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水平双向压剪状态下铅芯叠层橡胶支座力学性能研究

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地震工程与工程振动 2014年第5期34卷 197-203页

作者：王建强王翔赵卓郑州大学土木工程学院河南郑州450001 河南三建建设集团有限公司河南洛阳471000 宁波工程学院建筑工程学院浙江宁波315211

建立了铅芯叠层橡胶支座的有限元模型,对支座在水平单向和双向压剪状态下的力学性能进行了研究,表明铅芯叠层橡胶支座在水平双向压剪状态下,由于水平双向受力的耦合效应,支座的耗能性能、屈服后刚度和水平等效刚度均有一定程度的降低,... 详细信息

建立了铅芯叠层橡胶支座的有限元模型,对支座在水平单向和双向压剪状态下的力学性能进行了研究,表明铅芯叠层橡胶支座在水平双向压剪状态下,由于水平双向受力的耦合效应,支座的耗能性能、屈服后刚度和水平等效刚度均有一定程度的降低,而支座的屈服力和等效阻尼比变化较小;水平双向压剪状态下,支座的最大水平剪应力明显增大,并且随着支座剪切变形的增大,其剪应力的增大幅度加大,使支座易由于承载力不足而发生破坏。因而,在设计时应考虑水平双向受力的耦合效应对铅芯叠层橡胶支座力学性能的影响。

关键词：铅芯叠层橡胶支座力学性能水平单向压剪水平双向压剪

铅芯叠层橡胶支座隔震体系及结构抗震性能分析

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科技视界 2014年第1期 423-424页

作者：许玲玲国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心广东广州510530

本文主要对(铅芯)叠层橡胶隔震技术进行论述,对(铅芯)叠层橡胶隔震支座的竖向和水平方向的性能指标进行了较为详细的论述,介绍了隔震结构和橡胶支座的数学计算模型,最后通过对一结构实例进行时程分析,对比了无隔震结构和基础隔震结构的... 详细信息

本文主要对(铅芯)叠层橡胶隔震技术进行论述,对(铅芯)叠层橡胶隔震支座的竖向和水平方向的性能指标进行了较为详细的论述,介绍了隔震结构和橡胶支座的数学计算模型,最后通过对一结构实例进行时程分析,对比了无隔震结构和基础隔震结构的性能表现。

关键词：基础隔震铅芯叠层橡胶支座时程分析

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竖向荷载对铅芯叠层橡胶支座力学性能的影响

竖向荷载对铅芯叠层橡胶支座力学性能的影响

作者：申旭郑州大学

学位级别：硕士

铅芯叠层橡胶支座作为一种结构减、隔震领域中应用最广泛的支座,自问世以来就显现出良好的隔震效果、适用性和经济性,因此在实际工程中得到了大量的使用。与此同时国内外学者通过大量的试验研究和理论分析对铅芯叠层橡胶支座的力学性能... 详细信息

铅芯叠层橡胶支座作为一种结构减、隔震领域中应用最广泛的支座,自问世以来就显现出良好的隔震效果、适用性和经济性,因此在实际工程中得到了大量的使用。与此同时国内外学者通过大量的试验研究和理论分析对铅芯叠层橡胶支座的力学性能作出了全面而深入的研究，以求更透彻的了解支座在地震作用下的力学特性，从而推动隔震技术的进一步发展。然而目前铅芯叠层支座力学性能的研究主要是在一定竖向荷载作用下对支座进行的静力分析，没有充分考虑到竖向荷载和动态效应对支座力学性能的影响，这不能充分反映支座在实际地震中的力学性能，因此对支座进行不同竖向荷载作用下的动态分析是十分有必要的。本文在国家自然科学基金项目（U1204502）和河南省重点科技攻关项目（102102210062）的资助下，主要进行了以下工作：（1）本文参照国内一铅芯橡胶支座厂家生产的直径为300mm的铅芯橡胶支座，按照规范选用合理的力学参数，采用有限元软件ABAQUS建立支座的有限元模型。（2）对铅芯叠层橡胶支座在水平单向压剪状态下的力学性能进行研究，分析竖向荷载对支座水平等效刚度、等效阻尼比、耗能性能、最大水平剪应力等的影响。（3）对铅芯叠层橡胶支座在水平双向压剪状态下的力学性能进行研究，分析竖向荷载对支座水平等效刚度、等效阻尼比、耗能性能、最大水平剪应力等的影响，并与支座在单向水平剪切状态下的力学性能进行对比。

