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橡胶座非线性弹性压缩特性的理论和试验研究

地震工程与工程振动 2003年第5期23卷 196-204页

作者：刘文光杨巧荣冯德民广州大学工程抗震研究中心株式会社藤田技术中心

本文系统地研究分析了与橡胶隔震支座(以下简称为橡胶座)压缩特性有关的基础理论,提出了原点纵向压缩弹性模量、原点压缩刚度、偏压弹性模量、偏压竖向刚度的基本概念,同时还提出了计算剪切变形状态下橡胶座竖向刚度的计算理论。基于纯... 详细信息

本文系统地研究分析了与橡胶隔震支座(以下简称为橡胶座)压缩特性有关的基础理论,提出了原点纵向压缩弹性模量、原点压缩刚度、偏压弹性模量、偏压竖向刚度的基本概念,同时还提出了计算剪切变形状态下橡胶座竖向刚度的计算理论。基于纯压缩原点竖向刚度和偏压原点刚度理论,提出了预测橡胶座压缩变形量的计算理论。文中针对新提出的概念和计算理论采用天然橡胶和铅芯橡胶座共计16个原型试件进行了系统的试验研究工作,试验结果表明本文建立的计算理论能够较理想地定量分析橡胶座的刚度和变形特性。

关键词：非线性弹性橡胶座原点压缩刚度偏压竖向刚度

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橡胶座非线性弹性拉伸特性的理论和试验研究

地震工程与工程振动 2004年第2期24卷 158-167页

作者：刘文光杨巧荣周福霖冯德民广州大学工程抗震研究中心广东广州510405 株式会社藤田技术中心

本文系统地研究分析了橡胶隔震支座(简称橡胶座)拉伸相关的基础理论,提出了原点拉伸纵弹性模量、拉伸刚度因子、原点拉伸刚度、偏拉原点刚度等基本概念,还提出了计算橡胶座非线性段拉伸刚度的双刚度和原点拉伸刚度应力应变模型等理论。... 详细信息

本文系统地研究分析了橡胶隔震支座(简称橡胶座)拉伸相关的基础理论,提出了原点拉伸纵弹性模量、拉伸刚度因子、原点拉伸刚度、偏拉原点刚度等基本概念,还提出了计算橡胶座非线性段拉伸刚度的双刚度和原点拉伸刚度应力应变模型等理论。基于原点拉伸刚度和偏拉原点刚度,提出了预测橡胶座的拉伸变形量计算理论。针对新提出的基本概念和计算理论采用低弹性天然橡胶和铅芯橡胶座原型试件进行了试验研究工作,结果表明本文建立的计算理论能够较理想地定量分析橡胶座拉伸相关的刚度和变形特性。

关键词：非线性弹性橡胶座原点拉伸刚度偏拉原点刚度

高层隔震结构提离摇摆耦合理论模型及振动台试验验证

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土木工程学报 2020年第3期53卷 19-27页

作者：何文福李雪许浩刘文光冯德民上海大学上海200240 藤田技术中心日本厚木234-0125

基于受力及变形方程的微分求解给出高层隔震结构考虑支座水平及竖向刚度衰减规律和结构摇摆效应的耦合动力理论模型,并给出摇摆角、压应力及剪应变对隔震层水平及竖向的力学性质影响规律。对高宽比为5及2.5的隔震结构进行振动台试验研究... 详细信息

基于受力及变形方程的微分求解给出高层隔震结构考虑支座水平及竖向刚度衰减规律和结构摇摆效应的耦合动力理论模型,并给出摇摆角、压应力及剪应变对隔震层水平及竖向的力学性质影响规律。对高宽比为5及2.5的隔震结构进行振动台试验研究,试验结果表明大高宽比隔震结构动力特性出现明显振型二阶效应,地震动作用下大高宽比结构隔震层摇摆角响应比小高宽比结构大,在输入地震动峰值0.6g时两者差值达到5倍以上,且大高宽比结构出现明显的支座受拉现象。对隔震层水平、竖向及摇摆响应的理论计算值和试验实测值进行对比,结果表明理论和试验结果较为一致。进一步分析4种高宽比隔震结构的摇摆角响应,得到摇摆角随高宽比增加而增大的结果。大高宽比隔震结构更易产生摇摆响应,隔震层的摇摆角不可忽视,因此高层结构在隔震设计中应考虑隔震层的摇摆响应和支座受拉的情况。

