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低矮砌体结构橡胶隔震支座力学性能试验研究

西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2017年第3期49卷 395-400页

作者：郑瑶孙艺嘉靳娜肖华宁张又超长安大学建工学院陕西西安710061 西安达盛隔震技术有限公司陕西西安710075

为了研究适用于村镇低矮砌体房屋的隔震支座,对五种小直径铅芯叠层橡胶隔震支座进行水平刚度试验,研究隔震支座水平剪应变、第二形状系数对其等效水平刚度、屈服后刚度、滞回性能等力学性能的影响,给出不同剪应变下等效水平刚度、屈服... 详细信息

为了研究适用于村镇低矮砌体房屋的隔震支座,对五种小直径铅芯叠层橡胶隔震支座进行水平刚度试验,研究隔震支座水平剪应变、第二形状系数对其等效水平刚度、屈服后刚度、滞回性能等力学性能的影响,给出不同剪应变下等效水平刚度、屈服后刚度随第二形状系数变化的拟合公式.分析隔震支座水平刚度与结构模型减震系数、水平位移的关系,给出了相关性曲线的拟合公式.确定了村镇建筑隔震参数并以此选取了适用于振动台模型的隔震支座,为隔震支座的设计提供了参考依据.模拟振动台试验结果表明,所选小直径铅芯叠层橡胶隔震支座能够使村镇低矮砌体结构达到理想的减震效果.

关键词：叠层橡胶隔震支座试验研究等效水平刚度第二形状系数减震系数

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立式储罐环梁滚动隔震装置力学性能分析

地震工程与工程振动 2014年第1期34卷 249-256页

作者：李想郝进锋孙建刚崔利富杨惠晴东北石油大学土木建筑工程学院黑龙江大庆163318 大连民族学院土木建筑工程学院辽宁大连116600 兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050

为减少大型储罐隔震基础的投资造价,并能够实现减少地震响应,设计了一种环梁滚动隔震支撑与砂垫层组合的隔震基础。采用有限元数值分析的方法重点研究滚球直径不同下,组合隔震基础在低周反复荷载作用下的力学性能。分析结果表明,组合隔... 详细信息

为减少大型储罐隔震基础的投资造价,并能够实现减少地震响应,设计了一种环梁滚动隔震支撑与砂垫层组合的隔震基础。采用有限元数值分析的方法重点研究滚球直径不同下,组合隔震基础在低周反复荷载作用下的力学性能。分析结果表明,组合隔震基础具有良好的滞回耗能效应。组合隔震基础的等效水平刚度和等效阻尼比与加载频率和竖向压应力有关,设计时应该综合考虑地震动效应、竖向荷载效应等因素。并结合所分析的结果给出了满足设计需求的等效刚度与阻尼比的设计表达式。

关键词：环梁滚动隔震砂垫层等效水平刚度等效阻尼比数值分析

低温环境对叠层橡胶-钢板试件力学性能影响的试验研究

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低温环境对叠层橡胶-钢板试件力学性能影响的试验研究

作者：宇文迪西安理工大学

学位级别：硕士

目前,国内大多数学者研究的为常温下叠层橡胶隔震支座的力学性能,但我国疆域广阔,不同地区的温度差异很大,特别在新疆、青海等西北强震地区,冬天气温会达到零下40℃。而在低温或是严寒地区,叠层橡胶隔震支座的力学性能如何,国内外的学... 详细信息

