[发明专利]建筑抗震支吊架的抗震优化设计方法

说明书

本发明公开了一种建筑抗震支吊架的抗震优化设计方法，步骤包括：建立建筑结构‑抗震支吊架的三维空间分析模型；选取抗震支吊架的最大间距和斜撑的最小截面面积，计算抗震支吊架的最大加速度反应；计算建筑结构的楼面反应谱，并根据最大加速度反应对楼面反应谱进行修正，得到修正楼面反应谱；根据修正楼面反应谱建立抗震支吊架的最大加速度反应与支吊架间距、斜撑截面面积之间的二次多项式回归模型；确定抗震支吊架间距和斜撑截面面积的优化设计值。本发明能够快速、准确的建立抗震支吊架地震作用与支吊架间距、截面面积之间的多项式回归模型，实现抗震支吊架设计参数的优化设计，在保证计算结果准确性的同时，大幅提高优化设计效率。

技术领域

本发明涉及到一种建筑抗震支吊架的抗震优化设计方法，属于建筑抗震设计领域。

背景技术

我国是一个震灾严重的国家，强震数量占全球大陆强震的33％，是世界上大陆强震最多的国家。在众多地震灾害中，除了建筑结构倒塌带来的毁灭性伤害，非结构构件的损坏特别是机电设备的破坏更是影响着整个建筑使用功能的正常运行。相对而言，建筑附属机电设备的破坏不仅会造成巨大的财产损失，还会着带来生命危险，并且由此而引发的二次灾害、三次灾害更是人类安全及社会经济发展的潜在威胁。2015年8月1日起国家开始批准实施《建筑机电工程抗震设计规范》(GB 50981-2014)，由此中国的建筑机电行业在抗震领域就有了国家标准。其中，建筑抗震支吊架的抗震设计是规范重要内容之一。抗震支吊架在地震中能对建筑机电工程设施给予可靠的保护，承受来自任意水平方向的地震作用。

然而，目前来说对于建筑抗震支吊架的抗震设计方法研究与应用相对比较笼统和模糊，《建筑机电工程抗震设计规范》(GB 50981-2014)中采用的等效侧力法计算相对过于简单并且计算误差较大，而对于楼面反应谱法来说，传统楼面反应谱法采用强制解耦分析则计算结果误差较大，基于随机振动的新型楼面反应谱法计算复杂，工程实用性差。为此，将时程分析法和楼面反应谱法相结合建立抗震支吊架抗震设计方法是提高抗震支吊架抗震安全性的关键研究内容。为此，重点需要解决两个问题。首先，抗震支吊架对应不同设计参数(主要是支吊架间距和斜撑截面面积)的振动特性是不同的，如果针对每一种设计参数都建立抗震支吊架与建筑结构的整体动力分析模型用以计算楼面反应谱，则计算量巨大，工程实用性差。因此，需要研究工程实用的楼面反应谱建立方法。其次，抗震支吊架的间距、斜撑截面面积等设计参数变化时，抗震支吊架的质量和刚度特性都会变化，从而其所受到的地震作用相应变化，导致抗震支吊架的承载力也相应变化。如何能够根据楼面反应谱快速确定抗震支吊架设计参数的优化设计值是第二个需要研究的问题。解决上述两个问题，就可以建立建筑抗震支吊架的抗震优化设计方法，有效提升抗震支吊架的抗震设计水平。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明的目的是提供一种建筑抗震支吊架的抗震优化设计方法，可快速实现抗震支吊架设计参数的优化设计。

本发明采用的技术方案为：一种建筑抗震支吊架的抗震优化设计方法，其步骤包括：

步骤1、将拟安装抗震支吊架的建筑结构，建立建筑结构-抗震支吊架的三维空间分析模型；

步骤2、选取抗震支吊架的最大间距和斜撑的最小截面面积，采用振型叠加时程分析法^[1]计算抗震支吊架的最大加速度反应；

步骤3、采用振型叠加时程分析法计算建筑结构的楼面反应谱，并根据步骤2的抗震支吊架的最大加速度反应对楼面反应谱进行修正，得到适用于抗震支吊架地震作用计算的修正楼面反应谱；

步骤4、根据修正楼面反应谱建立抗震支吊架的最大加速度反应与支吊架间距、斜撑截面面积之间的二次多项式回归模型；