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地震系数的影响因子综述
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1重要参数的设置
1.1混合结构阻尼的选取
根据规范规定,在多遇地震下,混合结构的阻尼比应取0.04。因此在本文计算过程中,将混合结构的综合阻尼比设置为0.04(下文简称模型1)。由于本混合结构上部是钢结构,下部是混凝土结构,若按钢结构阻尼比取值,则取0.02,若按混凝土结构阻尼比取值,则取0.05。即将使用的空间网格结构技术规程给了一个中间阻尼比0.03[7](下文简称模型2);本文将模型中的钢筋混凝土结构部分和钢结构网架部分分别定义为“混凝土”组和“钢结构”组这两个不同的边界组,其阻尼比分别设置成0.05和0.02。在定义反应谱工况时,将阻尼比的计算方法选择为“应变能因子法”,程序按照该算法计算出每个振型下的阻尼比(下文简称模型3)。
1.2混凝土部分与钢结构部分相接处的连接
本工程钢筋混凝土结构和钢结构网架相接的部分采用主从节点式的刚性连接,以交接处的混凝土节点为主节点,钢结构网架节点为从节点,强制包括刚度分量,自由度在内的从属节点的所有属性(节点荷载或节点质量)转换成主节点的等效分量。
1.3荷载
关于地震作用:本工程属于7°区的大跨度结构,故只需考虑水平地震作用。关于竖向荷载:楼面活荷载取2.0kN/m2,不上人屋面活荷载取0.5kN/m2。填充墙采用混凝土小型空心砌块,容重为11.8kN/m3。关于风荷载:本文中钢筋混凝土部分考虑了刚性楼板,风荷载可通过“荷载———横向荷载———风荷载”输入相关参数后程序自动添加。网架部分的风荷载取值通过建立虚面,并在虚面上施加表面压力的方法实现。本工程基本风压为0.4kN/m2,屋盖为双坡屋面,最大倾角小于15°,迎风面体型系数为0.8,背风面体型系数为-0.5。
2计算分析
2.1结构周期与振型分析
本文采用子空间迭代法进行特征值分析,振型数取20,前10阶振型的周期如表1所示。其中算得X向有效质量参与系数为99.9%,Y向有效质量参与系数为99.9%,从振型分析结果可以看出:结构在第一振型上为Y方向的平动,第二振型上是X方向的平动,第三振型上是Z方向上扭转,结构的X、Y方向均为薄弱方向,在进行反应谱分析时选择在X、Y向输入地震波。且取20阶振型有效参与质量可以满足规范要求。
2.2结构地震反应谱分析
此工程地震基本设防烈度为7°,基本地震加速度为0.15g,多遇地震下的地震影响系数最大值αmax=0.12,场地类别为Ⅱ类,设计地震分组为第一组,特征周期Tg=0.35s,本文选择的反应谱函数见图2所示。阻尼比采用组阻尼比由程序自动计算各振型阻尼比。
3结束语
本章以某火车站场房作为研究对象,采用有限元分析软件MidasGen进行建模,并对其进行自振分析和地震反应谱分析,得出结构在第一振型第二振型分别为Y方向上和X方向上的平动,第三振型上是Z方向效应不明显的扭转,取20阶振型计算,有效质量参与系数超过90%,满足规范要求。通过计算出地震影响系数的差别,便可以看出混合结构中的组阻尼比计算是否合理,对结构地震反应分析影响较为明显,采用组阻尼比不但可以准确的计算出各振型的阻尼比,使得对结构的地震分析更加精确,同时也可以为采用综合阻尼比计算结构地震作用提供可靠的对比数据。
