热氧老化作用下废旧叠层轮胎隔震垫的力学性能

为研究废旧叠层轮胎隔震垫(STP)的老化性能,选取180mm×180mm×69mm的6层STP,利用老化试验箱在100℃下对试件分别进行77、154、231、308h的热空气加速老化试验,通过对比STP老化前后的竖向极限强度、竖向压缩刚度、水平刚度和水平耗能能力,分析了其随老化时间的变化规律.结果表明,在建筑结构使用期限内,STP的力学性能稳定,具有可靠的隔震性能.

老化-荷载耦合下叠层轮胎隔震垫的竖向力学性能

为研究叠层轮胎隔震支座(Scrap tire rubber pads,STP)在老化与不同荷载耦合下的轴压性能,选取180 mm×180 mm×69 mm的6层STP,利用老化试验箱和加载模具在100℃恒温及4 MPa、5 MPa、6 MPa作用下分别对试件进行77 h、154 h、231 h、308 h加速老化试验,对比试验前后加载模具力、试件外观、竖向极限压应力、竖向刚度和竖向变形性能的变化,得到它们随老化时间的变化规律。同时,在考虑老化前后STP竖向力学性能稳定性的基础上,建议选取5 MPa为最佳设计压应力。最后提出了STP的轴压破坏准则,修正了适用于叠层轮胎隔震垫的竖向变形性能公式。

老化-荷载作用下叠层轮胎隔震垫时变力学性能

为研究建筑结构设计基准期(50年)内叠层轮胎隔震垫(scrap tire rubber pads,STRP)竖向力学性能的时变规律,对61组7层STRP支座施加5 MPa竖向荷载并分别进行老化31,62,93,124和154 h的荷载耦合老化试验及普通老化试验.结合荷载耦合老化后轮胎的微观扫描电镜分析(SEM)及STRP的竖向力学性能试验,研究STRP在不同老化时间下的破坏特性、竖向承载力衰减,以及竖向刚度和竖向变形性能的退化规律.研究表明:在荷载耦合老化作用下STRP表面随老化时间的增加,裂缝扩展且局部轮胎内部炭黑外移析出,STRP竖向刚度逐渐增大,竖向变形性能变差,但极限承载力无明显改变.

热氧老化作用下叠层轮胎隔震垫力学性能时变规律

为研究叠层轮胎隔震垫(STP)在不同老化时间下的力学性能,选取180 mm×180 mm的六层STP为试验对象,在100℃恒温条件下,对STP试件分别进行113 h、223 h、336 h、449 h加速老化试验。对老化后的STP进行压缩特性、剪切特性、剪应变相关性等力学性能试验研究,分析了STP的抗压弹性模量、竖向刚度、屈服后刚度、屈服力及水平等效刚度随老化时间的变化规律。提出适用于STP且可缩短试验时长的抗压弹性模量试验方法,基于改进试验方法所得结果,对比分析老化试验前后STP的抗压弹性模量并通过竖向刚度计算理论对其进行验证。试验结果表明:改进后适用于STP的抗压弹性模量试验方法节约时间且结果准确,STP经老化223 h(室温下使用50 a)时抗压弹性模量与竖向刚度均达到最大,223 h后呈现略微下降的趋势,随后基本持平。同时采用阿累尼乌斯方程拟合了不同老化时间下STP压缩性能指标的时变规律公式。剪应变在25%~100%范围内时,不同老化时长下STP的水平等效刚度、屈服后刚度均随着剪应变的增大而减小。其屈服力随剪应变的增大而增大。

