滑动支座的软件模拟

最近有一个高位连体的项目，支座形式拟选择两端滑动支座。滑动支座一般可选择铅芯橡胶支座或摩擦摆支座。

滑动支座选型，首先要满足竖向承载力的要求。具体可参考《建筑隔震设计标准》（GB/T 51408-2021）重力荷载代表值作用下压应力限值的相关要求。

这里需要注意，对摩擦摆来说，此处反算得到的受力面积，其实是球冠和摩擦材料对应的投影面积，而非下支座的滑动面面积。

然后，需要复核的是滑动支座在不同工况下的滑动位移及支座反力，这就涉及到支座参数的选择。

根据某参考文献，铅芯橡胶支座主要参数表如下：

摩擦摆支座主要参数表如下：

01 铅芯橡胶支座

滑动支座可在ETABS中模拟，铅芯橡胶支座采用Rubber Isolator单元模拟，U1连接属性为线性，U2、U3为非线性，其中有效刚度主要用于线性工况和模态工况，而非线性属性中的刚度其实为初始刚度，屈服后刚度按屈服前后的刚度比进行计算。

铅芯橡胶支座的模拟计算还需要附加一个GAP单元，以实现轴向拉压刚度为10：1。

02 摩擦摆支座

摩擦摆系统可简化为一个沿圆弧面滑道运动的滑块，其受力模型如下：

在ETABS中，摩擦摆支座采用Friction Isolator 单元模拟。其中，U1、U2、U3均需指定为非线性。

由于摩擦摆支座的滑动刚度与支座承受的竖向荷载有关，所以在时程分析之前，应先接力D 0.5L的非线性工况。

摩擦摆支座的参数计算可参考建筑摩擦摆隔震支座（GB/T37358-2019）附录A中的相关公式。

此处的有效刚度，其实并非定值，而是与支座水平位移相关，本质是二折线本构的割线刚度，当水平位移越大，等效刚度越小。通常可按最大水平位移确定有效刚度。

摩擦摆的滑动摩擦系数μ既不等于ETABS中的参数“摩擦系数-慢”，也不等于“摩擦系数-快”，而是由一个公式计算所得：

摩擦摆虽然具有自复位能力，但无法完全复位，其残余位移与摩擦系数和摩擦摆半径有关。

回复力大于摩擦力，需要满足下式：

即当D＞μR时，摩擦摆支座可自动回复，当D=μR时，达到力的平衡，不再往原始中心位置自动回复，此时，支座的最大残余位移为μR。

03 其他注意事项

滑动支座的计算涉及到非线性，但相比整个模型，非线性程度较低，在ETABS中，可采用FNA算法。筑信达建议，模态分析采用瑞兹向量法时，荷载类型也应该包括Link单元。

对高位连体项目，我们可能希望在小震及10年一遇风载工况下，支座（几乎）不滑动，在中震及大震工况下，支座才滑动。针对这种情况，可将黏滞阻尼器与滑动支座组合应用。

黏滞阻尼器的模拟可采用Damper-Exponential单元。

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