V形索线抗拉隔震装置拉伸性能试验研究

针对索线导轨滑块与橡胶隔震支座并联的抗拉隔震装置,本文将索线布置成V形并减少了导轨的数量。设计了2种不同规格的抗拉隔震装置,并针对其拉伸性能进行了试验研究。试验结果表明,该装置对支座水平刚度的影响较小,能够在不同水平剪应变下为橡胶支座提供稳定的抗拉能力。另外,在剪切拉伸滞回过程中,装置的拉伸性能随滞回次数的增加逐渐趋于稳定,索线提供的拉力随其数量的增加而增大,并与其本身的抗拉性能有关。     

新型抗拉滑移装置力学性能数值模拟研究

为提高橡胶隔震装置以及隔震层的抗拉能力，提出了一种新型抗拉滑移装置，基于ANSYS软件建立了其精细有限元模型，对之轴拉、单轴剪切、双轴剪切、拉剪力学性能进行了精细数值模拟研究。结果表明，该装置在轴拉作用下，其抗拉刚度受滑轨与滑块变形的影响很大，而非仅决定于中间的钢绞线；剪切作用下，该装置的滑块可自由滑移，且在滑轨两侧挡板限制滑块前，两向力学性能相互独立；拉剪作用下，该装置滞回曲线与滑移支座在压剪作用下的滞回曲线类似，呈现出一定的耗能能力。以上结论验证了该装置用于隔震装置或隔震层时可提高主体结构的抗拉能力，且对主体水平剪切滞回性能影响很小。此外，该装置的数值模拟研究为后续有关其模型试验与用于结构的效果分析研究提供了很好的基础。     

橡胶隔震支座抗拉装置受力性能试验研究

针对高层隔震结构在高烈度区可能存在的橡胶支座受拉以及倾覆危险的问题,设计了一种抗拉装置,并对其工作性能进行了试验验证。原型带抗拉装置的支座与普通支座的低周反复加载试验对比表明：压剪状态下,装置对支座本体的剪切性能基本不产生影响;拉剪状态下,该装置能够发挥抗拉作用,保证支座水平向力学性能的发挥;极限拉伸状态下,装置能发挥限位作用,承受大部分拉力,从而减小支座本体拉应力。同时,对模型抗拉装置进行了拟静力试验,验证了模型抗拉装置不会对支座在压剪状态下的剪切性能产生影响,但能起到预期的减小支座的拉应力和限位作用。     

成都博物馆基础隔震结构隔震层抗拉性能设计研究

对不规则结构进行基础隔震时,在地震作用下会在隔震层的局部位置产生较大拉力,橡胶隔震支座易受拉破坏进而影响结构安全性。而采用抗拉限位装置可有效解决隔震层抗拉问题,但相关规范对此未提出相应设计方法及安全性能设计指标。结合已建成的成都博物馆基础隔震工程,通过橡胶隔震支座竖向拉伸及剪拉试验,提出橡胶隔震支座抗拉性能设计指标,并配套开发提升橡胶隔震层抗拉性能的抗拉限位装置,通过对整体结构模型在不同强度地震作用时程分析,提出了该不规则结构基础隔震时隔震层抗拉性能的设计方法及设计指标。研究实现了8度罕遇地震作用时,抗拉限位装置不参与工作或保持弹性工作状态;9度罕遇地震作用时,抗拉限位装置处于不屈服状态,橡胶隔震支座出现塑性,但仍具有很高的拉伸承载能力。     

具有常阻尼特征和抗拉功能的隔震支座试验研究

为解决传统橡胶支座在大变形下耗能能力不足的缺陷,提出一种具有常阻尼特征和抗拉功能的隔震支座,基本构造是在传统橡胶支座外部增加竖向耗能元件,阻尼力的水平分量可实现在不同变形下提供近似相等的水平等效阻尼比,提高橡胶支座大变形下阻尼水平,抑制罕遇地震作用下隔震层发生过大变形;阻尼力的竖向分量可以提供抗拉能力,抑制支座中橡胶部分的竖向拉应力。通过拟静力试验对支座的水平滞回性能进行了研究,结果表明:本文提出的隔震支座在不同变形下具有明显的常阻尼特征。     

