一、注意事項(xiàng):
1.非線性模型的屈服前剛度和屈服后剛度注意填寫在”非線性分析工況使用的屬性”當(dāng)中。非線性直接積分分析過程中,”線性分析工況使用的屬性”,這些屬性不起作用,因而建議不填寫。
非線性模態(tài)疊加積分分析過程中,”線性分析工況使用的屬性”,起作用(用來計(jì)算非線性結(jié)構(gòu)的等效彈性體系的模態(tài)。)。對(duì)于阻尼器不需填寫,對(duì)于非線性支座,取初始彈性剛度的1/10,作為等效彈性剛度。
2.剪切中心的位置:無論怎樣建立模型,剪切中心應(yīng)當(dāng)填寫link單元的距離J點(diǎn)的絕對(duì)距離。一般取在支座高度的中心點(diǎn)處(或真實(shí)的接觸面或摩擦面處)
3.因?yàn)槲覀儾捎玫氖侨鹄枘幔蚨徊捎眉凶枘?,支座的阻尼選項(xiàng)不填寫。
二、性能目標(biāo):
支座的性能目標(biāo)一般為:P1概率下支座不發(fā)生剪切破壞。P2概率下支座可以發(fā)生剪切破壞。
剪切破壞的判別方法為:支座的受力方向上的剪力需求不小于設(shè)計(jì)承載力的20%,這主要通過設(shè)計(jì)抗剪銷釘達(dá)到。
三、具體模擬方法:
連續(xù)梁橋?qū)嶋H的支座形式有:
1)板式橡膠支座:
2)盆式支座:
3)球鋼支座:
4)雙曲面球形減隔震支座:
1.在彈性模型中的模擬方法:(反應(yīng)譜分析或線性時(shí)程計(jì)算)。
1)板式橡膠支座:假定支座不發(fā)生失穩(wěn)或者其它的剪切破壞,在sap中采用彈性link單元模擬
橡膠支座豎向剛度的計(jì)算公式:軸向-抗壓彈性模量E=66S-162,S為形狀系數(shù)
橡膠支座水平剛度的計(jì)算公式:剪切-GA/∑t,G橡膠支座的剪切模量,A橡膠面積,∑t支座中橡膠層的總厚度。
2)盆式固定支座:假定支座不發(fā)生剪切破壞,可以采用body直接固定,有時(shí)為了提取支座的豎向受力(恒載作用下)或剪力方便,可采用彈性link單元模擬。
盆式固定支座豎向剛度的計(jì)算公式:假定軸向-設(shè)計(jì)承載力壓縮量<2%,Kh=恒載豎向力/(0.02*支座高度)
盆式固定支座水平剪切剛度的計(jì)算公式:設(shè)計(jì)承載力×(10~20)%/0.005(屈服位移5mm),
盆式活動(dòng)支座:假定支座沿滑動(dòng)方向完全剪切滑動(dòng),可以采用body釋放改方向的自由度,有時(shí)為了提取支座的豎向受力(恒載作用下)可采用彈性link單元模擬。
盆式活動(dòng)支座豎向剛度的計(jì)算公式:假定軸向-設(shè)計(jì)承載力壓縮量<2%,Kh=恒載豎向力/(0.02*支座高度)
3)球形鋼支座:假定支座沿滑動(dòng)方向完全剪切滑動(dòng),可以采用body釋放改方向的自由度,有時(shí)為了提取支座的豎向受力(恒載作用下)可采用彈性link單元模擬。
盆式活動(dòng)支座豎向剛度的計(jì)算公式:假定軸向-設(shè)計(jì)承載力壓縮量<1%,Kh=恒載豎向力/(0.01*支座高度)。
4)雙曲面球形減隔震支座:(一般不采用彈性模型的反應(yīng)譜或線性時(shí)程的計(jì)算結(jié)果。)
2.在塑性模型中的模擬方法:(非線性時(shí)程計(jì)算)。
1)板式橡膠支座:假定支座不發(fā)生失穩(wěn)或者其它的剪切破壞,在sap中采用彈性link單元模擬
橡膠支座豎向剛度的計(jì)算公式:軸向-抗壓彈性模量E=66S-162,S為形狀系數(shù)
