空气弹簧-铅芯橡胶支座三维隔震装置力学性能

为提高柔性建筑结构的隔震能力,提出一种兼具水平和竖向隔震功能的空气弹簧-铅芯橡胶支座(AS-LRB)三维隔震装置.介绍了该三维隔震装置的构造,分别对该三维隔震装置水平和竖向力学性能进行了试验研究,提出了该三维隔震装置水平和竖向力学性能参数的计算方法.研究结果表明:该三维隔震装置采用空气弹簧(AS)进行竖向隔震,采用铅芯橡胶支座(LRB)进行水平隔震;竖向隔震的载荷-位移曲线表现出非线性变化的特点,其竖向力学性能受空气弹簧气压的影响明显;水平隔震的耗能能力强,其水平力学性能受加载幅值和空气弹簧气压的影响明显.通过与试验结果的对比表明,所提出的计算方法能够准确地计算该三维隔震装置的水平和竖向力学性能参数.

铅芯隔震橡胶支座力学性能试验研究

针对铅芯隔震橡胶支座力学性能试验,重点分析橡胶支座结构及粘接试验标准,设计一种新型抗剪粘接模块化试验装置,与现有试验装置进行分析比对,对新型试验装置的结构进行分析计算,对LRB750、LRB900两种支座进行压缩性能、水平性能、水平非破坏粘接性能和破坏粘接性能试验,结果表明:试验设计满足要求,相比垂向压缩、水平剪切对隔震橡胶支座粘接性能影响更明显,且支座压缩刚度、屈服力、屈服刚度、水平等效刚度均满足要求,LRB900初始粘接破坏载荷761 kN、位移735 mm。该研究成果为橡胶支座及同类产品研发和试验提供一定指导作用。

铅芯隔震橡胶支座关键抗震性能参数极低温效应试验研究

中国北方部分地区冬季易受到极寒气候的影响,研究铅芯隔震橡胶支座在此环境下的性能变化规律和规范适用性,对结构抗震安全性具有非常重要的意义。对3种不同形状的铅芯隔震橡胶支座,分别进行了不同温度(-60~40℃)和不同低温暴露时间(1、2、7 d)下的剪切性能试验,得出了支座的关键抗震性能参数(特征强度、水平等效刚度、屈服后刚度和等效阻尼比)随温度和低温暴露时间的变化规律。研究表明:支座形状对铅芯隔震橡胶支座的低温隔震性能影响较小;而橡胶配比在极低温时的影响至关重要;在满足各项性能需求的前提下,低温减隔震支座宜优先选择剪切模量较小的支座;支座的关键抗震性能参数在低温暴露时间约为2 d时达到一个相对稳定的状态。

考虑环境温度效应的隔震橡胶支座力学性能试验

为研究环境温度对隔震橡胶支座力学特性的影响,利用高速压剪试验设备针对直径700 mm的隔震橡胶支座(LRB700以及LNR700)开展一系列不同温度(-20、0、23℃)、不同频率(0.2、0.25、0.3 Hz)以及不同剪应变(50%、100%、250%)的压剪试验。鉴于高速高压(15 MPa的竖向压应力)试验设备本身会产生较大的惯性力以及摩擦力,分别提供相应的修正方案以便准确获得支座的力学性能指标。结果表明:随着加载圈数的增加,LRB700内部铅芯的温度变化较为明显,并呈现关于高度的对称性,而LNR700内壁温度变化很小;LRB700及LNR700的相关力学性能指标(如水平屈服剪力、屈服后水平刚度以及水平等效刚度)随环境温度的降低都表现出不同程度的上升趋势,其中,LRB700水平屈服剪力上升15%~32%,LRB700屈服后水平刚度上升7%~16%,LRB700与LNR700水平等效刚度分别上升12%~23%、5%~16%。基于上述结果并结合相关规范针对LRB700以及LNR700提出考虑环境温度效应的力学性能调整系数。

不同边界条件下隔震橡胶支座的力学性能和稳定性

在大跨度空间结构、高层建筑和桥梁等工程中,隔震橡胶支座端部的柔性约束或倾斜对其力学性能和稳定性有着显著影响。基于支座两端有任意转角和相对位移的理论,并结合固端约束条件下的试验结果进行非线性响应分析。研究发现:在特定状态下支座水平位移的理论解和试验结果高度一致。继而,通过在四种边界条件下对支座进行对比分析,进一步探讨了支座在最不利边界条件下的力学性能。分析表明:随着顶部转角的增大,支座顶部弯矩由抗倾覆变为倾覆弯矩。此外,支座P-Δ(轴压-水平位移)效应为:随着轴压的增加,支座倾覆临界角增加。然而,无论是顶部转角还是轴压增加,均会导致支座内力增大、变形加剧以及水平刚度下降,尤其是底部弯矩的显著增加,容易引起支座内部橡胶局部破裂,从而导致支座整体的失稳。

