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支座非线性时程计算

作者:减震支座 来源:www.hbqcxcl.com 发表时间:2018-12-12 浏览:次  百度一下

一、注意事项:


1.非线性模型的屈服前刚度和屈服后刚度注意填写在"非线性分析工况使用的属性"当中。非线性直接积分分析过程中,"线性分析工况使用的属性",这些属性不起作用,因而建议不填写。


非线性模态叠加积分分析过程中,"线性分析工况使用的属性",起作用(用来计算非线性结构的等效弹性体系的模态。)。对于阻尼器不需填写,对于非线性支座,取初始弹性刚度的1/10,作为等效弹性刚度。


2.剪切中心的位置:无论怎样建立模型,剪切中心应当填写link单元的距离J点的绝对距离。一般取在支座高度的中心点处(或真实的接触面或摩擦面处)


3.因为我们采用的是瑞利阻尼,因而不采用集中阻尼,支座的阻尼选项不填写。


二、性能目标:


支座的性能目标一般为:P1概率下支座不发生剪切破坏。P2概率下支座可以发生剪切破坏。


剪切破坏的判别方法为:支座的受力方向上的剪力需求不小于设计承载力的20%,这主要通过设计抗剪销钉达到。


三、具体模拟方法:


连续梁桥实际的支座形式有:


1)板式橡胶支座:


2)盆式支座:


3)球钢支座:


4)双曲面球形减隔震支座:


1.在弹性模型中的模拟方法:(反应谱分析或线性时程计算)。


1)板式橡胶支座:假定支座不发生失稳或者其它的剪切破坏,在sap中采用弹性link单元模拟


橡胶支座竖向刚度的计算公式:轴向-抗压弹性模量E=66S-162,S为形状系数

橡胶支座水平刚度的计算公式:剪切-GA/∑t,G橡胶支座的剪切模量,A橡胶面积,∑t支座中橡胶层的总厚度。


2)盆式固定支座:假定支座不发生剪切破坏,可以采用body直接固定,有时为了提取支座的竖向受力(恒载作用下)或剪力方便,可采用弹性link单元模拟。


盆式固定支座竖向刚度的计算公式:假定轴向-设计承载力压缩量<2%,Kh=恒载竖向力/(0.02*支座高度)

盆式固定支座水平剪切刚度的计算公式:设计承载力×(10~20)%/0.005(屈服位移5mm),


盆式活动支座:假定支座沿滑动方向完全剪切滑动,可以采用body释放改方向的自由度,有时为了提取支座的竖向受力(恒载作用下)可采用弹性link单元模拟。


盆式活动支座竖向刚度的计算公式:假定轴向-设计承载力压缩量<2%,Kh=恒载竖向力/(0.02*支座高度)


3)球形钢支座:假定支座沿滑动方向完全剪切滑动,可以采用body释放改方向的自由度,有时为了提取支座的竖向受力(恒载作用下)可采用弹性link单元模拟。


盆式活动支座竖向刚度的计算公式:假定轴向-设计承载力压缩量<1%,Kh=恒载竖向力/(0.01*支座高度)。


4)双曲面球形减隔震支座:(一般不采用弹性模型的反应谱或线性时程的计算结果。)


2.在塑性模型中的模拟方法:(非线性时程计算)。


1)板式橡胶支座:假定支座不发生失稳或者其它的剪切破坏,在sap中采用弹性link单元模拟


橡胶支座竖向刚度的计算公式:轴向-抗压弹性模量E=66S-162,S为形状系数

橡胶支座水平刚度的计算公式:剪切-GA/∑t,G橡胶支座的剪切模量,A橡胶面积,∑t支座中橡胶层的总厚度。(注意在非线性时程分析中提取位移进行验算。)


2)盆式固定支座:为了提取支座的竖向受力(恒载作用下)或剪力方便,竖向可采用弹性link单元模拟。水平向既可采用弹性link单元,又可采用弹塑性的plastic wen单元模拟


盆式固定支座竖向刚度的计算公式:假定轴向-设计承载力压缩量<2%,Kh=恒载竖向力/(0.02*支座高度)


盆式固定支座link单元的弹性刚度(或弹塑性的plastic wen单元的屈服前刚度)的计算公式:设计承载力×(10~20)%/0.005(屈服位移5mm)。plastic wen模型的屈服后刚度取为屈服前的1/10000(或2e-4)。(在P1P2概率下必须验算其位移所处的状态是剪切破坏,以达到预先设定的支座性能目标。)


盆式活动支座:其它方向主从约束,可活动方向采用弹塑性的plastic wen单元模拟


竖向刚度:略


水平刚度:摩擦-设计承载力×μ/0.0005~0.002,其中μ为摩擦系数,根据试验一般取为2%,plastic wen模型的屈服后刚度取为屈服前的1/10000(或2e-4)。平滑值取10,用来确保计算收敛。


3)球形活动钢支座(又称抗震支座):其它方向主从约束,可活动方向采用弹塑性的plastic wen单元模拟


竖向刚度:略


水平刚度:设计承载力×μ/0.0005~0.002,其中μ为摩擦系数,根据试验一般取为2%,plastic wen模型的屈服后刚度取为屈服前的1/10000(或2e-4)。平滑值取10,用来确保计算收敛。


4)双曲面球形减隔震支座:固定方向采用body模拟,滑动摩擦方向不考虑动轴力时采用plastic wen单元模拟,考虑动轴力时采用friction isolator模拟。


Plastic wen模型中刚度的选取:


水平刚度:设计承载力×μ/0.0005~0.002,其中μ为摩擦系数,根据试验一般取为2%,plastic wen模型的屈服后刚度:设计承载力/滑动面半径(R)。平滑值取10,用来确保计算收敛。


friction isolator模型(考虑支座动轴力)中刚度的选取:


竖向刚度:(必须勾上非线性以考虑动轴力)刚度取1e9, 或采用假定轴向-设计承载力压缩量<1%,Kh=恒载竖向力/(0.01*支座高度)。


水平刚度:


摩擦系数的计算按照一般库仑摩擦理论进行模拟,friction slow(fmin)=friction fast(fmax)=0.02,速度指数r(或rate2、rate3):可不填或采用15~30s/m(实际当采用一般库仑摩擦时,计算中不起作用),具体见下面的计算公式减震支座球铰支座盆式支座滚轴支座隔振支座橡胶支座河北启创新材料科技有限公司 (4).jpg


(修正库仑摩擦系数,当fmin=fmax时,退化为一般库仑摩擦系数理论,此时r不起作用)

减震支座球铰支座盆式支座滚轴支座隔振支座橡胶支座河北启创新材料科技有限公司 (5).jpg


滑动面半径:radius of sliding surface=按设计的滑动面半径进行计算(半径越小回复力越大)。


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