老化-荷载耦合下废旧叠层轮胎隔震垫力学性能研究

为研究老化-荷载耦合作用下废旧叠层轮胎隔震垫(STP)的力学性能,选取废旧的四季胎制作15组规格为180mm×180mm×69mm的6层STP,其中3组为对照组,其余12组STP置于老化温度100℃及荷载5MPa的条件下进行77、154、231、308h的加速老化试验;对试件进行竖向力学性能试验和拟静力试验,分析老化时间对STP的竖向刚度、水平等效刚度、滞回曲线、骨架曲线、屈服刚度和等效阻尼比的影响,并将废旧轮胎隔震体系中STP(无卡槽STP)和新型村镇墙下隔震体系中STP(有卡槽STP)的力学性能进行对比分析。结果表明:STP的竖向刚度随老化时间的增加而增大;随着老化时间的增加,STP的滞回环面积均呈现先增加后减小的趋势,有卡槽STP滞回环面积均高于无卡槽STP滞回环面积;有卡槽和无卡槽STP的等效阻尼比随着老化时间的增加呈先减小后增大的规律;有卡槽STP的水平等效刚度和屈服刚度均高于无卡槽STP,随着老化时间的增加有卡槽STP的水平等效刚度和屈服刚度均高于初始值,说明老化后的有卡槽STP的力学性能稳定,能明显提高基础的隔震性能。

低成本叠层轮胎隔震垫技术

本文对村镇建筑隔震技术的发展现状及废旧轮胎的处理方式进行综述,介绍了一种适用于村镇砌体结构的隔震技术--墙下隔震技术和一种由废旧轮胎制成的新型隔震垫--叠层轮胎隔震垫,并对其进行分析,结果表明:将叠层轮胎隔震垫与墙下隔震技术结合,运用于村镇建筑,具有隔震效果明显且造价经济、施工简单、绿色环保的特点。

叠层废旧轮胎隔震垫单轴受压性能及尺寸效应研究

为研究叠层废旧轮胎隔震垫(STP)在不同尺寸及设计压应力下的单轴受压性能,选取3种不同尺寸的6层叠层废旧轮胎隔震垫,将其置于设计压应力为4MPa、5MPa、6MPa的条件下进行单轴受压试验。分析探究尺寸效应及设计压应力对STP的竖向极限承载力、竖向压缩刚度、名义抗压弹性模量及竖向变形性能的影响,并基于其轴压性能稳定性,确定最优尺寸及设计压应力,同时结合极限承载力试验中STP的变形、裂缝延展及其内部钢丝网破坏等内外部破损行为,综合阐明STP轴压失效机理。结果表明,不同尺寸下叠层废旧轮胎隔震垫均具有良好的竖向力学性能,竖向变形性能稳定。尺寸为140mm×140mm,设计压应力为5MPa时STP的竖向力学性能最为稳定,为叠层废旧轮胎隔震技术的推广和应用提供参考。

老化-荷载下叠层轮胎隔震垫恢复力模型研究

为研究老化⁃荷载作用下废旧叠层轮胎隔震垫(Scarp Tire Rubber Pads,STP)恢复力模型,对72个尺寸为180 mm×180 mm×69 mm的STP经受0,77,154,231,308 h老化时间、5 MPa荷载作用后进行低周反复加载试验,分析STP的破坏特征、承载力衰减、刚度退化、滞回耗能特性。基于试验结果,得到带有负刚度段的三折线骨架曲线,并结合未老化⁃荷载作用下STP恢复力模型特征参数,得到考虑老化⁃荷载作用下STP骨架曲线特征点计算公式;采用基于滞回耗能的循环退化指数建立了可考虑老化⁃荷载作用下STP试件的捏缩效应、承载力衰减和刚度退化的恢复力模型。研究表明:老化⁃荷载作用对STP在实际老化时间为50 a内的滞回耗能没有损伤,且因STP表层橡胶老化硬化而增加;基于循环退化指数建立的STP恢复力模型,与试验滞回曲线对比,两者基本吻合,在一定程度上验证了该恢复力模型的准确性和适用性。

高温-荷载耦合作用下废旧叠层轮胎隔震垫劣化机理分析

为探究高温-荷载耦合作用下废旧叠层轮胎隔震垫(STP)劣化损伤,选取几何尺寸为180 mm×180 mm×69 mm的6层STP,将其置于高温100℃、常温20℃,荷载4 MPa、5 MPa、6 MPa的耦合条件下进行308 h的温度侵蚀试验。随后进行扫描电镜(SEM)、拟静力加载试验,观察橡胶分子微观形态变化、STP外观变形以及轮胎炭黑移动过程,结合拟静力试验结果,综合阐明高温-荷载耦合作用下STP劣化机理。结果表明:高温-荷载耦合作用使STP橡胶表面层的交联密度显著提升、局部分子量增大、STP内部橡胶分子形成饱和化学键、反应活性降低、形态发生转变,导致STP竖向刚度在4 MPa下最大提高31.9%;水平等效刚度提高,但退化速率比常温下快;竖向变形性能变差,在不同设计压应力下的变形量均在2%以内;最大单圈耗能较常温下减小2.5%。研究成果可为新型墙下叠层隔震结构在高烈度村镇地区的推广和应用提供理论参考。

