隔震设计中的非隔震模型还有用吗？

引言：

什么是非隔震模型？

非隔震模型通常是指采用水平向减震系数法进行隔震设计时，与隔震模型进行楼层剪力（倾覆力矩）对比，进行隔震效果评价的计算模型。

《建筑隔震设计标准》GB/T 51408 - 2021（简称“隔标”）已经开始实施，非隔震模型还有用吗？

前文（底部剪力比与水平向减震系数概念相同吗？）介绍了无论采用《建筑抗震设计规范》GB 50011 - 2010（简称“抗规”）中的水平向减震系数法，还是采用“隔标”的整体设计法，都需要进行隔震模型与非隔震模型的计算对比，因此非隔震模型的计算还是必要的。

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如何设置

一般通过对隔震支座的上支墩底部进行固接或铰接设置，形成非隔震模型。为了与隔震模型中隔震支座不传递弯矩相对应，通常做法是对上支墩底部进行铰接设置。

随着隔震技术的发展，层间隔震结构越来越多。为了解决层间隔震结构模型对应的非隔震模型，一般可采用大刚度法。此方法是用大刚度弹簧替换隔震支座，作为对应的非隔震模型。

在SAUSG-PI软件中，我们提供了快速生成非隔震模型的途径。通过“非隔震模型”设置，可以快速通过隔震模型自动生成非隔震模型。

图1 SAUSG-PI软件设置非隔震模型

对应基底隔震的隔震结构和层间隔震的隔震结构，软件分别可以考虑三种不同的非隔震模型生成情况。

图2 SAUSG-PI软件非隔震模型设置参数

“底层处理”用于解决基底隔震结构的非隔震模型生成问题；“中间层处理”用于解决层间隔震结构的非隔震模型生成问题。三种非隔震模型处理方法如图3所示。

a）支墩固接

b）支墩铰接

c）支墩大刚度

图3 非隔震模型处理方式

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如何查看结果

初始分析后处理查看：

设置完非隔震模型，在SAUSG-PI软件中可以同时进行隔震模型及非隔震模型的初始分析，并可以通过后处理显示两个模型的初始分析结果，方便工程师快速初步判断隔震结构的隔震效果。通过隔震前后结构周期的延长情况，工程师通常可以对隔震效果做出初步的判断。

图4 隔震、非隔震模型初始分析后处理查看

a）隔震模型振型显示

b）非隔震模型振型显示

图5振型结果后处理显示

分部设计后处理查看：

采用分部设计方法进行隔震设计时，在SAUSG-PI软件中可同时查看隔震模型及非隔震模型的楼层位移曲线结果、楼层剪力/倾覆力矩曲线及同由两个模型楼层剪力/倾覆力矩计算的水平向减震系数。在SAUSG-PI中，工程师不仅可以查看隔震结构总体的水平向减震系数，还可以查看每条地震动作用下隔震及非隔震模型的楼层剪力/倾覆力矩结果。

图6隔震、非隔震模型分部设计后处理查看

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总结

隔震结构直接分析设计软件SAUSG-PI可以方便地进行非隔震模型设置、生成、计算及结果查看，提高了隔震结构设计效率。SAUSG-PI软件今年9月刚刚发布了最新版本的外测版，提供了很多隔震结构设计的特色功能供结构工程师朋友们去尝试使用。