目前,国内大多数学者研究的为常温下叠层橡胶隔震支座的力学性能,但我国疆域广阔,不同地区的温度差异很大,特别在新疆、青海等西北强震地区,冬天气温会达到零下40℃。而在低温或是严寒地区,叠层橡胶隔震支座的力学性能如何,国内外的学者对此研究不是太多。因此本文在温度对板式叠层橡胶隔震支座剪切性能的影响这一方面做进一步的深化研究,通过对叠层橡胶-钢板试件在不同温度下压剪力学性能的试验研究来进一步量化温度对板式叠层橡胶隔震支座剪切性能的影响。本文的主要研究内容如下:为模拟支座在实际中的压剪工作状态,笔者设计并制作了了一套压剪装置:利用强力弹簧和施压钢板为试件提供8MPa的竖向压力,利用MTS疲劳试验机来提供剪切变形,通过压剪装置使试件更加贴合实际支座的受力特点;针对叠层橡胶-钢板试件在-40℃-20℃的不同温度环境下进行往复剪切性能试验,测得试件的水平力学性能并与室温环境20℃下的水平力学性能进行对比,并利用非线性回归分析方法拟合出反映不同温度对试件水平剪切性能影响的近似公式,从而对橡胶支座在严寒地区的推广使用提供试验依据和参数取值的参考;在-40℃的环境下进行剪切破坏试验,测量试件在低温环境下的极限力学性能;利用ABAQUS有限元模拟试件在正弦荷载作用下的压剪性能并与试验结果进行对比和分析。本文的主要结果与结论如下:(1)试件的等效水平刚度随温度基本呈指数变化,温度越低对试件等效水平刚度的影响越大,例如0℃时试件的等效水平刚度比20℃时提高9.6%;-20℃时试件的等效水平刚度比20℃时提高22.86%;-30℃时试件的等效水平刚度比20℃时提高27.34%;-40℃时试件的等效水平刚度比20℃时提高48.63%。可见外界温度降低后引起试件等效水平刚度增大的趋势较明显,温度越低,试件的等效水平刚度越大。(2)试件的等效阻尼比随温度基本呈指数变化,温度越低对试件等效阻尼比的影响越大,例如-40℃时试件的等效阻尼比比20℃时提高3.31倍;-30℃时试件的等效阻尼比比20℃时提高1.24倍;-20℃时试件的等效阻尼比比20℃时提高39.3%;可见外界温度降低后引起试件等效阻尼比增大的趋势很明显。尤其在-30℃及-40℃时试件的等效阻尼比较之常温提高很多,可见低温对试件的耗能能力有很大的影响。(3)试件屈服后的水平刚度随剪切变形的增大呈现递减变化,试件的剪切变形越大,水平刚度越小。例如剪切变形γ=150%时的水平刚度比剪切变形γ=100%时的水平刚度降低18.91%;剪切变形γ=200%时的水平刚度比剪切变形γ=100%时的水平刚度降低32.82%;剪切变形γ=250%时的水平刚度比剪切变形γ=100%时的水平刚度降低48.93%。(4)有限元模拟所得的试件的等效水平刚度大体上比试验所得的等效水平刚度提高7%-8%;两者还是比较接近的,误差的原因可能是软件计算所采用的模型的简化建立与现实有所差别;由ABAQUS模拟结果可知:本次模拟所选取的Mooney-Rivlin本构模型以及接触面的设置、计算模型的建立可以较好的模拟叠层橡胶-钢板试件在压剪状态下的剪切性能。

关键词：叠层橡胶-钢板试件等效水平刚度等效阻尼比温度影响 ABAQUS有限元分析

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隔震高位连体结构非随机动力响应分析

隔震高位连体结构非随机动力响应分析

作者：张丁兰州理工大学

学位级别：硕士

连体结构的视觉效果新颖独特,建筑外形变化丰富,但其复杂的受力特性为结构设计工作带来了许多难题。连体结构在地震作用下易发生连接体从高空坠落、因连接造成的结构主体竖向构件严重受损等破坏。为了避免这些破坏发生,许多学者从连体... 详细信息

连体结构的视觉效果新颖独特,建筑外形变化丰富,但其复杂的受力特性为结构设计工作带来了许多难题。连体结构在地震作用下易发生连接体从高空坠落、因连接造成的结构主体竖向构件严重受损等破坏。为了避免这些破坏发生,许多学者从连体结构的简化模型、计算方法、动力特性、受力性能、节点构造及各类影响因素与动力响应的相关性进行研究。研究表明在连体结构中设置隔震支座、粘滞阻尼器及防屈曲支撑等可以有效提高连体结构的隔震减震性能。目前,隔震支座在连体结构中多用于塔楼与连接体之间形成柔性连接,以降低连接体两侧塔楼的相互影响,对于在两侧塔楼设置隔震层的研究较少。因此,研究添加隔震层对连体结构动力响应的影响有一定的必要性。本文围绕设置隔震层的对称双塔高位连体结构在非随机动力作用下的响应进行研究分析,拟通过隔震层的设置减小连体结构的动力响应。本文所做的主要工作有以下4个方面:(1)确定性动力分析方法的研究。论述一般多自由度体系运动方程的建立及求解方式,并进一步阐述模拟行波效应的3种时域分析方法。基于多质点系简化模型,介绍基础隔震体系及层间隔震体系的运动方程。建立高位连体结构层间隔震体系三质点简化模型,分析该体系动力特性变化趋势,推导该模型在正弦荷载下的位移表达式。(2)隔震层位置对连体结构动力响应的影响。通过非线性动力分析,研究隔震层位于对称双塔高位连体结构的底部、中部及连体层下部时结构在水平双向激励下的楼层剪力、层间位移角、连接体内力、加速度峰值等的变化规律。(3)隔震层水平等效刚度对连体结构动力响应的影响。将隔震层设置在连体层下部形成高位连体层间隔震体系,通过控制隔震层与下部结构的刚度比,对比结构在动力荷载下的响应。(4)行波效应对大跨度高位连体结构动力响应的影响。基于强迫位移法,对一设置隔震层的大跨度连体结构进行一致激励与非一致激励下的动力分析,并与非隔震结构的动力分析结果进行对比。

