浅析弹性滑板支座在组合隔震建筑结构设计中的应用

目前国家鼓励在建设工程中采用减隔震技术提高抗震性能,“两区八类建筑”应当采用减隔震技术。随着社会发展对建筑用地规划使用、建筑外立面观瞻、结构可靠性要求越来越高,传统隔震技术不能或需花更大代价才能满足抗震要求。为此本文根据规范技术要求、结构设计经验,对弹性滑板支座在组合隔震结构设计中的应用进行归纳总结。

钢阻尼滑板支座体系在常规桥梁中应用探索

目前中小跨径装配式组合梁桥的支座形式多采用普通板式支座,其抗震效果不够理想。为了很好的满足桥梁结构抗震设计要求,同时又具有良好的经济性,本文在已有减隔震体系的基础上,提出一种新型减隔震体系,即钢阻尼滑板支座体系,该体系具有经济性和减隔震性能良好的优点。并对一实际工程的中小跨径桥梁进行了理论验证,结果表明钢阻尼滑板支座体系减隔震效果良好,可以较好的满足桥梁结构抗震设计要求,具有广阔的运用价值。

连续梁桥钢阻尼滑板支座隔震性能试验研究

为研究钢阻尼滑板支座对连续梁桥的隔震效果,以某25m+25m连续梁桥为原型设计制作缩尺比为1∶5的模型,通过振动台试验研究钢阻尼滑板支座的隔震性能,分析不同地震波类型、输入方向和强度对钢阻尼滑板支座隔震效果的影响。结果表明:当地震波频率接近模型桥的自振频率时,钢阻尼滑板支座的隔震效果相对较差;地震波双向输入时模型桥的加速度和位移响应大于单向输入时的响应;地震波横向输入时模型桥的地震响应大于纵向输入时的响应;输入地震动强度越大,钢阻尼滑板支座的隔震效果越明显;加速度峰值3.82m/s2的地震波作用后,模型桥中墩出现微裂缝,但不影响桥梁的正常使用,钢阻尼滑板支座的隔震效果良好。

新型钢阻尼滑板支座梁桥振动台模型试验研究

为了探究新型钢阻尼滑板支座的减隔震效果,以一2跨桥面连续简支梁桥为工程背景,设计了振动台试验模型并开展三台阵振动台试验,比较研究了普通板式橡胶支座、高阻尼橡胶支座、钢阻尼滑板支座3种支座的减隔震效果。结果表明:地震动峰值较小时(E1地震作用),钢阻尼滑板支座和高阻尼橡胶支座的减隔震效果接近,且均优于板式橡胶支座;地震动峰值越大(E2地震作用),钢阻尼滑板支座的减隔震优势越突出,其减隔震效果优于高阻尼橡胶支座,且两者均优于板式橡胶支座。试验验证了钢阻尼滑板支座在桥面连续简支梁桥中减隔震性能的可行性。

基于振动台试验的钢阻尼滑板支座地震易损性分析

为有效地评价一种新型C型钢阻尼滑板支座的隔震性能,在两跨连续梁桥振动台试验的基础上,对该支座进行了易损性分析。首先介绍了振动台试验的基本情况,采用弹簧单元模拟隔震支座,建立了两跨连续梁桥的计算模型;其次,根据支座位移和破坏之间的关系,建立了钢阻尼滑板支座不同损伤状态的判断准则,并计算得到了钢阻尼滑板支座的地震损伤概率需求模型和地震动PGA概率需求模型;最后,建立了钢阻尼滑板支座概率损伤模型,利用易损性曲线评估了钢阻尼滑板支座隔震桥梁的抗震性能。结果表明,所提出的概率需求模型精度较高,实测和计算支座位移的误差在15%以内;基于概率的易损性方法可以有效地评估钢阻尼滑板支座的隔震性能,在设计地震作用下钢阻尼滑板支座产生中等损伤的概率小于10%;在罕遇地震作用下,钢阻尼滑板支座发生严重、完全破坏的概率分别小于20%、5%;在同等地震动强度作用下,支座发生纵桥向破坏的概率大于横桥向。

