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盆式橡胶支座在静力线性分析中的刚度设置

双林橡胶  2020-4-6 15:10:09  6503
内容摘要:盆式橡胶支座的主要特点:1.将纯氯丁橡胶块放置在钢制的凹形金属盆内,由于橡胶处于有侧向受压状态,大大提高了支座的承载能力;2.金属盆顶面的聚四氟乙烯板与不锈钢板相对摩擦系数小,使活动支座满足了梁的水平...

盆式橡胶支座的主要特点:
1.将纯氯丁橡胶块放置在钢制的凹形金属盆内,由于橡胶处于有侧向受压状态,大大提高了支座的承载能力;
2.金属盆顶面的聚四氟乙烯板与不锈钢板相对摩擦系数小,使活动支座满足了梁的水平移动的要求。
3.按竖向荷载(汽车计入冲击系数)标准值组合计算的支座承压力Rck,与《公路桥梁盆式支座》表中“设计承载力”比较选用;
4.固定支座在各方向和单向活动支座非滑移方向的水平力标准值,不得大于该标准“设计承载力”的10% (抗震型支座不大于20%);
5.计算的支座转动角度不得大于0.02 rad。
新版《公路桥梁盆式支座》 [4] P4规定支座的设计竖向承载力从0.4MN至60MN共分为33级别。在竖向荷载作用下,支座压缩变形值不得大于支座总高度的2%。
静力线性分析中盆式橡胶支座的刚度设置
在一般静力分析中,可通过定义边界条件 > 弹性连接 >一般(类型)的方式较方便地模拟盆式橡胶支座,此时需要输入SDx,SDy,SDz,SRx,SRy, SRz,6项刚度数值。前三项分别指单元局部坐标系下支座单元沿x,y,z三个方向的平动刚度;后三项分别指单元局部坐标系下支座单元沿x,y,z三个方向的转动刚度。注意,弯桥建模中有时需要根据支座布置方向定义支座节点的局部坐标系和BETA角。
在抗震分析中,往往需考虑活动盆式橡胶支座的边界非线性特性以反映支座的减振效应。以衡水橡胶股份有限公司生产的GPZ(KZ)系列公路桥梁抗震盆式橡胶支座 [5]P123为例,其隔震工作原理包含三个阶段:首先,当支座水平力大于其设计竖向承载力的20%后,效能板开始滑移,为第一道隔震作用;然后阻尼圈进入工作,发挥第二道减振作用;当地震冲击波超过一定极限时,该系列的刚性抗震起到第三道隔震减振的作用。虽然抗震型盆式橡胶支座近些年已有较大发展,但由于缺乏试验数据及理论模型,目前暂时无法在midas/Civil中准确模拟。下面仅根据相关桥梁规范,介绍如何在反应谱法及时程法中简化地模拟盆式支座。

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