隔震设计流程及PKPM建模
★隔震设计参数说明
隔震设计参数主要包含两方面内容：1.PKPM模型设置2.STWEA参数修改PKPM模型设置：板厚≥160mm1)隔震层板厚最少为160mm，由于整个隔震层同过顶板进行协调作用，应注意板的完整及连续性，不建议出现较大的开洞或降板。
2)隔震层应满足一定的净空要求，规范要求为梁底至地下室顶板或地面不小于600mm，为了检修方便一般设为不小于800mm，即隔震层层高为梁高加800mm。
3)PKPM建模中只建到上支墩底的位置，此时PKPM的隔震层层高建议取至梁高加200mm或300mm，保证上支墩具有一定的长度以方便施工。
但上支墩不应过长，一般建议在梁高加500mm的高度范围内。
STWEA参数修改1)隔震层上支墩处设置为下端铰接（隔震支座不传递弯矩）。
2)针对框架结构，由于存在底层柱柱底弯矩放大系数，在进行底层柱配筋时，应设置参数为：嵌固端所住层数为2，地下室层数为1，由于隔震层无土层覆盖无嵌固作用，地下室信息中的土体约束值取为0。
3)地震信息根据情况修改结构抗震等级及地震影响系数最大值。
抗震等级根据减震系数确定，如果减震系数小于0.4，抗震等级可以降低一度进行设计，但不能超过一度。
（详见抗规12章条文说明）地震影响系数最大值同样根据减震系数确定，可以选择降半度，一度，一度半等，也可以将一度多一点，对于重点设防类建筑只能降低一度设计。
4)竖向地震作用由于隔震只隔水平地震，竖向地震基本不起作用，所以要把隔震后对应的竖向地震作用放大到不隔震的水平。
如果项目不考虑竖向地震将不存在这一项的修改，但如果减震系数小于0.3时，对于8度、9度地区仍需考虑竖向地震作用。
隔震设计流程
1、YJK小震下选波1.1将YJK地震影响系数最大值修改为小震对应值1.2导入自定义地震波1.3yjk选波1.4选波1.5 质量对比及周期对比1.5层剪力对比 ETABS2、ETABS中震非隔震2.1ETABS中进行定义时程函数2.2 ETABS中修改反应谱影响系数最大值2.3 ETABS中进行定义时程函数（单位为N·㎜）2.4 ETABS中进行定义时程工况（单位为N·㎜）2.5 计算完成后输出ETABS中剪力（单位为KN·㎜）2.6 筛选1层剪力3、ETABS中震隔震3.0 查看轴力，估算垫子截面，按长期面压10MPa估算3.1 “指定”→指定约束3.2“定义”→连接属性3.3 添加新属性3.4 添加LRB5003.6 定义LRB500 U1 (Z向)3.6.1 定义LRB500 U2 (X向) y向同此(南车参数)3.6.2 定义LRB500 U2 (X向) y向同此（苏州海德参数）3.7 定义LNR6003.8 指定连接属性3.9 计算减震系数4、计算偏心率4.1 对象和单元（单位改为m），输出“相对原点坐标”4.2 筛选底层4.3 提取垫子截面4.4 提取点连接力/变形5、大震位移5.1 修改时程工况比例系数5.2添加荷载组合：罕遇地震下隔震层水平位移计算采用的荷载组合： 1.0×恒荷载＋0.5×活荷载±1.0×水平地震；其荷载组合为： 1.0D+0.5L±1.0Fek。
5.3调出位移数据6、大震轴力6.1罕遇地震下隔震支座最大剪力和最大轴力计算采用的荷载组合：1.0×恒荷载＋0.5×活荷载±1.0×水平地震+0.5×竖向地震；其荷载组合为：1.0D+0.5L±1.0Fek+0.5×0.2(1.0D+0.5L)=1.1D+0.55L±1.0Fek。
隔震设计流程及PKPM建模
隔震设计流程及PKPM建模1 初定减震目标隔震设计的第一步就是初定减震目标。
如果当地的抗震设防烈度为9 度（0.4g），考虑到场地条件好（Ｔg小）、上部结构规则、质量和刚度分布均匀（包括平面和立面），可以初步确定减震目标为降一度半，即上部结构要按照 7 度（0.15g）进行设计。