叠层轮胎隔震垫竖向力学性能试验研究

对3种常用轮胎型号的四季胎和雪地胎叠层轮胎隔震垫(STP)进行竖向力学性能试验。研究宽度、长度及轮胎类型对其竖向极限强度、竖向压缩刚度以及竖向变形性能的影响。研究结果表明:轮胎类型对STP竖向极限强度影响较小,相同尺寸下雪地胎较四季胎的竖向极限强度分布较为集中,相对稳定。竖向压缩刚度随STP宽度和长度的增加而增加,同一尺寸下四季胎STP的竖向压缩刚度比雪地胎STP高出5%左右。两种轮胎类型STP的竖向变形性能均小于3%,具有良好的变形性能。

叠层轮胎隔震垫轴压状态下的破坏准则

为进一步明晰叠层轮胎隔震垫(STP)在纯压状态下的破坏行为,提出了更为精确的轴压破坏准则。选取180 mm×180 mm的方形6层STP,对其进行竖向极限性能试验,分析其在二次加载后的承载力变化、外观破坏及钢丝网分布变化情况。试验结果表明:STP受压时钢丝网断裂情况与其承载力变化关系密切,二次加载时,STP荷载-位移曲线出现拐点的主要原因是钢丝网达到极限拉应力而局部断裂。在结合叠层橡胶隔震支座的破坏准则的基础上,建议将STP内部钢丝网断裂情况作为其轴压破坏失效的判定指标。同时,为了保证设计及使用安全,选取钢丝网断裂时荷载-位移曲线的最小荷载作为STP的极限承载力。

基于墙下隔震技术的叠层轮胎隔震垫隔震性能研究

为了研究叠层轮胎隔震垫用于墙下隔震技术时的隔震性能,将叠层轮胎隔震垫置于模拟墙下隔震技术的槽形圈梁加载装置中,并对其进行压剪试验,得出滞回曲线、骨架曲线、水平等效刚度、等效阻尼比及耗能能力各项隔震指标,并进行数值拟合,得出各指标随水平位移的变化规律。结果表明,隔震垫滞回曲线饱满,具有良好的隔震性能,水平加载位移为±45mm时,骨架曲线、水平位移-水平等效刚度关系曲线、水平位移-等效阻尼比关系曲线、水平位移-耗能能力关系曲线的趋势都发生了变化。

基于热氧老化作用下叠层轮胎隔震垫竖向力学性能时变规律研究

为研究叠层轮胎隔震垫(STP)在老化作用下的竖向力学性能,选取团队前期研究最优几何尺寸为180 mm×240mm×80mm的7层STP,将其置于老化温度100℃条件下进行31h、62h、93h、124h、154h的热空气加速老化试验。将完成加速劣化的STP进行竖向力学性能试验研究,深入分析老化时间对STP的竖向刚度、竖向变形性能、抗压弹性模量、竖向极限强度的时变规律影响,结合试验中STP的变形、脱胶、钢丝网破坏及其裂缝延展等内外部破损行为,综合阐明热氧侵蚀环境作用对STP竖向力学性能的影响规律,分析其在设计使用年限内安全使用情况。试验研究结果表明:STP经老化93h(室温下使用30年)时竖向刚度均达到最大,93h后呈现基本持平的趋势。老化后的STP竖向变形性能均满足规范要求且在建筑结构全寿命周期内STP的竖向力学性能稳定。研究成果以期为新型墙下废旧叠层轮胎隔震结构在高烈度村镇地区的推广应用,提供理论基础。