隔震橡胶支座力学性能的损伤评估

在遭遇罕遇和极罕遇地震时,采用螺栓连接的隔震橡胶支座可能会因为局部橡胶损伤而导致整体屈曲或失稳。这种支座的力学性能深受其构成材料-钢和橡胶的物理属性的影响。橡胶的特点包括低模量、高延展性、超弹性以及弱压缩性。通过解析解和试验非线性响应结果表明:当水平力较小时,支座纯压下的最大和平均剪应变较大,随水平力增加,其纯剪下的最大和平均剪应变以及弯曲平均剪应变增加显著,因此,在评估支座最大和平均剪应变时,必须同时考虑压缩、剪切和弯曲效应的综合影响。此外,美国规范中最大剪应变限值可作参考,英国规范的名义压应变偏大。支座中橡胶的体积膨胀可能引起内部破裂,因此,在大应变和高轴压下,准确确定隔震支座的剪切模量和剪应变对于描述其力学行为和局部拉、压应力,以及预测内部损伤和破坏程度具有重要意义。

建筑SMA/橡胶复合型隔震支座老化性能的研究

研究建筑形状记忆合金(SMA)/橡胶复合型隔震橡胶支座的老化性能。结果表明:丁腈橡胶(NBR)/溴化丁基橡胶(BIIR)并用比为45/55的并用胶的耐热老化性能最佳;采用最佳并用比的NBR/BIIR并用胶的建筑SMA/橡胶复合型隔震支座热老化后的滞回曲线变化较小,即其水平力学性能稳定,而紫外线照射和温度对其性能有影响,但影响有限,可以通过增加遮蔽物来降低紫外线照射和温度的影响,以延长使用寿命。

隔震橡胶支座在砌体结构抗震加固中的应用

砌体结构的加固改造,经常遇到抗震设防类别的提高,导致上部结构的构造措施难以满足规范要求,给加固设计带来一定的困扰。橡胶隔震支座在加固设计的运用,可以有效减小上部结构的地震作用,从而减少上部结构的加固设计难度。以五层砌体结构的改造加固为例,探讨隔震橡胶支座在砌体结构抗震加固中的应用。该建筑使用功能由办公楼改为幼儿园,抗震设防类别由丙类提高为乙类。通过在底层设置隔震橡胶支座,对比加固前后底部剪力、弯矩的变化,可以看出橡胶支座显著降低了砌体结构底部的地震力,减少了上部结构的加固量。

考虑橡胶隔震支座速度相关性的隔震桥梁地震响应研究

研究了橡胶支座在桥梁工程隔震结构中的速度相关性,以及在两种不同级别地震作用下的橡胶支座响应变化.通过即时子结构试验,对隔震桥梁工程中采用三种不同阻尼的橡胶支座,在小震和大震环境中的地震反应进行了速度相关性分析.发现在大震情况下,结构响应受到了速度相关性强烈影响,高阻尼比的支座影响更加明显;不同阻尼的橡胶支座的速度相关性对整体抗震结构的地震响应起到关键作用.通过三种支座模型比较分析,发现速度无关的模型与本文研究的速度相关性模型相比,后者结果更接近试验值.

基于频率的叠层橡胶隔震支座损伤识别研究

提出一种基于自振频率的叠层橡胶隔震支座的损伤识别方法。通过叠层橡胶隔震支座的周期结构特性,利用周期结构特征波导纳法,推导自振频率与基本周期单元整体剪切模量变化之间的关系,建立自振频率变化率对单元损伤的敏感性识别方程组,并采用约束优化方法求解该识别方程组,实现基于自振频率变化的叠层橡胶隔震支座的损伤识别。算例模型考虑了上部结构对底层橡胶支座的影响,使计算模型更加符合工程实际。通过三维有限元数值仿真分析验证了本文所提损伤识别方法的有效性和精确性。

建筑隔震橡胶支座四立柱平板硫化机加热方式优选

根据建筑隔震橡胶支座生产工艺的特殊性,对其硫化所用四立柱平板硫化机(简称平板硫化机)加热方式进行优选。从平板温升情况和温度极差以及平板硫化机制程稳定性和联程统一性4个方面分析,确定建筑隔震橡胶支座平板硫化机最佳的加热方式是导热油载体加热,以实现多台平板硫化机集中加热、联机运行。

铅芯橡胶隔震支座与黏滞阻尼器在某高位连体结构中的应用研究

一项目两栋塔楼通过高位钢连廊连接为双塔连体结构,该项目采用了铅芯橡胶隔震支座与黏滞阻尼器的柔性支座连接方案。详细介绍了柔性支座连接方案的设计要点,并建立了考虑钢连廊与塔楼相互作用的高位连体结构整体计算模型。采用YJK软件对高位连体结构进行了风荷载和小震作用下的计算分析,并采用SAUSAGE分析软件进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,分析了铅芯橡胶隔震支座和黏滞阻尼器的非线性地震响应。分析结果表明,在风荷载和小震作用下,铅芯橡胶隔震支座均处于弹性工作状态;在罕遇地震作用下,铅芯橡胶隔震支座产生屈服变形并耗能,最大剪切变形值在规范允许范围内,黏滞阻尼器滞回曲线饱满,出力明显;此外柔性支座连接方案减弱了高位钢连廊对主体结构的影响,按各塔楼进行独立设计并局部采取加强措施能够满足实际工程要求,而且能够降低主体结构设计难度。