这里需要强调的是：一、当地的抗震设防烈度并没有降低；二、整个结构的抗震能力没有降低，相反结构的抗震能力大大提高了。
那么，上部结构为什么按 7 度（0.15g）设计，而不是按照9度（0.4g）设计呢？因为采用了隔震技术，上部结构的地震作用减小到低于或相当于抗震设防烈度为 7 度（0.15g）的水平。
2 确定隔震层位置隔震层的位置要根据具体工程具体分析，目前多设置在基础顶和地下室柱顶，当然，也有设置其他位置的。
3 上部结构设计依据减震后的地震作用水平（如 7 度（0.15g） ），进行上部结构设计。
这里需要注意几个问题。
3.1隔震设计一般原则1）高层建筑多采用剪力墙结构，在开始定方案时，应注意结构的高宽比不宜过大，对于9度地区，一般控制在3以内比较好，不宜超过4。
2）结构周边剪力墙要尽量少布置，尽量将剪力墙布置在结构内部，同时在satwe 中验算罕遇地震时，尽量避免结构出现拉力。
3）如果隔震层做成转换层，隔震层的转换梁柱要尽量大，确保隔震层的刚度和承载力，宜大于一般楼盖梁板的刚度和承载力。
4）转换层的柱子布置不宜过密，过密导致单个支座的压力变小，在罕遇地震下，柱子容易出现拉应力，而隔震设计中拉力需要尽量避免，如果不能避免，拉力应在规范3.2结构模型底层柱下端改为铰接约束考虑到隔震橡胶支座的抗扭刚度、抗弯刚度相对混凝土柱非常小，或者说隔震橡胶支座传递弯矩和扭矩的能力弱，因此，为了使模型结构的受力状态与真实结构的受力状态更接近， 建筑结构模型的底层柱改为下端铰接约束。
PKPM中实现过程如下图所示。
①点击SAT-8 或SATWE，再选“接 PM生成 SATWE 数据” ，再点击“应用”按钮。
PKPM建模基本流程及操作
PKPM建模基本流程及操作（用于建模验算）（上）1.软件界面介绍1.1 软件初始界面软件初始界面如图1-1所示，该软件版本为PKPM2010v5.13版本（根据相关设计规范的更新，决定版本更新）。
该版本包括六大主要功能模块，结构、砌体、钢结构、鉴定加固、预应力、工具工业。
其中比较常用的结构、砌体、钢结构。
结构主要是与混凝土框架结构有关的建模。
砌体包括了纯砌体结构建模和底框结构建模。
钢结构包括了排架结构、门式钢架、网壳结构、轻钢薄壁结构等，鉴定加固包括了混凝土结构、砌体结构、钢结构加固设计，此模块在工程检测中应用较少。
预应力主要是预应力混凝土结构建模，此项在工程检测中也应力较少。
工具工业主要是针对特种结构进行建模，如烟囱、水池，此模块中也包括一些计算小工具，如计算单个构件的配筋、内力等。
针对工程检测中涉及到与结构验算相关的工作，一般采用PKPM软件模块中结构、砌体、钢结构即可，涉及到如烟囱的检测（混凝土烟囱），可用工具工业中包含的烟囱设计模块进行建模验算。
图1-1 软件初始界面1.2 软件工作界面软件工作界面如图2-1所示，软件工作界面大致由建模功能菜单栏、计算结果功能菜单栏、图形显示区、工具栏、命令显示区组成。
图1-2 软件工作界面2 建模流程PKPM软件中，PMCAD模块是建模重要结构模块，其主要作用是建立结构三维模型，定义构件材料，以及结构相关设计参数等。
建模流程图如图2-1所示。
图2-1 PKPM建模流程3 建模具体细节3.1工作文件创建建模工作开始前，需要建立一个工作目录文件，即创建一个文件夹，建模过程生成的各种文件会自动保存在这个工作目录中。
具体流程如图3-1。
首先创建一个文件夹（教学-1），文件夹可以创建在任何盘里，也可以创建在桌面。
然后打开PKPM软件。
（a）（b）（c）图3-1然后在对应模块中点击图3-1（b）中圆圈中的新建项目，选中“教学-1”工作目录，点击“确认”完成工作目录创建。