热氧老化下废旧轮胎隔震垫隔震性能及压应力相关性研究

为研究废旧叠层轮胎隔震垫(STP)在热氧老化下的隔震性能及压应力相关性能,选取180 mm×180 mm×69 mm的6层STP,将其置于老化温度为100℃的条件下进行77 h、154 h、231 h、308 h的热空气加速老化试验。将完成加速劣化的叠层轮胎隔震垫进行不同压应力(4 MPa、5 MPa、6 MPa)下的墙下拟静力试验研究及理论分析,量化研究老化时间、设计压应力对墙下隔震结构下废旧轮胎隔震垫隔震性能的影响,同时结合试验中STP的变形、脱胶、钢丝网破坏及其裂缝延展等内外部破损行为,综合阐明热氧侵蚀环境作用对STP的作用机理,并提出新型村镇墙下隔震体系的隔震性能衰减规律及性能退化机理。结果表明,新型叠层轮胎隔震结构体系具有良好的隔震、限位和复位效果,在建筑结构全寿命周期内STP的力学性能稳定,具有可靠的隔震性能。同时,当设计压应力为5 MPa时,劣化前后STP的隔震性能相对最为稳定,建议实际施工中选取其最佳设计压应力为5 MPa。本研究成果以期为新型墙下废旧叠层轮胎隔震结构在村镇地区的推广应用提供理论基础。

轮胎隔震垫力学性能试验与分析

为了将废旧叠层轮胎充分利用,设计了动力分析数值模型,采用STP支座动力性能分析实验的方法,研发叠层轮胎隔震垫(STP),并利用STP支座进行竖向力学性能实验以及水平性能试验,通过试验对叠层轮胎隔震垫(STP)进行测试,最终结果表明,叠层轮胎隔震垫(STP)可以达到隔震的效果,为营造良好的建筑环境提供了技术监督手段。

浅谈监理在房建工程叠层橡胶隔震技术中的应用

根据广州大学行政A楼工程采用叠层橡胶隔震技术,在抗震垫安装的监理过程中,如何保证安装质量,确保达到设计要求和隔震要求的监理控制技术要点和监理措施。

热氧老化下叠层轮胎隔震垫动力响应分析

基于前期对叠层轮胎隔震垫(STP)热氧老化下力学性能的研究,建立两层砌体隔震结构和非隔震结构模型,采用非线性时程分析法分析经过0、25、50、75及100 a热氧老化后的STP在实际工况下的隔震性能。结果表明,安装了STP的隔震结构相比于非隔震结构层间剪力降低了44.20%~54.80%,顶层加速度降低了26.90%~36.50%,且经历不同年限热氧老化后STP仍保持着较好的隔震性能;隔震连接处STP滞回曲线饱满,耗能能力稳定,热氧老化后滞回耗能有所上升。用时程分析法计算出隔震结构在STP老化年限50 a内的平均水平减震系数均小于0.5,可满足《建筑隔震设计标准(GB/T 51408—2021)》中上部结构降低1度进行抗震设计的要求,因此建议STP的安全使用年限为50 a。

基于STP的柱下新型隔震装置隔震特性研究

为解决废旧叠层轮胎垫(STP)隔震体系在村镇建筑使用中,缺少柱下STP隔震装置,限制其在村镇建筑中推广应用这一问题,设计一种基于STP的柱下新型隔震装置。对截面尺寸为100mm×100mm、140mm×140mm、180mm×180mm,高度72mm的STP在压应力4MPa、5MPa、6MPa下进行低周往复试验,结合隔震机理、破坏特征、承载力衰减、刚度退化、等效阻尼比等变化特性,研究此柱下新型隔震装置的隔震失效机理、滞回耗能特性。结果表明:此新型隔震装置中STP在不同设计压应力、截面尺寸下均有稳定的耗能能力;在水平位移±20mm下,挤压测STP内部钢丝网与橡胶脱离分开,其承载力在不同参数设计下衰减较为明显;在截面尺寸140mm×140mm、压应力5MPa作用下,新型隔震装置各项滞回耗能特性均无显著变化,建议将此参数设计作为在村镇隔震结构设计时柱下新型隔震装置中的基本参数。该研究成果为STP隔震体系在村镇建筑中的应用提供理论参考。