并联复合隔震支座性能的试验研究

利用拟静力试验对并联复合隔震支座的恢复力特性进行了研究。并联复合隔震支座由夹层橡胶垫和摩擦滑移支座并联复合组成。分别调整橡胶垫和摩擦滑移支座上竖向力的大小 ,对三种支座的恢复力特性进行了分析比较。结果表明 ,并联复合隔震支座充分融合了橡胶垫隔震支座和摩擦滑移隔震支座的优点 ,改善了采用单一隔震支座的缺点 。

碟簧-叠层橡胶三维复合隔震支座力学性能试验研究

对适用于大跨空间结构的碟簧-叠层橡胶三维复合隔震支座进行隔震性能试验研究,该支座由叠层橡胶与下部碟簧装置串联组成。水平方向,试验测试了简谐波激励下支座的滞回性能,考察了剪应变、竖向压力及加载频率对其水平力学性能的影响;竖直方向,对支座的等效刚度及等效阻尼比进行试验研究,考察了加载幅值、预压力及加载频率对其竖向滞回性能的影响,同时考察竖向刚度的变化对叠层橡胶支座水平力学性能的影响。结果表明,三维复合隔震支座在水平及竖向均有较好的滞回性能,水平方向等效阻尼比在0.07~0.11之间,其值随着竖向压力的增加而增大;竖向等效阻尼比在0.1~0.2之间,竖向加载频率对其影响不大;竖向刚度的降低使支座的水平等效刚度、等效阻尼比增加。

碟形弹簧复合隔震支座力学性能试验与数值模拟研究

为了提高普通碟形弹簧隔震支座的耗能能力,将普通碟形弹簧隔震支座与黏弹性阻尼材料相结合,形成碟形弹簧复合隔震支座。对碟形弹簧复合隔震支座进行静力和动力往复加载试验,考察加载预压量、位移幅值和加载频率对其力学性能的影响。试验结果表明,黏弹性阻尼材料能够有效提高普通碟形弹簧隔震支座的耗能能力;加载频率对其等效刚度和等效阻尼比影响较小;位移幅值和加载预压量与其等效刚度和等效阻尼比成正相关关系;黏弹性阻尼耗能及库仑阻尼耗能占碟形弹簧复合隔震支座耗能的主要部分,黏性阻尼耗能占其耗能的比重较小。利用ABAQUS软件建立碟形弹簧复合隔震支座的精细化数值模型,对其承受静力和动力荷载的力学行为进行数值模拟。数值模拟结果表明,C3D8R单元和C3D8H单元能够有效模拟碟形弹簧复合隔震支座中碟形弹簧和黏弹性阻尼材料的力学行为。

钢丝网复合橡胶减隔震支座拟静力试验与恢复力模型研究

钢丝网复合橡胶减隔震支座是一种可以翘曲滚动实现剪切大变形的新型减隔震支座,主要适用于中小跨径桥梁。为了探究钢丝网复合橡胶减隔震支座的减隔震性能及恢复力特性,本文对其进行拟静力试验,得到支座滞回曲线,反映出较好的耗能能力,在试验数据基础上利用最小二乘法拟合提出支座的三段线性恢复力模型;为了推广该支座的实桥应用,实现其在实桥抗震验算有限元建模中的模拟,本文在SAP2000有限元程序中采用多段线性塑性连接单元的Kinematic模型模拟支座,重现拟静力试验加载过程,对比支座有限元计算滞回曲线和试验滞回曲线,模拟结果良好。

并联复合隔震结构性能研究

通过拟静力试验,获得了并联复合隔震支座的滞回曲线。在此基础上,基于静力弹塑性分析,通过等效线性化简化计算对并联复合隔震体系的抗震性能进行了简化计算研究。计算结果表明该体系隔震效果明显。

新型复合隔震结构的偏心扭转效应

为研究水平地震作用下并联平动式复合隔震支座对偏心结构平扭耦联效应的控制作用,以某12层钢筋混凝土框架结构为例,采用有限元分析方法,对不同偏心的抗震及隔震结构进行地震激励.通过对比分析相关扭转控制指标,发现并联平动式复合隔震支座能有效抑制偏心结构扭转效应.研究结果表明:并联平动式复合隔震支座不仅能够有效地隔震,还可以减小上部结构的平扭耦联效应,减小或延缓偏心结构在地震作用下发生的扭转破坏.

隔震设计探讨

隔震技术在建筑中的应用越来越受到人们的重视，本文较系统地探讨了复合隔震的设计方式，提出了有益的建议。

大跨空间结构隔震支座的应用研究

为进一步完善大跨空间结构支座隔震技术,提出了一种新型的三维复合隔震支座,新开发的支座水平采用摩擦滑移隔震,竖向采用螺旋弹簧或碟形弹簧,基于概念模型设计制作了两类支座,利用振动台试验研究了支座的动力性能,并依据试验结果建立了其理论模型。此外,还对支座在大跨结构中的隔震性能进行了模拟分析,结果表明新开发的支座具有良好的隔震性能,能显著延长隔震结构的周期,并使轴力相应的峰值降低幅度在50%以上。