关键词：连体结构隔震层等效水平刚度非线性动力分析行波效应

高阻尼基础隔震结构的近断层地震响应机理初步研究

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高阻尼基础隔震结构的近断层地震响应机理初步研究

作者：张立华中科技大学

学位级别：硕士

地震是难以预测的对人类危害非常严重的灾难之一，具有灾难性和突发性的特点，对工程结构抗震设计的研究一直是人们研究的重点。近断层地震动具有显著不同于普通远场地震动的特征，对结构造成的影响也更为明显。隔震技术由于良好的减震... 详细信息

地震是难以预测的对人类危害非常严重的灾难之一，具有灾难性和突发性的特点，对工程结构抗震设计的研究一直是人们研究的重点。近断层地震动具有显著不同于普通远场地震动的特征，对结构造成的影响也更为明显。隔震技术由于良好的减震效果被广泛的推广应用。铅芯隔震橡胶支座应用较广，但存在导致结构偏心及污染环境的问题，而高阻尼隔震橡胶支座由于性能单一，无污染被越来越广泛应用。本论文就是研究在近远场地震动作用下采用这两种隔震橡胶支座分别建立的隔震结构的对比分析。本论文使用SAP2000有限元软件分别建立了上部结构相同的非隔震结构、采用高阻尼隔震橡胶支座的隔震结构和采用铅芯隔震橡胶支座的隔震结构。其中，采用高阻尼隔震橡胶支座的隔震结构是在采用铅芯隔震橡胶支座的隔震结构的基础上，保证隔震层平均等效水平刚度相同，等效阻尼比大大提高的条件下建立的。通过非线性时程分析对比了这三种结构在普通远场地震动和近断层地震动作用下结构的动力响应。并通过增加高阻尼隔震橡胶支座的等效阻尼比来探究两种隔震结构在近断层地震动作用下的结构动力响应。在普通远场地震动作用下，采用铅芯隔震橡胶支座的隔震结构减震效果要比采用高阻尼隔震橡胶支座的隔震结构好;在近断层地震动作用下，两种隔震结构减震效果非常接近。随着等效阻尼比的提高，采用高阻尼隔震橡胶支座的隔震结构与采用铅芯隔震橡胶支座的隔震结构相比，呈现出结构下部反应要小，结构上部反应大的特点。

关键词：近断层地震动橡胶支座隔震结构结构动力响应等效水平刚度等效阻尼比

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Ф400mm规格BIIR隔震支座的研制

特种橡胶制品 2018年第4期39卷 39-43页

作者：杨魁谭岱云李东辉张誉严伍小平云南煤化工应用技术研究院昆明650233

研究了BIIR隔震支座的物理性能和力学性能,并对表征支座剪切阻尼性能的等效水平刚度、等效阻尼比、屈服后刚度和屈服力4个指标进行了剪应变、压应力、加载频率、反复加载和温度的变量试验。结果表明,BIIR隔震支座的耐老化和极限破坏性... 详细信息

研究了BIIR隔震支座的物理性能和力学性能,并对表征支座剪切阻尼性能的等效水平刚度、等效阻尼比、屈服后刚度和屈服力4个指标进行了剪应变、压应力、加载频率、反复加载和温度的变量试验。结果表明,BIIR隔震支座的耐老化和极限破坏性能突出,老化后水平极限剪切位移达到480%;支座的剪切性能随温度的变化较大,需优化橡胶配方,降低支座力学性能对温度的敏感性。

关键词： BIIR隔震支座等效水平刚度等效阻尼比屈服后刚度