PKPM建模步骤
PKPM建模步骤常识：1KN相当于100KG物体的重量，10KPa约等于1t/m²(即1m²上1t重的物体产生的压强)第一步：看建筑图主要看轴线尺寸，柱位，墙的位置，楼梯的位置，建筑标高，室内外高差，层高，檐口的高度，看立面图确定层高，根据建筑平面图及使用功能确定荷载，根据建筑物的总高度确定抗震等级。
初步从建筑图中获取信息，估算外圈梁高，柱截面尺寸，板厚，以及确定要建模型的标准层数。
一般情况下边柱和中柱尺寸做成一样。
结构高度是建筑标高减去面层的高度。
梁的截面尺寸，宜符合下列要求：截面宽度不宜小于200mm；截面高宽比不宜大于4；净跨与截面高度之比不宜小于4（抗规6.3.1 第60页）。
框架梁的经济跨度一般为6到8米。
框架结构主梁截面高度可按主梁计算跨度的十五分之一到十分之一确定，主梁截面的宽度可取主梁高度的二分之一到三分之一。
主梁比次梁至少高50mm。
当梁底距外窗顶尺寸较小时，宜加大梁高做至窗顶。
尽量避免长高比小于4的短梁，采用时箍筋应全梁加密，梁上筋通长，梁纵筋不宜过大。
梁宽大于350时，应采用四肢箍。
柱的截面尺寸，宜符合下列要求：1.截面的宽度和高度，四级或不超过2层时不宜小于300mm，一二三级且超过2层时不宜小于400mm；圆柱的直径，四级或不超过2层时不宜小于350mm,一二三级且超过2层时不宜小于450mm。
2.剪跨比宜大于2（简支梁上集中荷载作用点到支座边缘的最小距离a与截面有效高度h之比）。
3.截面长边与短边的边长比不宜大于3。
（抗规6.3.5 第61页）。
所有框架柱的配筋要进行优化归并，减少柱的种类和钢筋的种类，并且柱配筋每一侧至少要有1.2的放大系数，不能采用pkpm自动生成的结果。
板厚取值：取板跨短边1/35——1/40，一般现浇板厚取100mm，屋面板厚取120mm。
异型板厚取110——150mm，一般取120mm。
开洞和板厚为零的区别：全房间开洞则板上无荷载；板厚为零则荷载仍然可以传递。
采用隔标进行隔震设计的完整流程地震抗规
采用隔标进行隔震设计的完整流程地震抗规《建筑隔震设计标准》GBT51408-2021（以下简称“隔标”）对隔震结构设计提出了一套不同于《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016版）（以下简称“抗规”）对隔震结构设计的方法。
隔震结构的设计由原来的分部设计方法变成了由包含隔震层的一体化直接设计方法。
按照隔标要求，隔震结构设计流程更趋向于类似传统抗震结构的设计方法，使得隔震结构的设计流程更加简洁，地震作用分布更趋合理。
一、采用隔标设计的完整流程相比抗规对隔震结构设计的要求，隔标对隔震结构的设计采用上下部结构、隔震层一体化分析设计，并顺接基础的设计分析方法，其完整设计流程如下：1.确定隔震目标。
2.建立有限元模型，根据竖向荷载选取支座，并确定隔震支座布置方案。
3.建立隔震有限元模型，利用迭代方法对隔震结构进行等效线性化，求取支座等效参数，计算结构等效刚度及等效阻尼比。
4.进行一体化设计分析，判断隔震结构有没有达到中震弹性层间位移角要求，指定构件的性能目标，并进行构件性能化配筋计算。
5.对隔震结构直接选波，验算支座在大震和巨震下是否符合规范要求。
6.直接接入中震下隔震结构计算的地震作用，进行隔震结构基础的设计。
7.整理隔震设计报告。
图1 隔震结构按照隔标设计的流程二、PKPM-GZ软件对隔标的实现PKPM-GZ软件全面深入实现隔标要求，同时支持按现行抗规方法设计，助力设计师专业、准确、高效地完成隔震结构的设计。
针对隔震结构的特点，软件提供了以下专业、丰富的分析及设计功能，希望设计师能够能像设计传统抗震结构一样设计隔震结构。
