叠层橡胶-可滑动钢弹簧振震双控装置隔震(振)效果研究

为解决传统水平隔震支座难以实现竖向减振的难题,研发叠层橡胶-可滑动钢弹簧振震双控装置,提出新型振震双控装置的设计原理及装配方法,结合振动台试验与有限元分析验证该装置的隔震性能,并通过数值仿真分析讨论其竖向减振效果。结果表明:由钢弹簧、摩擦滑移支座和叠层橡胶组成的新型振震双控装置,具有水平和竖向刚度低,抗倾覆能力强的优点;地震动作用下,水平向加速度峰值降低达80%;地铁竖向振动作用下,减振双控装置上部结构的加速度响应减小90%,分频最大振级减小19.93 dB。

大直径建筑叠层橡胶隔震装置温度相关性及老化性能研究

针对隔震建筑中隔震层采用隔震装置多为叠层橡胶隔震支座,其力学特性是否受自然界温度的变化、日照风吹及长期持荷的影响,一直为研究者和设计师们所关注.为此,以足尺叠层橡胶隔震支座为研究体,经系统试验研究其温度特性(-20℃～+40℃);温度为100℃时,恒温时间240h和336h状况下老化特性;老化前后相关性能对比;老化后极限性能及120次反复循环加载后的基准性能.结果表明:温度对叠层橡胶隔震支座的竖向刚度、水平刚度、屈服力及等效阻尼比具有不同程度的影响;其耐老化寿命可达到20℃×60a以上有着不短于工程结构的使用寿命50a;为隔震技术在建筑领域中推广应用提供重要依据.

叠层橡胶隔震支座的低温往复试验及等效阻尼比推算

介绍了对-20、-35、-50℃低温环境中叠层橡胶隔震支座进行往复水平推剪试验的思路和主要结果,论述了采用Matlab/Simulink工具箱建立的用Bouc-Wen模型模拟橡胶隔震器滞变回复力的多目标优化拟合数学模型和求解方法.对-50℃的温度条件下与室温下阻尼值的相对变化关系进行了对比,指出在低温环境下叠层橡胶隔震支座的阻尼比略有降低.

600型建筑叠层橡胶隔震装置温度相关性及耐老化性能研究

采用600型建筑叠层橡胶隔震装置为研究体，系统地研究了其温度为（-20℃-40℃）时的特性；温度为100℃时，恒温时间240h和336h状态下老化特性；老化前后相关性能对比；老化后极限性能及120次反复循环加载后的基准性能．结果表明：温度对叠层橡胶隔震装置的竖向刚度、水平刚度、屈服力及等效阻尼比具有不同程度的影响；其耐老化寿命可达到60a；为隔震技术在建筑领域中推广应用提供了依据．

叠层橡胶支座与柱串联体系动力失稳特性探讨

对叠层橡胶支座与地下室柱串联体系动力稳定性进行了研究。首先,采用动力稳定性理论对此串联体系受到谐波作用下的动力响应进行分析,并得到体系的主要动力失稳区间;其次,针对地震波是一种随机波形,通过快速傅立叶(FFT)算法变换进行频谱分析,将地震波分解为许多不同频率的谐波;分析了不同的静力及动力载荷系数下失稳区间的变化;数值算例分析了此串联体系在某一地震波下的动力稳定特性。分析的结果为此串联系统的工程设计与应用提供理论依据。

低温环境对叠层橡胶支座变形特性影响的试验研究

为探索低温变化对叠层橡胶支座变形特性的影响,利用沈阳冬季寒冷环境温度对两种叠层橡胶支座在不同温度下进行刚度对比试验,证明了低温变化对橡胶支座垂直压缩刚度均有较大影响,对水平刚度影响随橡胶支座胶质及制作工艺不同而不同,同时也证明了橡胶支座水平刚度随压应力增大而增大,以及往复水平荷载作用下两种橡胶支座的水平刚度变化特性,设计使用叠层橡胶支座时,应给出不同环境温度下的垂直压缩刚度及水平刚度·

设置叠层橡胶支座梁式渡槽的地震响应分析

本文以在槽墩与上部结构之间设置了叠层橡支座的梁式渡槽为对象，采用非线性时程分析法，研究了３种支承方案的水平地震作用．结果表明，设置橡胶支座对渡槽结构的地震响应有明显的控制作用，对渡槽设计有一定的参考价值．