关键词：铅芯叠层橡胶支座竖向荷载力学性能隐式动态分析

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具有抗拉功能的隔震支座力学性能试验研究

建筑结构学报 2015年第9期36卷 124-132页

作者：王栋吕西林同济大学土木工程学院上海200092

在某些特定情况下,隔震结构底部会产生拉力,由于普通隔震支座受拉能力较差,从而导致隔震层破坏。为此,提出具有抗拉功能的铅芯叠层橡胶支座(TLRB),与普通铅芯橡胶支座(LRB)相似,该支座具有较小的水平抗侧刚度,以隔绝水平地震能量输入,... 详细信息

在某些特定情况下,隔震结构底部会产生拉力,由于普通隔震支座受拉能力较差,从而导致隔震层破坏。为此,提出具有抗拉功能的铅芯叠层橡胶支座(TLRB),与普通铅芯橡胶支座(LRB)相似,该支座具有较小的水平抗侧刚度,以隔绝水平地震能量输入,在大剪切应变时提供稳定的水平刚度和恢复力,同时可以有效承受拉力。通过试验对TLRB试件的偏压、偏拉刚度及拉压状态下的水平刚度等特性进行了研究,并对其极限压缩、拉伸及剪切等性能进行了分析。同时对LRB试件进行了对比试验。试验结果表明,TLRB具有可靠的受拉特性及良好的水平刚度特性,试验测得的TLRB最大受拉应力达3.51 MPa,远大于LRB的极限受拉应力;在受压状态下,当剪切应变从100%増大到250%时,TLRB的水平等效刚度减小了10.7%,而LRB水平等效刚度则减小了52.9%。根据试验结果及橡胶体弹性理论,给出了TLRB在受压、受拉状态下的水平刚度计算式,建立了支座极限剪切应变计算式,确定了TLRB在拉-剪作用下不会发生破坏的安全范围。数据分析表明,采用建议相关计算式的计算结果与试验结果吻合较好。

关键词：铅芯叠层橡胶支座拟静力试验水平刚度受拉刚度受拉屈服极限剪切应变

基于能量的多层框架结构“加层减震”体系参数优化研究

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世界地震工程 2011年第4期27卷 13-19页

作者：高剑平李建刘礼君罗丹华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心江西南昌330013

提出了基于能量的参数优化准则,即以隔震层抗侧刚度和阻尼比为优化参数,以隔震层的应变能期望值占结构总应变能期望值的比例为目标函数,在改进的Kanai-Tajimi模型激励下,使该比例取极大值。利用上述优化准则,对一加层工程实例进行了参... 详细信息

提出了基于能量的参数优化准则,即以隔震层抗侧刚度和阻尼比为优化参数,以隔震层的应变能期望值占结构总应变能期望值的比例为目标函数,在改进的Kanai-Tajimi模型激励下,使该比例取极大值。利用上述优化准则,对一加层工程实例进行了参数优化。结果表明:目标函数受隔震层抗侧刚度的变化影响较大,受阻尼比变化影响很小;而总应变能对阻尼比变化较敏感,而对抗侧刚度的变化不敏感。因此参数优化时,可以考虑保持抗侧刚度不变,增大阻尼比而保证目标函数值变化不大,同时可以减少结构的总应变能。扫频分析表明:从应变能角度优化参数拓宽了频率控制范围,而且可以达到很好的控制效果,特别是在共振区域,各层响应较加层前均有较大的减小,同时时程分析也表明减震效果比较显著,证明了该优化方法的可行性及合理性。

关键词：铅芯叠层橡胶支座框架结构加层 TMD 减震应变能优化

考虑近断层地震的隔震结构增设黏滞阻尼器效果分析

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结构工程师 2013年第1期29卷 92-99页

作者：陈通翁大根胡岫岩宋和平赵阳同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

介绍了新疆近断层地震动特点及其对隔震结构的影响。在太平洋地震工程中心地震记录数据库中选取2条近断层地震记录EL-CENTRO ARRAY#6波和CHY101波,再加上按规范反应谱拟合的人工时程一起作为输入。以喀什地区某医院隔震加固为背景,对采... 详细信息

