶垫力学性能，普通叠层橡胶支座则采用弹簧-线性阻尼器单元模拟。

7.根据权利要求3所述的一种控制基础隔震结构扭转的方法，其特征在于：所述步骤九中，根据扭转效应指标量值的超限情况确定调整方案、对不规则体系的隔震支座进行控制的具体操作方法为：

若其中一项不满足，则需提取首层角部构件及关键部位构件的内力，验算构件扭矩的复合应力，看是否满足承载力要求，若不满足则局部加强或调整直至复合应力满足要求，此时认为满足隔震结构规则性要求，计算复合应力的公式为：,式中为正应力，为考虑了扭转效应的切应力；

若其中两项或两项以上不满足指标限值，则需重复步骤三至步骤八，如此直至扭转效应指标量值满足要求为止；

若三项均满足指标要求的情况，则说明隔震后结构规则性满足要求。