铅芯叠层橡胶支座基础隔震结构双向地震反应分析

本文对铅芯叠层橡胶支座双向耦合恢复力模型进行了改进,采用基础隔震结构动力分析程序DABIS对铅芯叠层橡胶支座基础隔震结构进行了单向及双向地震反应对比分析。结果表明,在单向和双向地震作用下,基础隔震结构的加速度反应和位移反应较为接近,但在双向地震作用下,支座的最大位移明显大于单向地震作用时的支座最大位移,因而在确定支座最大位移时应考虑双向地震作用的影响。

一种新型超弹性SMA-叠层橡胶复合隔震支座

提出了一种新型超弹性形状记忆合金(SMA)-叠层橡胶复合隔震支座,即在普通叠层橡胶垫四周呈交叉状对称布置了两组超弹性SMA丝(预应变SMA丝和未预应变SMA丝)。分析了复合支座的工作原理,建立了其力学模型。在假定SMA丝总用量恒定情况下,计算比较了未预应变SMA丝与预应变SMA丝的面积(数量)对复合支座滞回性能的影响,结果表明:预应变SMA丝可明显提高支座的耗能力和阻尼系数,未预应变SMA丝可赋予支座很好的大变形恢复能力,二者结合可改善叠层橡胶支座的力学性能。

一种叠层橡胶支座动态性能试验研究

通过对一种叠层橡胶支座进行伪静力试验，研究加载频率、剪切变形率、热老化对叠层橡胶支座的等效水平刚度、等效阻尼比等支座动态性能的影响．试验结果表明，加载频率、加载振幅对支座刚度和阻尼均有较明显的影响，在支座刚度计算中应当考虑这一因素．老化试验表明该叠层橡胶支座在建筑结构使用期内具有足够的耐久性．最后提出了该叠层橡胶支座的刚度计算建议公式．

隔震建筑用叠层橡胶支座大变形模型及竖向压应力取值

提出了一种隔震建筑用叠层橡胶支座的大变形模型。该模型同时考虑了叠层橡胶支座的大变形特性、变形过程中的Ｐ－βδ效应和支座端面转动约束对变形的影响，具有较好的计算精度和效率。还进一步探讨了叠层橡胶支座的合理竖向压应力取值问题。结果表明，在现有基础上适当提高取值是完全可行的。

叠层橡胶支座竖向刚度退化对隔震结构的影响

隔震结构在地震作用下,叠层橡胶支座竖向刚度随剪切变形增加而不断退化,对整体隔震结构产生的影响尚不明确.为此,通过ABAQUS建立不同层数、层高、柱距的隔震框架结构,支座本构采用修正的双弹簧模型结果.通过ABAQUS用户单元子程序UEL,采用FORTRAN语言编写了能够考虑支座竖向刚度退化的支座单元程序;输入实际罕遇地震波,对结构进行弹塑性动力时程分析,研究支座竖向刚度退化对结构地震响应的影响.结果表明:支座竖向刚度退化对结构柱底剪力、轴力、弯矩及梁弯矩有一定影响,地震响应放大系数结果为1.1～1.3;支座竖向刚度退化对支座剪切变形及上部结构层间位移影响较小.研究结果可为今后进行罕遇地震作用下隔震结构的计算分析提供重要依据.

SMA绞线-叠层橡胶复合支座振动台试验研究

对一组SMA绞线-叠层橡胶复合支座进行了振动台试验。根据试验结果比较分析了SMA绞线-叠层橡胶复合支座与普通叠层橡胶支座的隔震性能,着重分析了位移幅值对支座工作性能基本参数如等效水平刚度、最大恢复力、单位循环耗能和等效阻尼比的影响以及这些参数的变化规律。从而证明了在罕遇地震作用下发生较大水平位移幅值时,SMA绞线-叠层橡胶复合支座比普通叠层橡胶支座可提供更大的恢复力和阻尼,更有利于阻隔地震对上部结构的作用和强震作用后上部结构的自动复位。

叠层橡胶隔震支座夹层受拉模型与分析:理论模型

为分析普通圆形叠层橡胶隔震支座的受拉性能,本文基于弹性力学理论,建立了叠层橡胶隔震支座橡胶夹层的受拉分析模型,根据橡胶层的约束边界条件及普通橡胶材料的不可压缩性质,推导了橡胶夹层的应力与位移分布简化计算公式。根据推导结果对橡胶夹层的应力分布与变形规律(如橡胶层内外自由边的变形形状)进行分析,并通过有限元数值模型进行了对比,结果表明,本文的分析模型与计算公式可以较好的分析不同形状系数的普通圆形叠层橡胶隔震支座橡胶夹层的应力分布与变形规律。