关键词：高层隔震结构提离摇摆耦合理论模型振动台试验摇摆效应高宽比

高静低动刚度型三维隔震系统的力学性能和地震响应研究

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土木工程学报 2020年第9期53卷 41-51页

作者：何文福柳梦宇许浩刘文光冯徳民上海大学上海200444 藤田技术中心日本厚木243-0125

文章提出一种具有高静低动刚度特性(High-Static-Low-Dynamic Stiffness, HSLD)的新型三维隔震系统,由能提供正刚度并具有较大承载能力的斜置橡胶支座和提供负刚度的负刚度装置构成,静载阶段主要由斜置支座提供较大刚度以控制静位移,动... 详细信息

文章提出一种具有高静低动刚度特性(High-Static-Low-Dynamic Stiffness, HSLD)的新型三维隔震系统,由能提供正刚度并具有较大承载能力的斜置橡胶支座和提供负刚度的负刚度装置构成,静载阶段主要由斜置支座提供较大刚度以控制静位移,动载阶段由正负刚度装置联合实现较小隔震刚度减小加速度响应,克服了传统三维隔震支座低隔震刚度与高承载能力的矛盾。进一步对斜置橡胶支座和负刚度装置进行变形分析,得到正负刚度装置力学模型和参数关系,并开展斜置橡胶支座和负刚度装置的静力试验,建立斜置橡胶支座和负刚度装置的理论力学模型。将所提出的HSLD隔震系统应用于建筑结构,通过分析不同水准地震下的结构动力响应,发现HSLD隔震系统适应不同水准抗震性能设计需求,整体结构的静载位移和地震响应均可得到有效控制。

关键词：高静低动刚度系统斜置橡胶支座负刚度装置三维隔震地震响应

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隔震结构弹塑性反应谱分析研究

振动与冲击 2010年第1期29卷 30-33,42页

作者：何文福刘文光杨骁霍达冯德民上海大学北京工业大学藤田技术中心

根据弹塑性反应谱理论,按照非线性恢复力模型的等效阻尼比和位移延性的关系,以单质点弹塑性反应分析结果为依据,建立基于等效阻尼比的隔震结构弹塑性反应谱。进一步比较弹塑性反应谱和我国规范得到的反应谱,结果显示规范的加速度反应谱... 详细信息

根据弹塑性反应谱理论,按照非线性恢复力模型的等效阻尼比和位移延性的关系,以单质点弹塑性反应分析结果为依据,建立基于等效阻尼比的隔震结构弹塑性反应谱。进一步比较弹塑性反应谱和我国规范得到的反应谱,结果显示规范的加速度反应谱在长周期段谱值过大,阻尼衰减系数也较大。基于单质点弹塑性地震分析的结果,在我国规范反应谱公式的基础上提出的隔震结构弹塑性反应谱公式。最后通过对5层钢框架隔震结构模型进行振动台试验、数值时程分析、规范反应谱计算、以及用弹塑性反应谱进行计算。结果表明,时程分析法的分析结果和振动台试验的结果比较接近,而按照规范反应谱的等效线形化方法计算出的结果与振动台试验的结果有一些偏差,弹塑性反应谱的地震反应更加接近试验实测的结果,表明了新提出的弹塑性反应谱进行隔震结构的地震反应分析时具有良好的计算精度。

关键词：隔震结构弹塑性反应谱试验

低硬度橡胶隔震支座基本力学性能及恢复力特性

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地震工程与工程振动 2002年第3期22卷 138-144页

作者：刘文光李峥嵘周福霖三山刚史冯德民北京工业大学北京100022 广州大学广东广州510405 株式会社藤田技术中心

本研究对低硬度橡胶隔震支座的材料性能 (主要包括力学性能 )进行了系统的试验开发及理论研究。研究用低硬度橡胶隔震支座包括天然橡胶隔震支座及铅芯橡胶隔震支座两大类 18种规格总计近 30个大直径隔震支座。研究内容涉及橡胶隔震支座... 详细信息

本研究对低硬度橡胶隔震支座的材料性能 (主要包括力学性能 )进行了系统的试验开发及理论研究。研究用低硬度橡胶隔震支座包括天然橡胶隔震支座及铅芯橡胶隔震支座两大类 18种规格总计近 30个大直径隔震支座。研究内容涉及橡胶隔震支座竖向刚度、水平刚度及阻尼等基本力学性能 ;压缩界限 ,屈曲及极限剪切变形等界限性能 ;温度、压力、剪切变形、老化和徐变等相关性及长期特性 ;同时还对橡胶材料其他性能进行了系统的试验研究。本文主要介绍低硬度天然橡胶隔震支座及铅芯橡胶隔震支座的基本力学性能 ,如竖向。

