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威海LRB鉛芯抗震支座恢復(fù)力模型的選取

　　現(xiàn)有的LRB恢復(fù)力模型中，比較常見的有雙線性模型、修正雙線性模型、BoucWen模型等。采用雙線性模型與修正的雙線性模型進(jìn)行隔震計(jì)算時(shí)，會存在以下兩個缺陷：

(1)屈服后剛度和卸載剛度與試驗(yàn)曲線都不太一致，特別是過低評價(jià)卸載剛度，將會過低地評價(jià)高階振型激發(fā)的加速度反應(yīng)值;

(2)內(nèi)滯回曲線不耗散能量，這與試驗(yàn)結(jié)果不符，可能低估隔震效果。BoucWen模型能夠很好地模擬橡膠支座的非線性強(qiáng)化，同時(shí)適用于高阻尼橡膠支座和鉛芯橡膠支座。結(jié)構(gòu)分析軟件SAP2000和ETABS等采用簡化后的BoucWen模型來模擬鉛芯橡膠支座。

　　本文利用有限元軟件ABAQUS對隔震模型進(jìn)行地震作用下的彈塑性分析，以檢驗(yàn)其進(jìn)入塑性階段后的隔震效果。RambergOsgood模型適用于模擬高阻尼橡膠隔震支座。日本免震協(xié)會將修正雙線性模型與RambergOsgood模型組合來模擬鉛芯橡膠支座，該模型在各個方面(等效剛度、等效阻尼、能量耗散等)與試驗(yàn)結(jié)果取得了很好的一致性。該模型骨架曲線與修正雙線性模型相同，滯回曲線加載段采用雙線性模型、卸載段采用RambergOsgood模型。其滯回曲線如圖1所示。在綜合比較了各個恢復(fù)力模型的優(yōu)劣后，通過組合使用TRUSS單元與用戶材料子程序UMAT，在ABAQUS中開發(fā)了修正雙線性+RambergOsgood模型。圖2為ABAQUS數(shù)值模擬的LRB支座滯回曲線，圖3為試驗(yàn)實(shí)測LRB滯回曲線，可以看出，開發(fā)出的修正雙線性+RambergOsgood模型與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。

　　可以看出：

　　(1)7層隔震模型與5層加固模型的樓層加速度在多遇烈度輸入下相當(dāng);隨著地震輸入量級的增加，其隔震減震效果越來越明顯;7層隔震模型的樓層加速度小于5層加固模型。

　　(2)隔震方案不論對下部混凝土加固砌體還是上部加層鋼框架都非常有利。7層隔震模型上部框架部分的樓層加速度遠(yuǎn)小于7層非隔震模型;7層非隔震模型的頂部鋼框架部分有明顯的鞭梢效應(yīng)。

　　(3)結(jié)構(gòu)震損前數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為一致。結(jié)構(gòu)震損后，經(jīng)參數(shù)優(yōu)化的隔震支座仍能發(fā)揮一定的隔震效果，其砌體部分的加速度仍然小于5層加固結(jié)構(gòu)，與彈塑性分析的結(jié)果一致。

　　(4)結(jié)構(gòu)在震損后，隔震模型對隔震層上部的結(jié)構(gòu)地震力仍然有減小的作用，但隔震效果小于未損傷的模型。由于模型損傷后下部結(jié)構(gòu)的剛度發(fā)生較大變化，按原來未損傷結(jié)構(gòu)計(jì)算優(yōu)化的隔震層的隔震效果有所退化。