1.一种剪力销式滑动摩擦摆支座内力计算方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1、获取结构外荷载 F 、刚度矩阵 K 和质量矩阵 M 、剪力销状态值以及剪力销式滑动摩擦摆支座参数;步骤S2、建立 t 时刻结构位移增量迭代公式;步骤S3、根据所述剪力销状态值确定所述剪力销式滑动摩擦摆支座内力 和切线刚度 的计算公式;步骤S4、将所述剪力销式滑动摩擦摆支座内力和切线刚度的计算公式代入所述 t 时刻结构位移增量迭代公式,进行迭代计算,直至计算出收敛的剪力销式滑动摩擦摆支座内力 ;步骤S5、根据所述收敛的剪力销式滑动摩擦摆支座内力 和其对应的剪力销状态值判断是否更新所述剪力销状态值,确定该时刻所述剪力销式滑动摩擦摆支座内力 ;所述根据所述剪力销状态值确定所述剪力销式滑动摩擦摆支座内力 和切线刚度 的计算公式包括:所述剪力销状态值为0,则所述剪力销未被破坏, t 时刻所述剪力销式滑动摩擦摆支座内力 和切线刚度 的计算公式为: ;其中, 为当前迭代步结构位移, K q 为剪力销弹性刚度;所述剪力销状态值为1,则所述剪力销被破坏, t 时刻所述剪力销式滑动摩擦摆支座内力 和切线刚度 的计算公式为:式中, ;其中, 为剪力销式滑动摩擦摆支座恢复力, P 为剪力销式滑动摩擦摆支座轴向压力, 为当前迭代步结构位移, R 为剪力销式滑动摩擦摆支座曲率半径, 为剪力销式滑动摩擦摆支座摩阻力, μ 为摩擦系数, k 为剪力销式滑动摩擦摆支座滑动速度系数, 为前一时刻剪力销式滑动摩擦摆支座摩阻系数, 为前一时刻剪力销式滑动摩擦摆支座位移。
2.如权利要求1所述的剪力销式滑动摩擦摆支座内力计算方法,其特征在于,所述结构外荷载 F 、刚度矩阵 K 和质量矩阵 M 、剪力销状态值以及剪力销式滑动摩擦摆支座参数通过有限元模型获取。
3.如权利要求1所述的剪力销式滑动摩擦摆支座内力计算方法,其特征在于,所述 t 时刻结构位移增量迭代公式为: ;其中: ; ;式中 为等效刚度, 为 t 时刻等效外荷载, 为 t 时刻剪力销式滑动摩擦摆支座内力, 为剪力销式滑动摩擦摆支座切线刚度, 为位移增量, 为当前迭代步结构位移, 、 、 分别为前一时刻剪力销式滑动摩擦摆支座位移、速度和加速度, Δt 为逐步时间分析的时间间隔, F t 为 t 时刻结构外荷载。
4.如权利要求3所述的剪力销式滑动摩擦摆支座内力计算方法,其特征在于,所述t时刻结构位移增量迭代公式由动力学公式 和Newmark法建立得出,其中, 、 和 分别为位移、速度和加速度。
5.如权利要求3所述的剪力销式滑动摩擦摆支座内力计算方法,其特征在于,所述将所述剪力销式滑动摩擦摆支座内力和切线刚度的计算公式代入所述 t 时刻结构位移增量迭代公式,进行迭代计算,直至计算出收敛的剪力销式滑动摩擦摆支座内力 包括:将所述剪力销式滑动摩擦摆支座内力和切线刚度的计算公式代入所述 t 时刻结构位移增量迭代公式;计算每一次迭代的 ,判断 与迭代收敛极限 eps 的关系;若 ,则迭代收敛,输出为当前迭代步结构位移 作为迭代位移、当前迭代步的 作为收敛的剪力销式滑动摩擦摆内力 ,进入步骤S5;若 ,更新迭代位移,即 ,重复步骤S3~步骤S4。
6.如权利要求1所述的剪力销式滑动摩擦摆支座内力计算方法,其特征在于,所述根据所述收敛的剪力销式滑动摩擦摆支座内力 和其对应的剪力销状态值判断是否更新所述剪力销状态值,确定该时刻所述剪力销式滑动摩擦摆支座内力 包括:所述收敛的剪力销式滑动摩擦摆支座内力 对应的剪力销状态值为1时,不更新所述剪力销状态值;输出所述收敛的剪力销式滑动摩擦摆支座内力 作为该时刻所述剪力销式滑动摩擦摆支座内力 。
7.如权利要求1所述的剪力销式滑动摩擦摆支座内力计算方法,其特征在于,所述根据所述收敛的剪力销式滑动摩擦摆支座内力 和其对应的剪力销状态值判断是否更新所述剪力销状态值,确定该时刻所述剪力销式滑动摩擦摆支座内力 包括:所述收敛的剪力销式滑动摩擦摆支座内力 对应的剪力销状态值为0时,判断所述收敛的剪力销式滑动摩擦摆支座内力 与剪力销屈服强度 Q 的大小; 时,则不更新所述剪力销状态值,输出所述收敛的剪力销式滑动摩擦摆支座内力 作为该时刻所述剪力销式滑动摩擦摆支座内力 ; 时,则更新所述剪力销状态值为1,迭代位移 ,重复步骤S3~步骤S4。
8.一种采用如权利要求1-7任一项所述的剪力销式滑动摩擦摆支座内力计算方法的剪力销式滑动摩擦摆支座内力计算装置,其特征在于,其包括:参数获取模块,其用于获取结构外荷载 F 、刚度矩阵 K 和质量矩阵 M 、剪力销状态值以及剪力销式滑动摩擦摆支座参数;第一公式建立模块,其用于建立 t 时刻结构位移增量迭代公式;第二公式建立模块,其用于根据所述剪力销状态值确定所述剪力销式滑动摩擦摆支座内力 和切线刚度 的计算公式;第一计算模块,其用于将所述剪力销式滑动摩擦摆支座内力和切线刚度的计算公式代入所述 t 时刻结构位移增量迭代公式,进行迭代计算,直至计算出收敛的剪力销式滑动摩擦摆支座内力 ;第二计算模块,其用于根据所述收敛的剪力销式滑动摩擦摆支座内力 和其对应的剪力销状态值判断是否更新所述剪力销状态值,确定该时刻所述剪力销式滑动摩擦摆支座内力 。