图2 隔震结构设计方法可选择按抗规或隔标设计三、采用PKPM-GZ软件实现隔震结构设计的完整流程采用PKPM-GZ软件进行隔震结构的设计，其详细完整设计流程如下。
01按照减震目标，初步确定结构方案图3 初步确定结构方案02根据竖向荷载及长期面压要求，初选支座布置方案，建立有限元模型图4新建隔震支座层及下支墩层上部结构、隔震支座层及下支墩层，组装以后形成隔震结构整体三维模型。
使用PKPM软件对框架结构隔震支座以上部分的设计方法
使用PKPM软件对框架结构隔震支座以上部分的设计方法吴勇;张玲
【期刊名称】《四川建筑科学研究》
【年(卷),期】2011(037)001
【摘要】通过对隔震支座及相邻部位的构造分析,提出了隔震层以上使用 PKPM 软件建模的具体方法;通过对相关规范中水平减震系数和水平地震作用、竖向地震作用之间关系的深入分析,提出了调整软件中相关参数来解决地震作用的办法,并给出了调整数值.对隔震支座的上部结构抗震验算中的各要点进行了简单的阐述,可供同行参考.
【总页数】3页(P168-170)
【作者】吴勇;张玲
【作者单位】西华大学建筑与土木工程学院,四川,成都,610039;西华大学建筑与土木工程学院,四川,成都,610039
【正文语种】中文
【中图分类】TU352.1
【相关文献】
1.基于PKPM软件对某框架结构楼受火灾后的结构稳定性分析
2.PKPM软件在框架结构安全鉴定中的应用
3.部分预应力混凝土框架结构抗震延性设计方法的进一步研究
4.多层多跨部分预应力混凝土框架结构抗震延性设计方法的探讨
5.有隔震支座和无隔震支座的框架结构抗连续性倒塌简化分析
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隔震设计流程及PKPM建模
隔震设计流程及 PKPM 建模1初定减震目标隔震设计的第一步就是初定减震目标。
如果当地的抗震设防烈度为9度（0.4g ）,考虑到场地条件好（T g 小）、上部结构规则、质量和刚度分布均匀（包括平面和立面）， 可以初步确定减震目标为降一度半，即上部结构要按照7度（0.15g ）进行设计。
这里需要强调的是：一、当地的抗震设防烈度并没有降低；二、整个结构的抗震能力没有降 低,相反结构的抗震能力大大提高了。
那么，上部结构为什么按7度（0.15g ）设计，而不是按照9度（0.4g ）设计呢？因为采用了隔震技术，上部结构的地震作用减小到低 于或相当于抗震设防烈度为7度（0.15g ）的水平。
2 确定隔震层位置隔震层的位置要根据具体工程具体分析，目前多设置在基础顶和地下室柱顶，当然, 也有设置其他位置的。
3 上部结构设计依据减震后的地震作用水平（如 7度（0.15g ） 注意几个问题。
3.1 隔震设计一般原则2）结构周边剪力墙要尽量少布置，尽量将剪力墙布置在结构内部，同时在 satwe 中验算罕遇地震时，尽量避免结构出现拉力。
3）如果隔震层做成转换层，隔震层的转换梁柱要尽量大，确保隔震层的刚度和承 载力，宜大于一般楼盖梁板的刚度和承载力。
4）转换层的柱子布置不宜过密，过密导致单个支座的压力变小，在罕遇地震下, 柱子容易出现拉应力，而隔震设计中拉力需要尽量避免，如果不能避免，拉力应在规范），进行上部结构设计。
这里需要1）高层建筑多采用剪力墙结构，在开始定方案时,应注意结构的高宽比不宜过大,对于9度地区，一般控制在3以内比较好，不宜超过4。
3.2结构模型底层柱下端改为铰接约束考虑到隔震橡胶支座的抗扭刚度、抗弯刚度相对混凝土柱非常小，或者说隔震橡胶 支座传递弯矩和扭矩的能力弱，因此，为了使模型结构的受力状态与真实结构的受力状①点击SAT-8或SATWE 再选“接PM 生成SATWE 数据”，再点击“应用”按钮。
