资源描述：
《有关板式橡胶支座及其模型多轴变形的.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、有关板式橡胶支座及其模型多轴变形的试验研究：2建模摘要：板式橡胶支座在多轴载荷作用下的数学模型是在所附论文实验报告数据的基础上提出来的。首先,人们提出了单轴模型。在该模型中,通过增加基于位移的各向同性硬化规则及平行非线性弹性弹簧，扩展弹塑性模型。此外,用解析方法推导出了该模型等效刚度、阻尼比,这个方法对设计模型很有用。第二,通过考虑构件双轴纯剪切变形推导出了二维的弹塑性模型，从而简化三维本构关系。然后,通过与一维的情况中类似的途径得到支座的二维模型，以此来扩展此模型。该模型很好地再现了实验结果。第三,为了
2、确认提出的模型预测地震响应的能力,进行了三轴混合结构的地震响应实验。在与实验结果比较后，人们发现这个模型的模拟数据可以准确的预测试验的结果。DOL:10.1061/(土木)0733-9445(2004)130:8(1133)CE数据库关键词：基础隔震；支座；粘弹塑性；弹性体；滞回模型；橡胶；层板背景：在本文中,在二轴和三轴加载条件下的板式橡胶支座滞回模型是根据所配套论文中描述的实验结果建立的。首先,通过扩展Ozdemir的弹塑性模型（Ozdemir1973）建立支座的一维模型。与双轴荷载试验结果相比，评估
3、该推荐模型的准确性。此外,用解析方法导出了该模型的等效刚度和阻尼比，这在基础隔震结构设计中得到响应近似值是非常有用的。第二，以Ozdemir模型的三维本构规则为基础，从理论上导出支座的二维模型（GraesserandCozzarelli1989,1991）。通过将模拟数据与实验结果比较，证明二维模型的结果是准确的。最后,为了显示该模型预测地震响应的能力，进行了一个混合地震反应实验。通过试验观察，人们发现该模型能准确地模拟实验中的地震响应。一维模型：支座的单轴滞回模型是根据实验的结果研发的。在这项研究中,该
4、模型是所谓的单轴模型,代表的是支座在恒定的竖直荷载作用下单向水平行为（双轴荷载状态）。基本弹塑性模型：对于耗能设备，Ozdemir（1973）提出了单轴状态下与速度有关的（粘塑性）和与速度无关的（粘弹性）现象的非弹性模型。在原文中，他通过引入弹性刚度和屈服强度的降解规律将粘弹性模型进行了延伸。在本研究模型中,无降解的粘弹性模型被认为是基本的支座模型。Ozdemir模型的数学方程描述为：其中F是恢复力，U是位移，S是反力，Yt和Ut分别是屈服力和屈服位移。和n这两个参量分别表示为与动力硬化准则有关参量和从弹
5、性范围转变到线性范围转折点。当n的取值趋近于0时，会再次产生转折点。如果弹性刚度定义为K，曲屈服后刚度的近似值与K的关系如下：这种模型的优点是它从弹性状态转变成塑性状态时会再次出现转折点。另外，通过数值计算方法求解微分方程，屈服条件和卸载条件能够简单的自动确定。Wen（1976）也研发了这种模型（Bouc-Wenmodel），并且这种模型在极限状态下与Ozdemir模型等效。SivaselvanandReinhorn（2000）通过引入降解规律将Bouc-Wen模型进行了延伸，并通过使用空间状态的方法将其
6、应用于结构的框架系统的动力学分析中去。Ozdemir模型的延伸并联弹性弹簧为了使模型中振幅小于平均剪应变150%处包含恢复力的演变的方向，人们引入了一个与弹塑性弹簧并联的非弹性弹簧。这种使用弹塑性弹簧的运动硬化规律做法也是近似的。然而,在这个模型中运动硬化的影响是被消除了，而并非是引入了这个弹簧，因为在点的运动硬化模型中，方程（1）中的参量之间是相互耦合的，从而要将弹簧拉伸到非线性状态和确定参量是很难的。这个非线性弹簧的力-位移关系为：其中F1和U分别是力和位移；Kt,a,b是参量。在方程（3）中，第一部
7、分代表再次产生的力的线性变化，而第二部分表示非线性变化，这个变化在实验中剪应变小于50%时可以观察到。最后，为了从方程（3）中消除运动硬化规律，当值趋近于0时，可以得到：硬化的建模在双轴荷载试验中得到的恢复力表明，随着振幅的增加且大于平均剪应变的150%时，弹簧的剪切刚度和滞回曲线吸收的能量变的越大。以后，这种现象称为硬化。为了用数学表达式表达硬化现象，滞回曲线面积的增量可由下面的屈服力和位移之间的相关关系近似得到：其中Y0是初始屈服力；UH和P是参量。其次，为了表示剪切刚度的增量，人们引入了另一个与弹塑
8、性弹簧并联的非线性的弹性弹簧。这个弹簧的数学方程为其中F3和U分别表示弹簧的力和位移；K2和r是参量。本文中，这种弹性弹簧称为硬化弹簧。历史过程相关性的建模由双轴加载试验的结果，人们发现弹簧屈服之后，滞回圈的形状和弹簧刚度在每一振幅处是不同的。为了对这个现象建立模型，我们认为方程(3)中的刚度Kt和方程(4)中的屈服位移Ut取决于最大位移值，这个最大位移值是在过去的试验中用下面的方式得到的。其中Umax是过去实验测得的最大位移
