midas-减隔震支座的刚度模拟.pdf

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01、减隔震支座的刚度模拟

具体问题：

根据《公路桥梁抗震细则》（JTGB02-01-2008）中第10.2条中关于减隔震装置的说明，常用的减隔震支座装

置分为整体型和分离型两类。目前常用的整体型减隔震装置有：铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、摩擦摆式减隔

震支座；目前常用的分离型减隔震装置有：橡胶支座+金属阻尼器、橡胶支座+摩擦阻尼器、橡胶支座+黏性材料

阻尼器。

目前设计人员普遍存在两个误区，其一：抗震分析时一味的考虑用桥墩的塑性能力耗散地震效应，忽略增设

减隔震支座的设计思路；其二：由于设计人员对减隔震支座的模拟方式不清楚，造成潜意识里回避减隔震支座的

采用。本文考虑上述两点对《公路桥梁抗震细则》（JTGB02-01-2008）第10.2条中涉及的减隔震支座模拟进行说

明。限于篇幅，本文仅对整体型减隔震装置进行叙述。

解决斱法：

1、铅芯橡胶支座

①涉及规范及支座示意图(《公路桥梁铅芯隔震橡胶支座》（JT/T822-2011）)

图1.1铅芯橡胶支座示意图

②铅芯橡胶支座的实际滞回曲线和等价线性化模型

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图1.2实际滞回曲线图图1.3等价线性化模型

从实际滞回曲线可以得到3点重要的结论：

1)铅芯橡胶支座的位移剪力曲线所围面积明显大于较普通的橡胶支座，而且滞回曲线所谓面积反映了支座

耗能能力，故间隔震支座（对于本图为铅芯橡胶支座）的本质是通过自身的材料或构造特性提供更有效

的耗能机制，耗散地震产生的能量，从而起到减轻地震对结构的破坏程度。

2)实际滞回曲线一般为梭形，图形成反对称形态。目前通用的方法是将其等效为图1.2所示的线性化模型。

通过K1、K2、KE、Qy四个参数来模拟铅芯橡胶支座的滞回曲线。

3)等价线性化模型中涉及的四个参数含义如下：

K1——弹性刚度：表示初始加载时，结构处于弹性状态是的刚度（力与变形之间的关系）。

K2——屈服刚度：表示屈服之后的刚度。

KE——等效刚度：等效的含义是指如果不考虑加载由弹性到塑性的变化过程，仅考虑屈服后累计位移

与力的关系折算出的刚度。

Qy——上述三个参数仅提供刚度的采用值（可以理解为曲线斜率的概念），但具体受力到多大开始采

用屈服刚度，由Qy提供明确的界定点（即屈服点）。

③程序中如何实现上述等价线性化模型

程序（805版本）中选择边界》一般连接》一般连接特性》添加，选择特性值类型选择铅芯橡胶支座隔震装

置，如图1.4所示：

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01、减隔震支座的刚度模拟

图1.4定义一般连接特性值

图1.4中需要定义的内容主要包括3部分：

1)定义自重及使用质量，由于程序定义边界条件仅定义连接特性，对于支座本身的质量在此处考虑。

2)定义线性特性值：结构分析一般分为线性分析及非线性分析，对于抗震可以狭义的理解为反应谱分析和

时程分析。反应谱分析理论上属于静力分析的范畴，程序会调用此处定义的线性特性值。故结合上页刚

度的描述，等效刚度KE的值在这里输入。对于时程分析的直接积分法，程序可以