改良隔震橡胶支座的试验及模拟分析

在原有成熟隔震技术的基础上,将传统的隔震橡胶支座进行改良,改良后的橡胶隔震支座成本更低、质量更小,更适合在村镇建筑上使用;为确保改良后支座的力学性能符合隔震要求,对支座进行了竖向轴压和水平剪压试验及数值模拟,模拟结果与试验结果基本一致,结果显示简易隔震支座力学性能符合村镇隔震建筑要求。由于试验支座尺寸较小,在实际工程中可通过增大支座的尺寸或控制支座水平位移来降低支座翘曲对隔震性能的影响。     

改性橡胶隔震支座抗拉性能试验研究

由于隔震支座的抗拉性能较低,当竖向拉伸变形较大时会对隔震支座性能造成不利影响。为解决支座抗拉问题,从改进隔震支座橡胶配方的角度,研发了1种新型改性橡胶支座。为测定隔震支座的抗拉性能,考虑了拉应力与拉应变2个方面,提出了1种隔震支座设计拉应力取值的参考方法,对该新型改性橡胶隔震支座进行了拉伸性能试验,结合拉应力取值的参考方法与试验结果得出了该种隔震支座的拉应力设计值为1.855 MPa,改性橡胶隔震支座的抗拉性能相较于普通橡胶隔震支座有所提高,为今后的相关隔震支座抗拉研究提供了参考。     

高烈度区某特别不规则高层框架剪力墙结构基础隔震设计

以高烈度区某特别不规则的高层框剪基础隔震结构为研究对象,阐述了采用钢板叠层橡胶隔震支座(LNR、LRB)进行隔震的结构设计方法。针对不规则项及结构薄弱部位提出了加强措施。在设防烈度为8度(0.2g)的地震作用下,对该建筑的隔震及非隔震结构进行了动力时程分析。在罕遇地震下,对隔震结构的层间位移角、隔震支座的水平剪切位移、隔震支座的轴向拉应力、隔震层的抗风承载力进行了时程分析验算。研究结果表明:运用基础隔震技术可达到明显降低上部结构的地震作用的效果,提高特别不规则高层框架剪力墙结构的抗震性能及地震安全储备。     

村镇简易隔震支座数值模拟及施工应用

为改变农村建筑隔震技术的落后性,对现有技术成熟的橡胶隔震支座的尺寸和形状进行改良,板材依旧使用钢板,使其在满足农村建筑隔震要求的同时也兼顾工程的经济性,相较于为农村开发的纤维增强塑料板支座,这种隔震支座的理论体系和工艺更成熟,更适合大范围生产。为论证改良后的支座是否符合隔震需求,使用ABAQUS对其进行模拟,并将结果同试验结果进行对比,最后以昆明市富民县赤鹫镇项目探讨支座的可行性。经过模拟及赤鹫镇项目得出,简易隔震支座的力学性能及经济性都能满足农村建筑隔震要求,可以在广大农村地区进行推广。     

双塔高层建筑基础及顶部连廊隔震结构设计

以某地区大底盘双塔高层顶部连廊结构工程为例,针对基础采用有、无铅芯钢板叠层橡胶隔震支座(LRB、LNR)、顶部连廊采用摩擦摆隔震支座(FPS)的隔震结构,阐述了分析设计方法,对结构在8度(0.20g)多遇、设防及罕遇地震作用下的地震反应进行动力时程分析。分别对1号塔楼和2号塔楼及整体模型隔震前后的层间剪力比、倾覆力矩比进行了对比验算,并补充了三向罕遇地震动作用下的结构层间位移角及温度变化下的隔震支座位移。结果表明:该方案具有明显隔震效果,在地震和温度应力作用下隔震结构各项抗震指标均得到大幅度衰减。     