橡胶隔震支座拉伸性能试验研究

本文首先讨论橡胶隔震支座拉伸的基本性能,在此基础上对橡胶支座竖向拉力和拉伸变形性能进行试验研究,包括零剪切拉伸试验、定剪切拉伸试验和零剪切拉伸破坏试验。结果表明,支座各剪切状态的初始拉伸刚度试验值与理论值较吻合;支座拉伸刚度、屈服刚度和屈服应力随剪切变形的增大而逐渐减小;另外,支座在零剪切状态的极限拉伸应力可达3.43MPa,极限拉应变达240%,表现出良好的拉伸变形能力。     

斜向滑动摩擦三维隔震装置的滞回模型及其隔震效果

基于铅芯橡胶隔震支座的力学性能特点,研发了斜向滑动摩擦三维隔震装置。基于该三维隔震装置的组成构造和变形机理,提出了其竖向荷载-位移滞回模型,给出了各阶段支座刚度的计算公式。对三维隔震装置进行的竖向压缩拟静力试验结果表明：三维隔震支座在竖向具有变刚度特性,其滞回曲线饱满,不同加载速率和位移幅值下力学性能稳定;提出的滞回模型与试验结果基本吻合,可以有效模拟三维隔震装置的竖向滞回性能。通过三维隔震结构缩尺模型的振动台试验,认为三维隔震装置与传统水平隔震支座具有相当的水平隔震效果,同时可控制结构的竖向响应。     

带抗拉装置高层隔震结构振动台试验研究

西昌（9度区）某高层基础隔震结构,其上部为框架-核心筒结构,总高度为58.3m（不计入隔震层）,隔震层采用铅芯橡胶隔震支座。为研究该隔震结构的抗震性能及检验带抗拉装置隔震支座的有效性,进行了缩尺比为1/15模型的模拟地震振动台试验。结果表明,隔震层降低了上部结构的加速度反应,隔震层上加速度放大系数小于0.5,可满足抗震设防烈度降低一度的设计目标;隔震结构的位移集中在隔震层,上部结构的层间位移较小,层间位移角满足规范层间位移角限值要求;隔震层力-位移滞回曲线较为饱满,具有良好的耗能能力。罕遇地震作用下,支座出现拉应力,说明隔震结构在高烈度地震作用下存在倾覆的可能性。对角部隔震支座加装抗拉装置后,再次进行振动台试验,结果表明,抗拉装置不会对结构水平向动力特性及支座在正常受压状态下的竖向运动和水平向运动产生显著影响,通过对比证明了其在隔震支座受拉情况下提供的有效抗拉作用。     

隔震建筑支座抗拉问题研究与应用

针对高烈度区高层结构采用橡胶支座隔震时存在的支座受拉问题进行了研究。通过对拉力产生的机理以及拉力与刚度相关性进行分析,发现拉应力水平与受拉刚度的大小密切相关。为避免因拉应力影响支座水平隔震效果,提高结构在罕遇地震乃至巨震下的抗震性能,发明了一种与橡胶支座配套使用的提离装置,介绍了提离装置的构造、典型受力状态的工作原理,并对提离装置与橡胶支座组合后的力学本构进行分析。对装置进行力学试验研究,试验研究表明,提离装置在各典型受力状态下的受力性能能够达到设计预期。结合实际工程进行抗拉问题的多方案对比,对比结果表明,采用提离装置能更有效、更经济地解决支座抗拉问题,可给类似工程设计提供借鉴。     