橡膠支座水平剛度的計(jì)算公式:剪切-GA/∑t,G橡膠支座的剪切模量,A橡膠面積,∑t支座中橡膠層的總厚度。(注意在非線性時(shí)程分析中提取位移進(jìn)行驗(yàn)算。)
2)盆式固定支座:為了提取支座的豎向受力(恒載作用下)或剪力方便,豎向可采用彈性link單元模擬。水平向既可采用彈性link單元,又可采用彈塑性的plastic wen單元模擬
盆式固定支座豎向剛度的計(jì)算公式:假定軸向-設(shè)計(jì)承載力壓縮量<2%,Kh=恒載豎向力/(0.02*支座高度)
盆式固定支座link單元的彈性剛度(或彈塑性的plastic wen單元的屈服前剛度)的計(jì)算公式:設(shè)計(jì)承載力×(10~20)%/0.005(屈服位移5mm)。plastic wen模型的屈服后剛度取為屈服前的1/10000(或2e-4)。(在P1P2概率下必須驗(yàn)算其位移所處的狀態(tài)是剪切破壞,以達(dá)到預(yù)先設(shè)定的支座性能目標(biāo)。)
盆式活動(dòng)支座:其它方向主從約束,可活動(dòng)方向采用彈塑性的plastic wen單元模擬
豎向剛度:略
水平剛度:摩擦-設(shè)計(jì)承載力×μ/0.0005~0.002,其中μ為摩擦系數(shù),根據(jù)試驗(yàn)一般取為2%,plastic wen模型的屈服后剛度取為屈服前的1/10000(或2e-4)。平滑值取10,用來確保計(jì)算收斂。
3)球形活動(dòng)鋼支座(又稱抗震支座):其它方向主從約束,可活動(dòng)方向采用彈塑性的plastic wen單元模擬
豎向剛度:略
水平剛度:設(shè)計(jì)承載力×μ/0.0005~0.002,其中μ為摩擦系數(shù),根據(jù)試驗(yàn)一般取為2%,plastic wen模型的屈服后剛度取為屈服前的1/10000(或2e-4)。平滑值取10,用來確保計(jì)算收斂。
4)雙曲面球形減隔震支座:固定方向采用body模擬,滑動(dòng)摩擦方向不考慮動(dòng)軸力時(shí)采用plastic wen單元模擬,考慮動(dòng)軸力時(shí)采用friction isolator模擬。
Plastic wen模型中剛度的選?。?/p>
水平剛度:設(shè)計(jì)承載力×μ/0.0005~0.002,其中μ為摩擦系數(shù),根據(jù)試驗(yàn)一般取為2%,plastic wen模型的屈服后剛度:設(shè)計(jì)承載力/滑動(dòng)面半徑(R)。平滑值取10,用來確保計(jì)算收斂。
friction isolator模型(考慮支座動(dòng)軸力)中剛度的選?。?/p>
豎向剛度:(必須勾上非線性以考慮動(dòng)軸力)剛度取1e9, 或采用假定軸向-設(shè)計(jì)承載力壓縮量<1%,Kh=恒載豎向力/(0.01*支座高度)。
水平剛度:
摩擦系數(shù)的計(jì)算按照一般庫侖摩擦理論進(jìn)行模擬,friction slow(fmin)=friction fast(fmax)=0.02,速度指數(shù)r(或rate2、rate3):可不填或采用15~30s/m(實(shí)際當(dāng)采用一般庫侖摩擦?xí)r,計(jì)算中不起作用),具體見下面的計(jì)算公式
?(修正庫侖摩擦系數(shù),當(dāng)fmin=fmax時(shí),退化為一般庫侖摩擦系數(shù)理論,此時(shí)r不起作用)
?
滑動(dòng)面半徑:radius of sliding surface=按設(shè)計(jì)的滑動(dòng)面半徑進(jìn)行計(jì)算(半徑越小回復(fù)力越大)。