采用减隔震支座提高桥梁结构的安全性

研究了减隔震技术对提高桥梁结构抗震安全性的作用 ,采用有限元动力非线性分析程序 ,对设置板式橡胶支座、铅芯橡胶支座的桥梁结构进行了非线性时程分析 ,分析中考虑了桥梁结构与减隔震支座的非线性特性。结果表明铅芯橡胶支座较板式橡胶支座具有较好的抗震性能 ,同时针对采用铅芯橡胶支座的减隔震桥梁 ,分析了支座参数变化对桥梁结构抗震安全性的影响     

铅芯橡胶支座等效线性分析模型参数的研究

针对目前铅芯橡胶支座等效线性分析模型动力参数选取不够合理的现状 ,笔者通过对铅芯橡胶支座水平动态试验分析 ,系统研究了铅芯橡胶支座等效线性分析模型参数与其几何结构及外加动力荷载特性的关系。研究结果表明 :铅芯橡胶支座等效线性分析模型参数 (水平耗能、等效刚度及等效阻尼比 )主要由其本身的几何构造及组成材料决定 ,且在往复加、卸载循环过程中具有较好的稳定性。笔者对试验数据进行数学统计分析 ,归纳出一些经验公式 ,为其等效线性化动力分析模型参数的合理选取提供了计算方法 ,从而提高其动力分析结果的安全性。     

地基-基础隔震系统整体地震响应有限元分析

近几十年来,基础隔震技术逐渐被重视,得到了广泛的应用,并被纳入国家建筑抗震设计规范。但是在传统的理论分析中,对于基础隔震结构往往忽视土-结构动力相互作用对其隔震效果的影响。即使考虑地基的影响,也大都是采用弹簧和阻尼器(地基动刚度)代替。笔者运用ANSYS软件的二次开发功能,提出将结构、隔震层和地基结合起来作为一个完整系统分析,并对一叠层橡胶基础隔震7层钢筋混凝土框架结构在考虑土-结相互作用情况下,进行了整体地震响应有限元计算、比较、分析。结果表明进行地基-基础隔震系统整体地震响应有限元分析是完全可行的而且是必要的。     

基于地震易损性的连续梁桥减隔震方案研究

减隔震措施的合理配置是高速铁路地震经济性目标控制的关键。为了对采用不同减隔震装置的高速铁路连续梁桥抗震性能进行量化研究,基于桥梁系统地震易损性分析,选用4种减隔震方案进行对比分析。4种方案分别为:全桥抗震设计方案（方案1）、全桥双曲面球型隔震支座+粘滞阻尼器方案（方案2）、中墩摩擦摆+边墩普通支座与阻尼器配合方案（方案3）和全桥摩擦摆+边墩阻尼器方案（方案4）。结果表明:高烈度高速铁路桥梁须通过减隔震设计才能满足抗震设防目标,综合经济性和抗震性能2方面因素,方案4有效降低了结构内力响应和位移响应,为所列方案中的最优方案。     

极端温度对板式橡胶支座连续梁桥地震响应影响研究*

为研究温度对板式橡胶支座连续梁桥抗震性能的影响,以1座两联3×30 m的预应力混凝土连续箱梁为对象,考虑极端温度对桥墩本构关系和橡胶支座力学特性的影响,运用MIDAS/Civil有限元软件对桥梁地震响应进行研究。通过对地震作用时不同温度工况下桥墩墩底弯矩、墩顶位移和支座位移的地震响应分析,得到极端温度对板式橡胶支座连续梁桥地震响应的影响规律。研究结果表明:与常温工况相比,极端温度引起支座刚度、桥墩混凝土材料参数的改变,使地震作用下极端低温工况桥墩内力和位移响应最大增大35.65%和24.78%,极端高温状态支座位移最大增大15.31%;温度变化对橡胶支座力学参数的影响会导致桥墩和上部结构连接刚度发生改变,导致桥墩和支座地震响应变化显著,使桥墩内力和位移响应均与温度呈负相关,支座位移与温度呈正相关;根据现行规范计算的极端低温时桥墩墩底弯矩偏小,极端高温时桥墩弯矩偏大,设计中应予重视;极端低温导致支座和桥墩刚度增大,会使交接墩地震响应较其他桥墩更显著,在设计中应着重关注。