介绍了新疆近断层地震动特点及其对隔震结构的影响。在太平洋地震工程中心地震记录数据库中选取2条近断层地震记录EL-CENTRO ARRAY#6波和CHY101波,再加上按规范反应谱拟合的人工时程一起作为输入。以喀什地区某医院隔震加固为背景,对采用铅芯叠层橡胶支座的隔震体系和铅芯叠层橡胶支座与黏滞阻尼器组合的隔震体系进行动力时程对比。分析结果表明,采用铅芯叠层橡胶支座与黏滞阻尼器组合的隔震体系在人工地震动和近断层地震动作用下的隔震效果都比较明显,而仅采用铅芯叠层橡胶支座的隔震体系在近断层地震作用下无明显隔震效果,结构安全性无法保证。为保证隔震结构在各种地震动作用下的稳定性及安全性,应在隔震层中增设黏滞阻尼器,以增大结构的附加阻尼,提高隔震效果。

关键词：近断层地震铅芯叠层橡胶支座黏滞阻尼器抗震加固

高烈度区建筑阻尼器及隔震支座减隔震效果研究与应用

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高烈度区建筑阻尼器及隔震支座减隔震效果研究与应用

作者：何召鹏山东大学

学位级别：硕士

本文结合国内外学者等在减隔震领域的研究成果以及《建筑设计规范》(GB 5011-2010)的减隔震设计内容。首先对隔震以及消能减震的设计目标、适用范围、步骤、设计内容、分析方法等进行了总结和阐述。以一栋33层的某高层现浇钢筋混凝土剪... 详细信息

本文结合国内外学者等在减隔震领域的研究成果以及《建筑设计规范》(GB 5011-2010)的减隔震设计内容。首先对隔震以及消能减震的设计目标、适用范围、步骤、设计内容、分析方法等进行了总结和阐述。以一栋33层的某高层现浇钢筋混凝土剪力墙结构和一栋3层的现浇现浇钢筋混凝土框架结构的建筑为研究对象,采用大型有限元分析软件ETABS对结构进行设计分析,建立了不设减隔震装置的的无控结构和装置减隔震装置的结构两种不同结构方案的空间模型,进行地震作用下的反应谱分析和时程分析,并对进行抗震效果分析比较。1、对位于8度区的某33层现浇钢筋混凝土剪力墙结构进行消能减震设计,建立安装铅粘弹性阻尼器减震空间有限元模型和传统抗震空间有限元模型,对反应谱法和时程分析法的计算结果进行分析,减隔震结构比传统抗震结构的楼层剪力、楼层倾覆力矩、层间位移角分别减小20%、15%和15%以上,建筑安装铅粘弹性阻尼器进行消能减震设计后能有效提高结构的抗震性能。2、对位于8度区的3层现浇钢筋混凝土框架结构进行基础隔震设计,建立安装铅芯叠层橡胶支座的隔震结构的空间有限元模型和传统抗震结构的空间有限元模型,对二者的时程分析的计算结果进行分析,发现相比传统抗震结构,隔震结构的周期由0.89延长到2.43s,剪力和弯矩均降低60%以上。由此可见,建筑安装铅芯叠层橡胶支座进行隔震设计后能有效提高结构的抗震性能。3、高层建筑尤其是剪力墙结构采用铅粘弹性阻尼器进行消能减震设计,能有效的提高结构的抗震性能,具有良好的经济性;框架结构、框架核心筒结构等类型的建筑采用铅芯叠层橡胶支座进行隔震设计,能有效的提高上部结构的抗震性能,降低工程造价。

关键词：基础隔震消能减震铅粘弹性阻尼器铅芯叠层橡胶支座反应谱分析时程分析

某混凝土框架-核心筒结构TMD减震控制分析

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某混凝土框架-核心筒结构TMD减震控制分析

作者：郭可大连理工大学

学位级别：硕士

近些年来,发生了多起破坏性巨大的地震灾害,人们愈加的意识到运用传统抗震方法来抵御地震灾害的局限性。拥有更高安全性的减震控制技术得到了深入的研究和广泛的应用。调谐质量减震系统(Tuned Mass Dampers,TMD)是由主体结构以及附加调... 详细信息