弹性滑板支座在组合基础隔震中的应用

组合基础隔震越来越广泛地用于建筑结构的抗震设计。在发生地震时,地震能量几乎全部由隔震层吸收,使上部结构免遭破坏而且能有效地保护房屋内的物品不受损坏。本文介绍了一种可代替隔震橡胶支座的竖向承力构件—弹性滑板支座,它具有镜面不锈钢板与聚四氟乙烯组成的一对摩擦副,当水平力大于摩擦力时,上部结构与基础将发生相对滑动,确保上部结构的安全。与传统的隔震橡胶支座相比,其具有竖向承载力高、摩擦系数小、长期性能稳定、对环境无污染等优点;特别是在软土场地隔震中能发挥至关重要的作用。通过在上海某框架结构房屋基础隔震中的应用,介绍了弹性滑板支座的设计、试验以及安装时的注意事项,希望对今后的类似工程提供借鉴。

连续梁桥钢阻尼滑板支座设计参数优化方法

钢阻尼复合滑板支座具有滑动耗能、自复位且经济性好的优点,但对其实际隔震性能还缺乏实桥试验验证,不同设计参数对其隔震率的影响规律也缺乏认识。针对这些问题,以一座两跨连续梁桥为研究对象,进行1∶5缩尺比模型的振动台试验,分析了墩顶位移、墩底剪力和桥面位移的减震率,比较了不同强度地震作用下高阻尼橡胶支座和钢阻尼滑板支座的隔震效果。结合有限元模型,分析了不同类型地震作用下屈服力、初始刚度、屈服刚度比对墩顶位移、墩底剪力和桥面位移减震率的影响规律,并分析了参数取值范围。结果表明,钢阻尼滑板支座的隔震效率在纵桥向略优于高阻尼橡胶支座,横桥向则接近高阻尼橡胶支座。综合考虑桥面板位移、墩顶位移和墩顶剪力的减震率,可以确定出钢阻尼滑板支座的有效取值范围,对实桥的支座设计有借鉴作用。

大直径建筑隔震弹性滑板支座施工技术

北京新机场航站楼工程在国内首次使用超大直径弹性滑板支座,与传统安装方式不同,采用倒扣安装方式。介绍弹性滑板支座的工作原理、倒扣安装方式、施工安装流程、施工安装质量控制指标、施工安装关键控制点、滑移面板安装方法,技术难点等。

弹性滑板支座在隔震生产综合楼中的应用研究

对国内首栋整体隔震的全户内变电站生产综合楼进行隔震设计研究,探讨隔震层中弹性滑板支座应用的可行性,并对比研究该类支座的两种恢复力模型:考虑双向耦合的Bouc-Wen模型和考虑动轴力及双向耦合的FP模型。对分别使用这两种模型的隔震结构进行了多个水准下单向、双向、三向地震反应分析。结果表明:使用弹性滑板支座是可行的,与橡胶支座相组合,更容易兼顾隔震层刚度和隔震效果的平衡,增强变电站的抗震韧性。不同支座恢复力模型算得结构楼层加速度、位移及支座轴力极值相近,时程趋势保持一致,两种模型可以通用;三向地震下FP模型较前者算得支座剪力及滞回曲线出现一定的上下波动,在描述动轴力对支座滞回性能的影响上,FP模型更加合理。FP模型较前者所得结果更加精确可靠,并具有更大的适用性,是模拟弹性滑板支座工作性能的有效模型。

