三门峡LRB铅芯抗震支座恢复力模型的选取

　　现有的LRB恢复力模型中，比较常见的有双线性模型、修正双线性模型、BoucWen模型等。采用双线性模型与修正的双线性模型进行隔震计算时，会存在以下两个缺陷：

(1)屈服后刚度和卸载刚度与试验曲线都不太一致，特别是过低评价卸载刚度，将会过低地评价高阶振型激发的加速度反应值;

(2)内滞回曲线不耗散能量，这与试验结果不符，可能低估隔震效果。BoucWen模型能够很好地模拟橡胶支座的非线性强化，同时适用于高阻尼橡胶支座和铅芯橡胶支座。结构分析软件SAP2000和ETABS等采用简化后的BoucWen模型来模拟铅芯橡胶支座。

　　本文利用有限元软件ABAQUS对隔震模型进行地震作用下的弹塑性分析，以检验其进入塑性阶段后的隔震效果。RambergOsgood模型适用于模拟高阻尼橡胶隔震支座。日本免震协会将修正双线性模型与RambergOsgood模型组合来模拟铅芯橡胶支座，该模型在各个方面(等效刚度、等效阻尼、能量耗散等)与试验结果取得了很好的一致性。该模型骨架曲线与修正双线性模型相同，滞回曲线加载段采用双线性模型、卸载段采用RambergOsgood模型。其滞回曲线如图1所示。在综合比较了各个恢复力模型的优劣后，通过组合使用TRUSS单元与用户材料子程序UMAT，在ABAQUS中开发了修正双线性+RambergOsgood模型。图2为ABAQUS数值模拟的LRB支座滞回曲线，图3为试验实测LRB滞回曲线，可以看出，开发出的修正双线性+RambergOsgood模型与试验结果吻合较好。

　　可以看出：

　　(1)7层隔震模型与5层加固模型的楼层加速度在多遇烈度输入下相当;随着地震输入量级的增加，其隔震减震效果越来越明显;7层隔震模型的楼层加速度小于5层加固模型。

　　(2)隔震方案不论对下部混凝土加固砌体还是上部加层钢框架都非常有利。7层隔震模型上部框架部分的楼层加速度远小于7层非隔震模型;7层非隔震模型的顶部钢框架部分有明显的鞭梢效应。

　　(3)结构震损前数值模拟结果与实验结果较为一致。结构震损后，经参数优化的隔震支座仍能发挥一定的隔震效果，其砌体部分的加速度仍然小于5层加固结构，与弹塑性分析的结果一致。

　　(4)结构在震损后，隔震模型对隔震层上部的结构地震力仍然有减小的作用，但隔震效果小于未损伤的模型。由于模型损伤后下部结构的刚度发生较大变化，按原来未损伤结构计算优化的隔震层的隔震效果有所退化。