隔震支座弯剪耦合及二阶效应的影响研究

按照《建筑隔震设计标准》(GB/T 51408—2021)规定，隔震层下部结构的承载力验算，应考虑上部结构传来的轴力、弯矩、水平剪力以及由隔震层水平变形产生的附加弯矩。从Timoshenko梁单元刚度矩阵出发，推导了考虑弯剪耦合的连接单元刚度矩阵及非线性内力算法；开发了考虑弯剪耦合及二阶效应的隔震支座单元，通过典型算例分析了弯剪耦合及二阶效应对支墩弯矩的影响。以实际隔震结构为例，分析了隔震支座弯剪耦合及二阶效应对隔震支座相连构件内力、配筋及结构整体指标的影响。结果表明，考虑隔震支座弯剪耦合及二阶效应对隔震支座上支墩、下支墩及与其相连梁的内力及配筋影响显著，但对隔震结构层间位移角、层间剪力及隔震支座耗能的影响较小。在进行隔震层设计时，建议采用考虑弯剪耦合及二阶效应的隔震支座单元进行隔震层的直接分析设计。