无机耐久型建筑隔震滑板支座试验研究

近年来滑板支座与橡胶隔震支座组合使用的复合隔震技术在抗震工程中的应用日益增多。本文基于二硫化钼、石蜡以及高强灌浆料等材料研发了一种新型无机耐久型隔震滑板支座,并通过试验研究了不同滑块尺寸的支座竖向刚度、承载能力,静动摩擦系数与压力的相关性及其滞回性能,动摩擦系数与加载频率、加载次数相关性等性能。试验结果表明,该新型滑板支座竖向刚度良好、承载能力高,动力往复荷载作用下的摩擦系数稳定且滞回曲线饱满,是一种性能良好、造价低廉、适于工程应用的隔震支座。

高速公路桥梁滑板支座变形的原因及防治措施

针对山区高速公路桥梁相对较多的现状,结合工程实践,对高速公路桥梁滑板支座变形的原因进行了分析,并针对性地提出了减小滑板支座变形的措施,同时简单介绍了滑板支座的更换,以解决桥梁滑板支座的变形问题。

自复位刚性滑板隔震支座试验研究

近年来组合隔震体系在工程抗震领域应用日益增多。本文基于组合隔震技术将滑板隔震支座的摩擦滑移元件和叠层橡胶隔震支座的橡胶元件并联形成一种新型隔震支座——自复位刚性滑板隔震支座。通过试验研究不同压力、加载位移及水平加载频率与滞回特性的相关性等性能,基于ABAQUS有限元软件对该支座进行数值模拟分析。研究结果表明:数值模拟结果与试验结果吻合较好;自复位刚性滑板隔震支座具有更高的竖向承载力,支座滞回曲线稳定饱满,拥有良好的隔震效能,是一种可适用于工程应用的隔震支座。

一种钢阻尼滑板橡胶支座设计与试验研究

将钢阻尼元件与滑板橡胶支座加以组合研发出钢阻尼滑板支座,滑板橡胶支座承担竖向载荷,利用钢阻尼元件的弹塑性变形和耐磨板与不锈钢板的摩擦力在提供支座所需刚度的同时耗散输入能量。由于该支座的耗能功能主要由C型钢阻尼元件和摩擦力提供,而钢材与耐磨板材料性能受温度影响较小,因此该支座拥有更广泛的适用性。通过有限元数值仿真技术完成试验支座设计后,利用压剪试验机对试验模型进行了摩擦力及整体阻尼性能试验。结果表明:试验支座实测性能与数值仿真分析设计的结果一致,试验所得滞回曲线饱满,在不同变形方向均具有较好的耗能效果,设计符合相关标准要求。

铰轴滑板钢支座力学性能的实验分析

研究中采用自行设计的特殊加载设备,通过模型实验测试了新型铰轴滑板钢支座在承载条件下铰轴摩擦扭矩和座板临界摩阻力的变化规律,得到一些新的实验现象.

新型耐热型耐磨板在滑板橡胶支座中的应用

根据弹性滑板橡胶支座使用需要,利用一种新型耐热型耐磨塑料HLIDE,研制了一种新型弹性滑板橡胶支座。通过对盆式橡胶支座和球型支座的结构特点的研究,采用滑板与橡胶支座本体分离的设计方法完成了支座结构设计。在该支座滑板材料与橡胶支座本体之间设置了卡槽钢板,滑板放置于卡槽钢板内。通过支座试验可知,试验完成后卡槽钢板内的滑板均未发生变形、破损。在滑板材料承受11.9MPa竖向压力干摩擦情况下,PTFE和UHMWPE材料的滑动摩擦系数相比HLIDE材料,分别增加了25.9%和170.4%。

两种新型滑板型文物隔震支座设计及性能研究

为了确保博物馆内文物的防震安全,首先,提出了两种新型滑板型文物隔震支座,分别为固定刚度支座和变刚度支座。其次,建立了对应的"支座–展柜"系统有限元模型。同时,建立并提取某博物馆有限元模型不同工况下的楼层波,进行"支座–展柜"模型的时程分析,研究两种文物隔震支座的隔震效果、适用性,并完成支座设计。结果表明:滑板型文物隔震支座可同时实现X、Y两方向的隔震,同时,变刚度支座还可实现文物在不同强度地震作用下的隔震目的;固定刚度支座和变刚度支座在隔震楼层波下的平均隔震效果约为60%、80%,非隔震楼层波下的平均隔震效果约为90%、95%;变刚度支座的隔震效果优于固定刚度支座。最后,得到了两种新型滑板型文物隔震支座的设计方法,该设计方法可为后续工程应用提供必要的指导依据。

