抗震组建模参考(精)

抗震组建模参考（一）（仅供参考）

支座的模拟方法：

SAP模型中支座的模拟方法：

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

2m ax 2m ax 2m in 2()rv f f f e μ-=--（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）

22232

23u u v rate d rate d r v =

+=&&

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）。

说明：

1． 关于橡胶支座的检算内容，参考公路桥涵抗震设计规范。其它支座的检算内容详见相关

的支座设计算例。

2． 对于不能理解的地方，参考sap 手册或相关文献。