串联型变刚度叠层橡胶隔震支座试验研究

叠层橡胶支座是隔震技术关键因素之一,研发了一种串联型变刚度叠层橡胶隔震支座。该串联型变刚度叠层橡胶隔震支座初始阶段提供较小水平刚度(小于串联型变刚度叠层橡胶隔震支座中较小直径支座的刚度)。当水平剪切变形达到设计目标时,通过限位装置提供第二刚度,使其出现较大变形时具有较大的大水平刚度。通过足尺支座试验,研究了该串联型变刚度支座的竖向性能、水平性能和滞回性能,并给出了该串联型变刚度支座的计算模型。     

铅芯橡胶支座滞回特性的振动台试验研究

铅芯橡胶支座是一种常用的阻尼机构一体型隔震装置,其水平方向的滞回性能反映了该装置的耗能能力并影响整个隔震建筑的隔震效果,是隔震装置的一个关键指标.基于某铅芯橡胶支座基础隔震结构的模型振动台试验数据,对该隔震装置在不同地震加速度记录、不同地震强度、不同地震输入方向等各种工况下的滞回曲线进行了对比与分析,得到了一些有益的结论.     

桥梁隔震支座静力性能试验分析

桥梁隔震支座在使用过程中可能受到各种水平静载作用.本文介绍了一个桥梁隔震支座的水平静力试验.在试验中,考虑了不同水平位移加载步长、持荷时间、不同的初始位移变化对支座动、静力性能的影响.说明桥梁隔震支座静力性能与动力性能存在不同,随着作用时间增加,存在明显的卸载现象;水平初位移的存在对支座滞回耗能曲线没有明显的影响.     

碟簧-叠层橡胶三维复合隔震支座力学性能试验研究

对适用于大跨空间结构的碟簧-叠层橡胶三维复合隔震支座进行隔震性能试验研究,该支座由叠层橡胶与下部碟簧装置串联组成。水平方向,试验测试了简谐波激励下支座的滞回性能,考察了剪应变、竖向压力及加载频率对其水平力学性能的影响;竖直方向,对支座的等效刚度及等效阻尼比进行试验研究,考察了加载幅值、预压力及加载频率对其竖向滞回性能的影响,同时考察竖向刚度的变化对叠层橡胶支座水平力学性能的影响。结果表明,三维复合隔震支座在水平及竖向均有较好的滞回性能,水平方向等效阻尼比在0.07～0.11之间,其值随着竖向压力的增加而增大;竖向等效阻尼比在0.1～0.2之间,竖向加载频率对其影响不大;竖向刚度的降低使支座的水平等效刚度、等效阻尼比增加。     

新型叠层橡胶隔震支座抗拉机构研究

叠层橡胶隔震支座抗拉性能远小于抗压性能这一客观情况制约了叠层橡胶隔震支座在大高宽比建筑的推广应用。在研究叠层橡胶隔震支座力学性能的基础上,提出一种新型抗拉机构,利用叠层橡胶隔震支座的抗压能力来承受隔震层的拉力。通过对一栋高层隔震结构在罕遇地震中的地震响应分析,研究新型抗拉机构对大高宽比隔震结构的影响。研究表明新型抗拉机构巧妙地把拉力转化成压力,构造简单,易于设计和制造,采用新型抗拉机构,可以提高隔震层的抗拉能力,减少隔震层竖向位移,降低上部结构地震响应。此机构对于隔震技术向大高宽比结构应用和推广有实际应用的意义。     

SBS改性沥青隔震支座性能及其应用研究

提出利用SBS改性沥青隔震支座作为村镇民居建筑的隔震装置。通过实验研究了SBS改性沥青隔震支座的竖向性能和水平性能,结果表明该隔震支座具备一定的竖向承载能力且水平滞回曲线饱满,与铅心橡胶隔震支座类似。根据实验获得的性能参数,选择合理的数值模型,采用有限元软件分析了装有SBS隔震支座的一栋三层民居建筑的隔震效果。结果表明虽然在多遇地震条件下SBS改性沥青隔震支座对村镇民居建筑的隔震效果并不明显,但在罕遇地震作用下的隔震功效显著。说明SBS改性沥青隔震支座是一种造价低廉,施工方便,在村镇民居建筑中有应用潜力的隔震装置。     