冻融条件下四氟滑板橡胶支座受压性能研究

为了研究四氟滑板橡胶支座经过冻融循环后的承载力变化情况,采用标准冻融试验箱对氯丁橡胶支座进行25,50,75,100,150次的冻融循环处理并进行轴心受压试验,研究其在不同冻融循环次数的承载力、极限抗压强度、竖向刚度、弹性模量等各项性能指标的变化,并与标准试件进行对比分析。结果表明经过冻融循环处理的氯丁橡胶支座更容易发生脆性破坏,且钢板外露、裂缝等破坏现象比标准试件更严重。随着冻融循环次数的增加,冻融程度的加深,氯丁橡胶支座极限承载力、极限抗压强度都逐渐降低;采用最小二乘法得出50年抗压强度的衰减曲线和衰减公式,其变化趋势基本符合指数函数规律。冻融循环后的公路桥梁板式氯丁橡胶支座的各项力学性能指标显著降低,因此应严格控制公路桥梁板式氯丁橡胶支座的温度适用范围,并建议提高其最低适用温度,在寒冷地区尽量采用天然橡胶支座。

铰轴滑板钢支座的设计研制和试验

佳木斯松花江特大桥主桥钢桁梁采用新型钢支座———铰轴滑板钢支座 ,详细分析辊轴支座存在的问题 ,介绍新型支座的特点和工作原理 ,详细的检算和局部应力分析 。

冻融条件下公路桥梁四氟滑板氯丁橡胶支座力学性能试验

目的研究公路桥梁四氟滑板氯丁橡胶支座经过冻融循环后的承载力变化情况,为各项公路桥梁的施工提供依据.方法将四氟滑板氯丁橡胶支座放入标准冻融试验箱中进行100次的冻融循环处理,而后进行轴心受压及抗剪试验.与标准试件进行对比分析,研究承载力、极限抗压和抗剪强度、竖向刚度、水平等效刚度、弹性模量等各项性能指标的变化.结果四氟滑板氯丁橡胶支座经过冻融循环处理,更易发生脆性破坏,且钢板外露、裂缝等破坏现象较标准试件更为严重.经处理的四氟滑板氯丁橡胶支座的承载力、极限抗压及抗剪强度、抗压及抗剪弹性模量小于标准试件.结论经冻融循环处理,公路桥梁四氟滑板氯丁橡胶支座的各项力学性能指标均明显降低,建议提高四氟滑板氯丁橡胶支座的最低使用温度,严格控制其温度适用范围,在寒冷地区尽量采用天然橡胶支座.

盐冻条件下四氟滑板橡胶支座轴压力学性能研究

四氟滑板橡胶支座易受外界气候影响的影响，为研究四氟滑板橡胶支座经过盐冻处理后的承载力变化情况，采用标准冻融箱和质量分数为3．5％的NaCl溶液对四氟滑板橡胶支座分别进行20、40、60、80和100天盐冻处理，并进行轴压力学性能研究。通过对比分析盐冻处理对承载力、极限抗压强度、竖向刚度、弹性模量等性能的影响。在加载过程中，四氟滑板橡胶支座一般在上侧内陷，下侧鼓起，四个角部有翘曲，四个侧面具有凸起，而盐冻处理后的试件比标准试件更易发生脆性破坏，且钢板外露、裂缝等破坏现象更严重。四氟滑板橡胶支座的抗剪承载力、极限抗剪强度、水平等效刚度、抗剪弹性模量都随盐冻时间增加而降低。采用最小二乘法得出50年抗压强度的衰减曲线和衰减公式，其变化趋势基本符合幂函数规律。