【JY】减隔震元件计算表格分享

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【前言及功能介绍】

进行减隔震设计之前，选择合适的减隔震元件是十分必要的，常见的减隔震元件主要有隔震支座、阻尼器等，为辅助从事减隔震行业人员进行相关设计研究，快速了解所选择的减隔震元件基本力学性能，笔者编制了【JY】减隔震元件计算表格，该表格主要用于：

圆形LRB
方形LRB
摩擦摆支座
黏滞阻尼器
黏弹性阻尼器
BRB防屈曲约束支撑
压缩弹簧的计算分析
隔标反应谱查询

共8个模块的相关计算分析，用户在只需在各模块下的参数输入区中填写相应的基本参数，即可得到相应的计算分析结果。下面对各模块计算内容进行介绍。

后期推出一系列推文说明该表格的用途，以及如何采用该表格对有限元软件（如：Abaqus、SAP2000、ETABS等）的参数填写和相关具体的分析含义，敬请关注！

1、圆形LRB

圆形LRB计算模块中包含圆形支座 刚度计算、配合螺栓设计验算、橡胶支座屈服力刚度修正分析、橡胶支座老化试验分析，并绘制圆形铅芯橡胶支座滞回曲线。本模块已经过试验校准！

对于表格的说明，当填写相关参数时，可得到支座水平刚度、竖向刚度（由于现有支座竖向刚度理论尚不完善，因此此处仅为建议值，具体应按试验为准！），并且可对支座质量进行评估。

可通过初步验算得到橡胶支座配置的螺栓螺杆数量。

根据设计条件的工作温度，对橡胶支座产品的刚度和屈服力进行换算分析。

若需要对橡胶支座进行老化试验，根据橡胶老化理论，通过高温环境，短时模拟长时老化反应，根据上表可知老化的真实时间和试验时间、温度的换算关系。

2、方形LRB

方形LRB计算模块中包含方形支座与圆形LRB的计算参数接近，包括刚度计算以及质量计算。用户可根据参数等替到圆形LRB进而得到更多需要的参数。本模块已经过试验校准！

3、摩擦摆支座

摩擦摆支座计算模块中包含摆动刚度、等效刚度、启动力、摆动周期、等效周期、等效阻尼比、最大抬升高度及竖向阻尼系数计算，并绘制滞回曲线。

注意：摩擦摆支座的竖向阻尼系数填写不可忽略！！否则数值系统会产生数值振荡，与实际差别太大。此处摩擦系数为动摩擦系数，具体在软件种的用法和理论分析含义，后期会详细讲解，敬请关注。

4、黏滞阻尼器

黏滞阻尼器计算模块中包含阻尼器吨位设计分析，并绘制滞回曲线及力与速度的关系。其按其阻尼力产生的原理可分为：利用封闭填充材料流动阻抗的“流动阻抗式” 和利用粘滞体剪切阻抗的“剪切阻抗式”两类。计算满足粘弹性单元，即公式：

可通过试验反测试得到C和α的关系值，或通过工程应用得到C和α的需求值。

并可以计算响应的速度-力曲线和位移-力曲线，从而得到有限元相关的软件参数输入结果。具体应用方法，将在后期进行教学分析，敬请关注。

对于本模块还提供了黏滞阻尼墙模块，对黏滞阻尼墙进行预测分析，但由于目前理论正向推导，对阻尼墙的C预测并不能十分精确的预测，因此此模块仅对黏滞阻尼墙的性能进行预估评测，具体需要通过试验进行校准。

5、黏弹性阻尼器

黏弹性阻尼器计算模块中包含了黏弹性阻尼器计算和黏弹性阻尼器滞回计算，其中，黏弹性阻尼器计算中主要计算了黏弹性阻尼器的损耗剪切模量、剪切面积、等效刚度、等效黏滞系数、等效阻尼比、黏滞系数、双线性屈服力、二阶刚度等，并绘制滞回曲线。本模块已经过试验校准！

目前对黏弹性阻尼器的研究很多，黏弹性阻尼器主要的耗能材料为高分子材料（观察其分子构造的特征可见高分子材料的主骨架具有碳-碳（C-C）结合或硅-氧（Si-O）结合的重复构造），如普通橡胶或高阻尼橡胶，而黏弹性阻尼器通过不同的调配方案，恢复力骨架又分为线性和非线性的，并且和加载频率具有一定的相关性。

目前部分做法采用线性刚度叠加粘滞阻尼单元（即开尔文模型），此做法无法描述部分高分子材料的非线性特性，后期将展开阐述。

6、BRB防屈曲约束支撑

BRB防屈曲约束支撑计算模块中主要计算了BRB支撑刚度、设计承载力、屈曲承载力、极限承载力、最小及最大恢复力截距、屈服位移、耗能型与承载型套筒最小惯性矩、极限位移等，并绘制骨架曲线及滞回曲线。本模块已经过试验校准！

BRB防屈曲约束支撑计算模块可根据材性和内部构造，对BRB防屈曲约束支撑的力学性能进行预估和评价，并且计算得到的相关参数可用于有限元软件填写分析使用。

7、压缩弹簧

弹簧在工程应用中，常常使用压缩弹簧多于拉伸弹簧，主要原因是安全储备的问题。本模块提供压缩弹簧的计算设计。

压缩弹簧计算模块中主要计算了II类极限载荷、最大总剪应力、试验许用应力、旋绕比、初算弹簧刚度、展开长度、高径比、III类极限载荷、理论圈数、疲劳负载许用应力、曲度系数、最小合理钢丝直径、自振频率、高径比限值、理论刚度、最大变形高度、最大变形需求、节距、自由高度、螺旋角、理论刚度等，并进行强度、稳定性及共振校核。

供设计师选择和应用。