[发明专利]一种用于大跨度连廊连体结构的支座设计方法

摘要

一种用于大跨度连廊连体结构的支座设计方法，属于建筑结构所使用的隔震支座设计方法，解决现有柔性连接支座设计方法繁琐、不具通用性的问题。本发明包括（1）确定盆式橡胶支座吨位规格；（2）正常使用状态风荷载验算步骤；（3）确定地震作用时控制目标步骤；（4）确定支座刚度和阻尼系数。本发明方便快捷，仅利用连廊、底部两座塔楼建筑结构的质量比、第一阶自振频率比，便可采用通用数据表格查取柔性连接隔震支座的最优刚度系数和阻尼系数，能够很方便地帮助工程师们选择隔震支座的参数值，从而再据此参数来制作符合要求的组合隔震支座，对于大跨度连廊连体结构振动控制体系的应用推广具有重要的意义。

主权项

一种用于大跨度连廊连体结构的支座设计方法，包括下述步骤：(1)第一阶段：选取盆式橡胶支座竖向承载力规格非地震作用时，连廊一端盆式橡胶支座承担总竖向压力设计值：Fv1＝1.2G+1.4Q，其中，G和Q分别为连廊一端由恒荷载和活荷载产生的压力标准值；地震作用时，考虑竖向地震作用，连廊一端盆式橡胶支座承担总竖向压力设计值：按竖向地震作用时程分析或振型分解反应谱方法计算求得，或按下式计算并取较大值：Fv2＝1.2Ge+1.3×(0.2Ge)＝1.46Ge，其中，Ge为连廊的重力荷载代表值在连廊一端产生的压力标准值，Ge＝G+0.5Q，则一端盆式橡胶支座承担的竖向荷载设计值为：Nv＝Fv/n，其中，Fv＝max{Fv1,Fv2}，n为连廊一端盆式橡胶支座总个数，根据Nv确定盆式橡胶支座规格；非地震作用时，验算在风荷载作用下连廊正常工作状态，即其中，W为连廊总风荷载设计值，分别为连廊两端竖向压力设计值，μ为盆式橡胶支座摩擦系数，当聚四氟乙烯板与不锈钢板间涂有润滑剂时，一般取0.01～0.03；(2)第二阶段：确定组合支座第二刚度和阻尼系数地震作用下，盆式橡胶支座发生滑动，连廊与塔楼间产生相对运动，由橡胶支座提供弹性恢复力，阻尼器提供耗能能力；(2.1)确定控制目标对于通过大跨度连廊连接双塔楼结构形成的连体结构，采用组合支座连接连廊与塔楼结构，可根据三个不同控制目标来确定组合支座设计参数；控制目标I：使其中较刚建筑结构A的平均相对振动能量最小；控制目标II：使较柔建筑结构B的平均相对振动能量最小；控制目标III：使两塔楼结构总的平均相对振动能量最小；(2.2)确定连接支座刚度参数塔楼A与塔楼B质量比μ＝M1/M2，连廊质量比μ0＝M0/M1，其中，M0、M1、M2分别为连廊总质量、塔楼A总质量和塔楼B总质量；较柔结构B与较刚结构A自振频率比β＝ω2/ω1，频率比β01＝ω01/ω1，β02＝ω02/ω1，其中，ω1和ω2分别为塔楼A和塔楼B的自振圆频率，ω01和ω02分别为A端支座和B端支座的连接自振圆频率，且其中，k01和k02分别为A端支座和B端支座的连接刚度；连廊两端连接支座参数可取相同(对称连接)或不同(非对称连接)。当两塔楼结构动力特性不同时，分别设计连廊两端的组合支座参数，可获得更佳的减震效果；取两塔楼结构阻尼比ξ1＝ξ2＝0.05，当ξ01＝ξ02＝0.1，μ＝1.0时，两端优化连接参数如表1所示；根据连廊质量比μ0和塔楼A与B频率比β，即可先确定β01和β02，再确定ω01＝β01ω1，ω02＝β02ω1，从而确定连廊A、B端的连接刚度表1 非对称支座最优连接频率比为简化设计，也可取连廊两端组合支座设计参数相同，则优化连接参数如表2所示；表2 对称支座最优连接频率比(2.3)确定连接支座阻尼参数设连廊左端连接阻尼比ξ01＝c01/(2M0ω01)，右端连接阻尼比ξ02＝c02/(2M0ω02)，当取两端对称连接时，即ξ01＝ξ02；表3 最优连接阻尼比根据第②步确定连接刚度参数ω01和ω02之后，再按表3确定连接阻尼参数ξ01和ξ02，即可确定两端的连接阻尼系数c01＝2M0ω01ξ01，c02＝2M0ω02ξ02。