nH 肃 4 neu 冷■右 I* e结掏空闾有隈元分折设讦软L*rMCAO*TAT 責 SATWE *貫桂lt«^工留 A JCCAD *LtCAD *JLQ当njttn* 炜财s/婶虺STtSFKS 计期嘶昂If ；耳5?*冃華|接PM 生成SATWE 数据”窗口中，选择第二项“ 2.特"卄SRg*TVI 却* it 弄r 灘1.甘科卜離M 硼i.i ssasEt 充m.T Trt'^TiFrfi+wiJs* ei tfc-J \■嘻平a 可•盘tus IC 畑百111 用PttSi !¥rt!)SfFS& 忖ifwrirsyr)n oaMit ：*i③在“ SATW 敢据前处理”窗口中，选择“特殊柱”态更接近，建筑结构模型的底层柱改为下端铰接约束。
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隔震设计流程及PKPM建模
1 初定减震目标
隔震设计的第一步就是初定减震目标。
如果当地的抗震设防烈度为9 度（0.4g），考虑到场地条件好（Ｔg小）、上部结构规则、质量和刚度分布均匀（包括平面和立面），可以初步确定减震目标为降一度半，即上部结构要按照 7 度（0.15g）进行设计。
这里需要强调的是：一、当地的抗震设防烈度并没有降低；二、整个结构的抗震能力没有降低，相反结构的抗震能力大大提高了。
那么，上部结构为什么按 7 度（0.15g）设计，而不是按照9度（0.4g）设计呢？因为采用了隔震技术，上部结构的地震作用减小到低于或相当于抗震设防烈度为 7 度（0.15g）的水平。
2 确定隔震层位置
隔震层的位置要根据具体工程具体分析，目前多设置在基础顶和地下室柱顶，当然，也有设置其他位置的。
3 上部结构设计
依据减震后的地震作用水平（如 7 度（0.15g） ），进行上部结构设计。
这里需要注意几个问题。
3.1隔震设计一般原则
1）高层建筑多采用剪力墙结构，在开始定方案时，应注意结构的高宽比不宜过大，对于9度地区，一般控制在3以内比较好，不宜超过4。
2）结构周边剪力墙要尽量少布置，尽量将剪力墙布置在结构内部，同时在satwe 中验算罕遇地震时，尽量避免结构出现拉力。
3）如果隔震层做成转换层，隔震层的转换梁柱要尽量大，确保隔震层的刚度和承载力，宜大于一般楼盖梁板的刚度和承载力。
4）转换层的柱子布置不宜过密，过密导致单个支座的压力变小，在罕遇地震下，柱子容易出现拉应力，而隔震设计中拉力需要尽量避免，如果不能避免，拉力应在规范
3.2结构模型底层柱下端改为铰接约束
考虑到隔震橡胶支座的抗扭刚度、抗弯刚度相对混凝土柱非常小，或者说隔震橡胶支座传递弯矩和扭矩的能力弱，因此，为了使模型结构的受力状态与真实结构的受力状态更接近， 建筑结构模型的底层柱改为下端铰接约束。
PKPM中实现过程如下图所示。
①点击SAT-8 或SATWE，再选“接 PM生成 SATWE 数据” ，再点击“应用”按钮。
②在“SATWE 前处理――接 PM 生成 SATWE 数据”窗口中，选择第二项“2. 特殊构件补充定义” ，然后点击“应用”按钮。
③在“SATWE 数据前处理”窗口中，选择“特殊柱” 。
④在弹出的对话框中，选择“柱下端铰接”。
⑤光标框选建筑底层所有柱，即可完成柱下端铰接设置。
3.3竖向地震作用考虑
考虑到目前橡胶隔震支座，对减小水平向地震作用非常明显，对减小竖向地震作用不明显，隔震后，结构的竖向地震力可能大于水平地震力，应予以重视并做相应的验算，采取适当的措施。
因此，规范第12.2.1条中规定： 隔震层以上结构的水平地震作用应根据水平向减震系数确定；其竖向地震作用标准值，8 度（0.2g）、8 度（0.3g）和 9 度（0.4g）时分别不应小于隔震层以上结构总重力荷载代表值的20%、30%和40%。
