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盆式橡膠支座相關參數定義
創(chuàng)建者:呂良,編輯者:呂良,最近更新:2018/12/24 23:29:55

問題描述:

驗算橋梁在E2地震作用下的響應,進行彈塑性時程分析時,如何在CSiBridge中模擬盆式橡膠支座,其相關參數如何設置?

解答:

        在抗震分析中,往往需考慮活動盆式橡膠支座的非線性特性以反映支座的減振效應。依據《公路橋梁抗震設計細則》(JTG/T B02-01 2008)第6.3.7條活動盆式支座可用雙線性理想彈塑性彈簧單元模擬,其恢復力模型如圖1-1所示 。


1-1 活動盆式支座恢復力模型

活動盆式支座臨界滑動摩擦力Fmax (kN) :

Fmax =μdR

初始剛度為:

k=Fmax/xy

式中:

 μd一一滑動摩擦系數,一般取0.02;

R一一支座所承擔的上部結構重力(kN);

xy——活動盆式支座屈服位移(m),一般取0. 002-0. 005m 。

        在CSiBridge中一般通過連接單元來模擬支座的非線性屬性,可采用Wen 塑性屬性來模擬盆式橡膠支座的非線性屬性 。單軸變形的Wen 塑性屬性如圖2-2所示:

2-2 Wen 塑性屬性參數的定義

其非線性力——變形關系如下:


其中k為彈性彈簧常數,屈服(yield)為屈服力,比率k為屈服后剛度對彈性剛度的比值,z為一個內部滯后變量,該變量范圍為│z1,其屈服面由│z=1表示。

 

其中exp為等于或大于1的指數,此指數越大屈服比率越陡,實際指數最大限值大約是20.

        在軟件中通過命令:構件<連接屬性<新建,在屬性類型中選擇Plastic(Wen),如圖2-3a所示,即可設置該非線性連接單元?,F通過設置一個僅可沿順橋橋方向滑動的盆式橡膠支座來簡要說明相關參數的設置。由于盆式橡膠支座豎向剛度一般很大,可以將其豎向設為一個較大的剛度值(或依據支座承受的最大反力及容許位移JT 391-20094.1.1條計算),這里勾選U1方向的固結選框,將其設置為固結。在默認情況下連接單元的U2方向為順橋向方向,U3方向為橫橋向方向。因此需將U3方向固定,勾選U2方向的非線性。


2-2 a                              2-2 b

        點擊U2方向屬性定義窗口如圖2-2b所示,該窗口中,紅色選框1中的屬性主要用于靜力線性分析,這里不做詳細介紹。紅色選框2中的屬性用于非線性分析,需依據規(guī)范給出的公式填寫,填寫規(guī)則如下:

屈服力——對應規(guī)范中活動盆式支座臨界滑動摩擦力Fmax (kN)

剛度——對應規(guī)范中的初剛度k

屈服后剛度比——由于雙線性理想模型一般不考慮第二階段折線的剛度貢獻,屈服后剛度比k可輸入較小值,如1×10-5;

屈服指數——屈服指數(即滯回環(huán)參數exp)可根據廠家指導輸入或輸入一個較大值,當exp值越大時表示wen模型拐點越接近雙線性模型,如圖2-2中所示,但是上限不超過20。

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