高温下叠层橡胶支座的热力学分析

利用ANSYS有限元软件对高温下圆形和矩形叠层橡胶支座的热应力进行了分析,通过对不同温度下叠层橡胶支座位移和应力的对比,获得了叠层橡胶支座位移和热应力的分布规律。分析结果表明,圆形叠层橡胶支座随着温度的提高,位移和热应力增大且成环形分布,由于温度荷载与内聚力同时作用,最大等效应力明显增大出现在中间部位;矩形叠层橡胶支座边缘受热不均匀导致边缘部位位移和等效应力不同,而在内部受热逐渐均匀,位移和等效应力相同。

方形叠层橡胶隔震支座竖向力学性能试验研究

为了研究方形天然胶叠层橡胶支座的竖向刚度与面压、形状系数的相关性,对4个不同形状系数的、边长为400 mm的足尺方形天然胶叠层橡胶隔震支座,分别施加10MPa,12.5 MPa,15 MPa的面压,进行了竖向力学性能试验,得到4个支座不同面压下的竖向刚度.分析了竖向刚度与面压、形状系数的相关性,得到了竖向刚度与面压相关性的经验公式.研究表明:天然胶叠层橡胶隔震支座的竖向刚度与面压相关,面压增大时,支座的竖向刚度增大;面压不变时,竖向刚度随第2形状系数的增大而增大;第2形状系数较大时,竖向刚度对面压的变化更为敏感.

SMA绞线-叠层橡胶复合支座结构的动力反应

为了改进现有普通叠层橡胶支座的隔震效果,利用形状记忆合金的超弹性,将SMA绞线加入叠层橡胶支座中,形成了SMA绞线-叠层橡胶复合支座。分析了SMA绞线-叠层橡胶复合支座的工作原理,建立了其力学分析模型,并进行了应用SMA绞线-叠层橡胶复合支座的结构动力反应分析,导出了加速度衰减比Ra与位移放大比Rd的理论形式,并利用具体算例,研究了频率比和阻尼比对结构隔震效果的影响。结果表明,频率比越大,阻尼比越小,隔震效果越好。

叠层橡胶支座隔震结构地震响应的突变分析

为全面分析地震破坏过程中由非线性引起的,如突变和滞后效应等某些复杂特性,本文在现有的动力分析模型基础上引入了非线性恢复力,并用突变理论分析方法对改进后的模型进行分析,结果表明叠层橡胶支座参数的微小变化使响应振幅及其突变值、振幅响应的不稳定区域等特性产生明显变化,反映出隔震结构的地震响应特性对参数变化非常敏感。由于支座阻尼的耗能作用,当阻尼较大或激振力、非线性参数较小时,地震响应的突变现象消失,产生"伪线性"特性。

端部固定转角对叠层橡胶支座水平刚度影响分析

文章为了研究端部固定转角对叠层橡胶支座水平刚度的影响,采用直接积分法,推导了在压剪作用下叠层橡胶支座带有端部固定转角参数的水平刚度方程,并根据端部固定转角情况将水平刚度方程分成4类,通过算例分析了端部固定转角、竖向荷载及水平荷载等参数对叠层橡胶支座水平刚度的影响。结果表明:端部固定转角和水平荷载对叠层橡胶支座水平刚度的影响具有方向性效应;在端部固定转角和水平荷载一定时,叠层橡胶支座水平刚度随着竖向荷载的增大而降低;为了满足工程需求,根据端部固定转角与初始变形和初始水平刚度的变化情况,端部固定转角宜控制在0.25%以内。

小型叠层橡胶支座水平刚度的实验研究

本文对小型叠层橡胶支座(D<100mm)进行了压剪试验研究,并总结了这类支座的一些基本性能。试验表明:当用现有的大型叠层橡胶支座水平刚度计算公式对小型叠层橡胶支座的水平刚度进行计算时,其计算结果偏小,必须经过适当修正后,才能计算小型叠层橡胶支座的水平刚度。同时,从开发新产品的角度出发,本文还对一组锡芯叠层橡胶支座进行了初步的试验研究。实验成果在一定程度上弥补了这一研究领域内的不足。