PKPM
实现过程如下。
①点击SAT-8 或SATWE，再选“接 PM生成 SATWE 数据” ，再点击“应用”按钮。
②在“SATWE 前处理――接 PM 生成 SATWE 数据”窗口中，选择第一项“1. 分析与设计参数补充定义（必须执行）”，然后点击“应用”按钮。
③SATWE---分析与设计参数补充定义----总信息---“地震作用总信息”下选择“计
算水平和竖向地震作用”；
④SATWE---分析与设计参数补充定义----地震信息---选择隔震以后的上部结构的地震动参数。
如当地抗震设防烈度为9 度，隔震后上部结构按 7 度（0.15g）来计算，参数设置如下。
这里需要注意：和竖向地震有关的参数不能降低，如轴压比仍需照当地设防烈度地震进行考虑。
⑤竖向地震作用调整
以当地抗震设防烈度为 9 度，隔震后上部结构按 7 度（0.15g）来计算。
由于前
面我们输入的多遇地震水平影响系数最大值是 0.12（按照 7 度（0.15g）），因此，计算竖向地震作用时，程序是按照7度（0.15g）进行计算，而不是按照9度（0.4g）计算。
所以，根据《抗规》我们要做两项工作。
第一、将竖向地震作用调整9度（0.4g）；第二、保证竖向地震作用标准值不小于总重力荷载代表值的 40%。
调整系数如下表1和表2所示。
表1 仅考虑竖向地震作用时r EV
隔震后上部结构设计采用烈度
设防烈度
8度 7.5度7度
9度 4.45
5.93
8度 4.45 表2 竖向地震作用和水平地震作用同时考虑r EV
隔震后上部结构设计采用烈度
设防烈度
8度 7.5度7度
9度 1.7
2.28
8度 1.7 PKPM实现过程如下。
1)SATWE---分析与设计参数补充定义----荷载组合，然后勾选“采用自定义组合及工况”，再单击“自定义”按钮，设置见下图。
2）在弹出的“自定义组合工况”窗体中，将仅考虑竖向地震（或称 Z 向地震）工况的竖向地震组合系数修改为 3.5，设置见下图。
至此，竖向地震作用已从7 度 0.15g 调整到9 度 0.4g。
3.4最小层间剪力
最小层间剪力应满足《抗规》（GB50011-2010）5.2.5条，按本地抗震设防烈度的要求。
3.5底层柱弯矩放大系数
框架结构底层柱下端弯矩放大系数《抗规》（GB50011-2010）6.2.3。
对于隔震结构，柱下端弯矩调整应在隔震层上面一层柱，因此，为了保证该层柱的配筋计算正确，应将隔震层设置为地下室，在此条件下，计算该层柱子的配筋。
4 隔震层以下结构设计
1）按照《抗规》（GB50011-2010）12.2.9条第1、2款：隔震层支墩、支柱及相连构件，应采用隔震结构罕遇地震下隔震支座底部的竖向力、水平力和力矩进行承载力验算。
2）隔震层以下的结构（包括地下室和隔震塔楼的底盘）中直接支承隔震层以上结构的相关构件，应满足嵌固刚度比和隔震后设防地震的抗震承载力要求，并按罕遇地震进行抗剪承载力验算。
隔震层以下地面以上的结构在罕遇地震下的层间位移角限值应满足表12.2.9要求。
5 基础设计
按照《抗规》（GB50011-2010）12.2.9条第3款：隔震建筑地基基础的抗震验算和地基处理仍应按本地区抗震设防烈度进行，甲、乙类建筑的抗液化措施应按提高一个液化等级确定，直至全部消除液化沉陷。
6 构造措施
隔震构造将影响建筑隔震效果的发挥，如隔震建筑周边的隔震缝宽度不够，或隔震缝中有障碍物，或隔震建筑四周有障碍物，地震来临时，上部建筑的运动将受到阻碍，隔震效果将大打折扣。
必须充分重视！
隔震层处的管线均采应用软连接。
隔震沟、管线连接等构造做法，参考《03SG610-建筑结构隔震构造详图》。