基于PLC法的桥梁高阻尼隔震橡胶支座偏移整治

文章介绍了一种针对现浇桥高阻尼隔震橡胶支座的多方向变形整治技术。该技术通过纠偏装置和预偏装置,有效地解决了常规处置手段不能高效发挥支座耐久性的技术问题。在不破坏支座结构的情况下,该技术无需更换整个支座,从而节约了施工成本,研究表明,该技术能够在不同安装温度下支座的精确预偏,为支座预留了足够的温缩徐变余量,保证支座的变形量处于最小状态,并显著提高其耐久性。

中小跨径梁桥中组合橡胶支座的减隔震性能分析

地震作用下,中小跨径梁桥所用板式橡胶支座易出现滑动,使墩梁的位移偏大,而组合橡胶支座的耗能能力及位移能力相对高。采用拟静力试验及有限元分析探讨了组合橡胶支座、板式橡胶支座各工况下的地震响应,结果表明:中小跨径梁桥采用组合橡胶支座能够有效防止支座滑动,显著降低了桥墩弯矩与支座位移。

橡胶支座隔震与摩擦摆支座隔震效果的对比研究

为了对比研究摩擦摆支座、橡胶支座对建筑结构的隔震效果,采用通用有限元软件ETABS建立一栋5层框架结构作为计算模型,基于非线性动力时程分析方法,考虑摩擦摆支座滑动摩擦系数和曲率半径的不同组合,从隔震结构自振周期,隔震支座位移、减震系数和层间位移角方面评估了两种不同产品类型的隔震效果;最后对比了支座隔震性能与外形尺寸。数值模拟结果表明:通过调整摩擦摆支座设计参数,能实现与橡胶支座相当甚至更优的隔震效果,且摩擦摆支座外形尺寸较小,为支座安装提供了充足的空间。

约束橡胶隔震支座垂直力学性能的有限元分析

约束橡胶隔震支座垂直力学性能,对于建筑的防震性能有着直接影响。为选择合理的约束橡胶隔震支座,本文以新疆维吾尔自治区第四师可克达拉市图书馆工程为例,研究约束橡胶隔震支座垂直力学性能的有限元分析方法。通过分析约束橡胶隔震支座的性能影响因素,选择合理的约束铅芯橡胶隔震支座,并确定该支座的布置位置。然后,利用SAP2000软件构建支座布置后的建筑结构有限元模型以及铅芯橡胶隔震支座力学模型,分析其竖向刚度性能以及防震性能。测试结果表明:构建的有限元模型具备支座力学性能分析的可靠性,分析结果的精准度较高;约束橡胶隔震支座的竖向刚度在一定范围内具备较好的稳定性;在近断层和远场地两种地震波下,建筑的水平减震系数分别为0.464和0.497,防震性能良好。

隔震橡胶支座在抗震设防烈度为9度地区的应用

随着地震活动的频繁和破坏性的增强,建筑物的抗震设计已成为现代建筑领域的核心议题。在抗震设防烈度为9度的高烈度地区,如何有效提升建筑物的抗震性能,确保人民群众的生命财产安全已成为一项迫切需要解决的问题。基于西昌市川兴新农村城乡融合及配套基础设施建设项目,探讨了隔震橡胶支座在这一地区的应用及取得的效果。

橡胶减隔震支座技术探究

橡胶减隔震支座具有经济性和安全性等优势,且具有较长的使用寿命。利用橡胶减隔震技术,可以减少大部分的地震能量,减少地震对房屋的破坏。本文剖析橡胶减隔震支座技术的原理,安装流程和应用难点,并提出技术应用建议和措施,旨在为施工单位提供一定的参考借鉴。

多铅芯橡胶隔震支座非线性力学性能试验研究及其显式有限元分析

对应用于桥梁隔震的多铅芯橡胶支座进行非线性力学性能试验,并与理论计算结果进行对比分析。研究表明:多铅芯橡胶隔震支座性能稳定、受力性能良好、安装方便,是一种理想的桥梁隔震装置。在此基础上,采用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析多铅芯橡胶支座的非线性动态特性,建立铅芯橡胶支座的FEA(有限元)模型,针对支座中心加竖向荷载和水平向循环往复位移荷载,进行了数值模拟分析,其结果与试验曲线基本吻合,从而为确定多铅芯橡胶支座的动力分析参数提供计算方法,进而可为设计新型铅芯橡胶支座提供指导。

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.