隔震结构动力分析与优化

经过多次地震证明隔震结构能够极大的降低地震作用,工程界对隔震结构研究越来越多,但主要集中在隔震支座新形式及高层隔震应用上,而对多层常规隔震设计问题关注较少。文中通过对一则多层隔震框架结构的分析发现:多层结构支座型号选用主要由大震隔震层位移确定;当支座拉力较大时,建议优先采用调整地上柱网或隔震层转换等常规设计手段避免或降低支座拉力,常规设计手段无法解决时再采用抗拉装置或其他高抗拉支座。     

橡胶隔震支座安装螺栓受力特性的试验研究

为研究橡胶隔震支座与隔震支墩螺栓连接部位在竖向及水平地震作用下的受力特性,分别对直径600mm和700mm的铅芯隔震支座进行了竖向和水平剪切变形加载的试验研究。为模拟钢筋混凝土支墩与支座连接面的接触特性,在支座的底部设置了一块50mm厚的钢筋混凝土板。支座竖向加载后,预紧的螺栓出现了应力松弛现象。面压12MPa的支座发生剪切变形时与面压0MPa的支座发生剪切变形时螺栓的轴力变化历程虽有较大差异,但达到水平极限剪切变形时,两种情况下受拉侧螺栓拉力值接近。根据《橡胶支座第3部分:建筑隔震橡胶支座》(GB 20688.3—2006)附录G中的公式计算的隔震支座安装螺栓的拉力也与试验值接近。此外试验中出现了钢筋混凝土板角部混凝土开裂和脱落的现象,说明螺栓会在螺孔产生较大的外劈作用力,实际工程中应予以注意。     

自复位刚性滑板隔震支座试验研究

近年来组合隔震体系在工程抗震领域应用日益增多。本文基于组合隔震技术将滑板隔震支座的摩擦滑移元件和叠层橡胶隔震支座的橡胶元件并联形成一种新型隔震支座——自复位刚性滑板隔震支座。通过试验研究不同压力、加载位移及水平加载频率与滞回特性的相关性等性能，基于ABAQUS有限元软件对该支座进行数值模拟分析。研究结果表明：数值模拟结果与试验结果吻合较好；自复位刚性滑板隔震支座具有更高的竖向承载力，支座滞回曲线稳定饱满，拥有良好的隔震效能，是一种可适用于工程应用的隔震支座。     

复合型简易隔震层力学性能试验研究

设计了两种复合型隔震层放置于下圈梁和上圈梁之间,为了研究其相关力学性能,并进行拟静力试验。试验结果表明:两种复合型简易隔震层的水平剪切变形能力良好,其中复合型简易隔震层(钢筋固接)滞回曲线更饱满,滞回耗能性能较好,抗侧刚度大,水平承载能力强,符合作为村镇房屋基础隔震层的抗侧刚度和隔震耗能的要求。SBS卷材隔震层以及沥青砂浆隔震层滞回耗能性能相近,但沥青砂浆隔震层相对其他三种隔震层竖向承载性能较差。     

近场竖向地震动对摩擦摆支座隔震性能影响的研究

以设置摩擦摆支座隔震装置的高速铁路减隔震桥梁为研究对象,建立整桥有限元分析模型,根据场地条件选取含有明显近场效应的地震动,对结构进行非线性时程分析。研究过程中主要考虑了不同强度近场竖向地震动对摩擦摆支座隔震性能的影响。结果表明,设计地震烈度作用下,随着近场竖向地震动强度的提高,支座的滞回性能逐渐降低。当竖向地震动强度与水平地震动强度比值一定时,随着地震烈度的提高,支座累积耗能减少,其耗能能力降低。研究成果或可为近场区域摩擦摆支座隔震桥梁的抗震设计提供参考。