近些年来,发生了多起破坏性巨大的地震灾害,人们愈加的意识到运用传统抗震方法来抵御地震灾害的局限性。拥有更高安全性的减震控制技术得到了深入的研究和广泛的应用。调谐质量减震系统(Tuned Mass Dampers,TMD)是由主体结构以及附加调谐质量阻尼器或子结构组成。TMD装置自身有着固定的质量、刚度和阻尼,通常设置在结构的顶部或者某些特定位置。在地震过程中,当主体结构产生较大位移时,TMD系统中的质量块由于惯性力作用,始终会向结构位移相反方向运动,并且会向主体结构施加与变形相反的作用力,通过调节减震结构的振动频率,来实现减震控制目标。传统意义上的TMD减震系统通常需要在原结构的主体上设置惯性质量体,运用弹簧、阻尼器将其可靠的联结在主体结构上。由于材料及技术的局限,这种方式难以获得合理的惯性质量和阻尼。为获得良好的减震效果,需耗费的经济成本较高。为解决这一问题,本文采用高位层间隔震的方式来构成TMD减震系统(LRB-TMD),并应用于混凝土框架-核心筒结构中。由铅芯叠层橡胶隔震支座构成的高位隔震层将主体结构分为两部分,隔震层上部结构作为TMD减震系统的子结构。这种方式以原结构体型为基础,不需要额外增加质量,并且对原建筑外观影响很小。本文首先利用有限元分析软件SAP2000建立结构基本模型,并通过模态分析获得结构的周期、频率、振型等基本特性。在质量比恒定的前提下,经反复试算,制定合理的隔震支座选型及布置方案,建立TMD减震结构模型。而后运用时程分析求得TMD减震结构在多维地震作用下各层弯矩、剪力、位移、加速度等数据。通过分析原结构减震前后各项动力响应的变化规律可得出,高位隔震构成的TMD系统可有效的减小结构的地震反应,减震率可达到30%5%。上述LRB-TMD系统适用于同类框架-核心筒结构。

关键词：框架-核心筒 TMD 非线性时程分析铅芯叠层橡胶支座减震控制

基础隔震混凝土框架-剪力墙结构受力性能研究

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基础隔震混凝土框架-剪力墙结构受力性能研究

作者：王啸楠北京建筑大学

学位级别：硕士

基础隔震作为应用最广泛的隔震技术之一,通过在建筑物的基础和上部结构之间设置一个隔震层,增加结构的柔性并提供附加阻尼,以减少输入到结构中的地震作用。本文旨在研究采用基础隔震的混凝土框架-剪力墙结构的受力性能,对单榀两层两跨... 详细信息

基础隔震作为应用最广泛的隔震技术之一,通过在建筑物的基础和上部结构之间设置一个隔震层,增加结构的柔性并提供附加阻尼,以减少输入到结构中的地震作用。本文旨在研究采用基础隔震的混凝土框架-剪力墙结构的受力性能,对单榀两层两跨混凝土框架-剪力墙结构的非隔震试件和基础隔震试件进行试验研究、数值验证分析以及理论研究。主要研究工作如下:（1）通过非隔震混凝土框架-剪力墙试件与基础隔震混凝土框架-剪力墙试件的低周反复荷载试验,研究了两种试件的裂缝开展次序、破坏形态、滞回曲线、变形能力以及耗能能等受力性能。对隔震层支座水平位移到达100%-200%剪应变时,基础隔震混凝土框架-剪力墙结构的内力变化和塑性变形发展规律进行分析,得到了隔震支座剪切变形对框架柱底支座和墙底支座竖向变形的影响,探讨了支座间不均匀沉降对转换梁的影响。（2）通过有限元数值分析软件ABAQUS,对基础隔震混凝土框架-剪力墙试件进行数值分析研究,通过与骨架曲线、塑性损伤、支座变形等试验结果对比,验证了数值模型的可靠性。利用该数值分析模型,进一步分析了隔震层不同位置处支座变形发展规律以及转换梁的内力发展规律。（3）在试验研究和数值研究的基础上,根据隔震结构墙下转换梁的简化模型,给出转换梁的承载力计算公式以及转换梁屈服时对应的隔震层支座剪应变。通过与试验结果比较,验证了所提出的墙下转换梁的简化模型是合理的,为今后基础隔震框架-剪力墙结构的转换梁设计提供一定的参考依据。

关键词：混凝土框架-剪力墙基础隔震低周反复试验铅芯叠层橡胶支座转换梁