关键词：低硬度橡胶隔震支座刚度恢复力材料性能温度压力

轨交沿线建筑三维隔震/振支座力学性能试验研究及应用分析

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振动工程学报 2020年第6期33卷 1112-1121页

作者：何文福罗昊杰许浩刘文光冯德民上海大学土木工程系上海200444 藤田技术中心日本厚木234-0125

针对位于高烈度地震区域的轨道交通沿线建筑物的地铁振动舒适性及抗震安全性问题,提出了一种振动与地震双控的三维隔震/振支座,在水平向隔地震竖向隔振动。建立了建筑三维隔震/振支座考虑压应力影响的竖向刚度计算理论,并对3D-800、3D-... 详细信息

针对位于高烈度地震区域的轨道交通沿线建筑物的地铁振动舒适性及抗震安全性问题,提出了一种振动与地震双控的三维隔震/振支座,在水平向隔地震竖向隔振动。建立了建筑三维隔震/振支座考虑压应力影响的竖向刚度计算理论,并对3D-800、3D-900两种型号的原型支座进行力学性能静力试验。结果表明建筑三维隔震/振支座在不同压应力和剪应变下水平及竖向力学性能稳定,滞回曲线饱满,提出的竖向刚度计算理论与试验结果吻合。进一步对采用建筑三维隔震/振支座的某地铁上盖建筑结构进行列车振动和地震荷载作用下的动力响应分析,发现地铁振动作用下减振结构各楼层竖向振级相比原结构减少了10.6-28.4dB,设防和罕遇地震作用下,上部结构加速度响应降至非隔震/振结构的1/3-1/2,具有良好地震和地铁振动减震/振效果。

关键词：竖向隔振水平隔震三维隔震/振支座厚肉橡胶支座工程应用

锥形非固结隔震支座理论模型参数试验研究及其结构地震响应分析

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工程力学 2020年第5期37卷 217-227页

作者：何文福曾一峰许浩刘文光冯德民上海大学土木工程系上海200072 藤田技术中心日本厚木243-0125

提出了一种适用于低层及多层房屋抗震的锥形非固结隔震支座,建立了该支座在水平剪切、滑动和斜面压剪阶段的力学模型,对10组不同设计参数的支座试件进行了参数试验研究,包括坡度角、橡胶层厚度、加载位移及竖向压应力与支座水平力学性... 详细信息

提出了一种适用于低层及多层房屋抗震的锥形非固结隔震支座,建立了该支座在水平剪切、滑动和斜面压剪阶段的力学模型,对10组不同设计参数的支座试件进行了参数试验研究,包括坡度角、橡胶层厚度、加载位移及竖向压应力与支座水平力学性能的相关性,试验结果表明所提出的理论模型与试验结果吻合较好,得到了支座设计参数与耗能影响规律。并进一步给出了锥形非固结隔震结构的高宽比在不同场地的限值,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类场地的高宽比限值分别为2.3、1.7、1.3和0.5。通过有限元软件探讨其在地震作用下的响应规律,结果表明在不同力学参数下锥形非固结结构的抗震能力均较显著。

关键词：锥形支座理论本构力学性能高宽比限值结构响应

低硬度橡胶隔震支座各种相关性及老化徐变特性

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地震工程与工程振动 2002年第6期22卷 115-121页

作者：刘文光李峥嵘周福霖三山刚史冯德民北京工业大学汕头和泰隔震器材有限公司广东汕头515041 株式会社藤田技术中心

作者系统地对低硬度橡胶隔震支座的材料和力学性能进行了试验研究。研究使用的低硬度橡胶隔震支座分 18种规格 ,总计近 30个大直径隔震支座。研究内容涉及低硬度橡胶隔震支座的基本力学性能 ;温度、压力、剪切变形、老化和徐变等相关性 ... 详细信息

作者系统地对低硬度橡胶隔震支座的材料和力学性能进行了试验研究。研究使用的低硬度橡胶隔震支座分 18种规格 ,总计近 30个大直径隔震支座。研究内容涉及低硬度橡胶隔震支座的基本力学性能 ;温度、压力、剪切变形、老化和徐变等相关性 ;压缩界限 ,屈曲及极限剪切变形等界限性能以及橡胶材料性能和隔震工程应用等方面。本文主要介绍低硬度橡胶隔震支座的压力、剪切变形、温度对支座刚度、阻尼等力学性能的影响 ,同时还对隔震支座的老化及徐变特性进行了试验研究 ,确定低硬度橡胶使用 6 0年后的力学性能变化率。文中同时提出了低硬度橡胶支座的温度修正方程。

关键词：低硬度橡胶隔震支座老化徐变温度压力剪切变形刚度阻尼