铅芯叠层橡胶支座隔震体系及结构抗震性能分析

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。     

铅芯橡胶支座的隔震效果分析

采用Wen微分滞回模型,代表铅芯橡胶隔震支座的非线性滞回恢复力特性,对基础隔震结构的隔震效果进行了分析。结果表明,Wen微分滞回曲线可以较为准确地反映铅芯橡胶隔震支座的本构关系,其隔震效果比较明显。     

铅芯橡胶隔震支座力学性能及隔震效果研究

介绍了铅芯橡胶隔震支座的组成和力学计算模型,并结合某实际工程,采用控制变量法对铅芯橡胶隔震支座的具体力学参数进行分析对比。分别对水平弹性刚度、水平屈服力、屈服后前刚度比和滞回参数进行比较,从隔震支座的相对位移、水平支座反力、连体部分位移和加速度等指标角度讨论最适合的参数选择,并得到最优的参数组合,同时根据优选的支座参数进行隔震效果分析,为隔震支座的工程设计应用提供了参考。     

铅芯橡胶隔震支座技术应用

汶川地震后，绵阳市平武县中医院工程采用铅芯橡胶隔震支座技术基础，该工程总建筑面积为6498m^2，框架结构，地上5层，抗震设防等级为8度设防．9度加强，该工程共使用隔震支座LRB600（有铅芯直径600mm）30个和LRB500（有铅芯直径500mm）50个。     

极罕遇地震作用下铅芯橡胶隔震支座基础隔震结构抗震性能研究

基础隔震结构在设计地震和罕遇地震作用下具有良好的抗震性能。随着GB 18036—2015《中国地震动参数区划图》引入了极罕遇地震作用，有必要探讨基础隔震结构在极罕遇地震作用下的抗震性能。以两自由度体系(简化模型)和多自由度体系(纤维模型)的铅芯橡胶隔震支座(LRB)基础隔震结构为研究对象，基于弹塑性时程分析的统计结果，分析并比较了设计、罕遇和极罕遇地震作用下上部结构屈服承载力(即降低上部结构抗震设防烈度)和LRB隔震支座力学性能参数对整个LRB基础隔震结构抗震性能的影响。分析结果表明：极罕遇地震作用下，采用降低抗震设防烈度的方式对隔震后的上部结构进行结构设计并不可取；为了保证在极罕遇地震作用下LRB基础隔震结构的上部结构和LRB隔震支座不发生破坏，应尽可能使用大直径和低橡胶剪切模量的LRB隔震支座；如何保证LRB基础隔震结构在设计地震和罕遇地震作用下的性能要求以及在极罕遇地震作用下的安全性能是一个具有挑战性的问题。     

考虑铅芯橡胶隔震支座力学性能退化的基础隔震结构地震作用研究

针对铅芯橡胶隔震支座在长周期长持时地震作用下由于铅芯温度上升发生力学性能退化的问题,通过压剪设备对铅芯橡胶隔震支座进行了快速水平往复力学性能试验,研究其在快速往复加载下水平剪切力学性能的变化。试验结果表明,铅芯橡胶隔震支座在快速往复荷载作用下,随着加载次数的增多,其特征强度显著下降,且前期下降的幅度比后期大,屈服后刚度在加载过程中变化较为平缓。然后基于试验结果,采用改良的广义Bouc-Wen模型,提出了铅芯橡胶隔震支座在快速水平荷载下力学性能退化的力学模型,然后基于铅芯橡胶隔震支座性能退化的力学模型,对一实际隔震结构进行仿真,研究该结构在长周期长持时地震作用下的动力响应。仿真结果表明考虑支座退化效应得到的隔震层位移和层间位移角不仅比不考虑支座退化效应得到的大,且最大值已超出设计允许范围,因此在基础隔震设计时建议要考虑铅芯橡胶隔震支座在长周期长持时地震作用下力学性能退化情况。     

基于简支桥梁铅芯橡胶支座隔震性能研究

以某简支铁路桥梁为工程背景,基于该桥梁的工程背景设计了四铅芯橡胶隔震支座,研究了该简支桥梁结构的地震响应以及进行了隔震性能的研究。采用大型通用有限元软件ABAQUS对该工程中五跨简支铁路桥梁建立三维有限元分析模型,分析模型中桥梁支座由普通的盆式支座、基于该工程设计的铅芯橡胶支座,对这两种支座的隔震与非隔震简支桥梁的地震响应进行系统的对比研究,以评价该简支铁路桥梁的隔震性能。研究结果表明,与采用普通盆式橡胶支座的简支铁路桥梁相比,隔震后桥梁结构自振周期延长,桥墩墩底弯矩峰值、剪力峰值、曲率峰值均显著减小。     

基础隔震结构的性能水准与设防目标

以国内外有关结构性能水准和性能目标的主要研究结果为基础,根据基础隔震结构的特点,结合我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的要求和基于性能抗震设计理论,将基础隔震结构的性能分为3个水准:水准1、水准2、水准3。针对不同重要性类别的建筑提出了3个层次的设防目标:一般设防目标、强化设防目标、重点设防目标。最后,将基础隔震RC框架结构的设防目标进行了量化。     

基于铅芯橡胶支座的连续梁桥隔震性能研究

以某城市3×30 m连续梁桥为工程背景,运用Midas Civil建立全桥三维有限元模型,并且运用时程分析法,对比并分析盆式橡胶支座和铅芯橡胶支座的桥梁结构的地震反应。结果表明:采用铅芯橡胶支座后,可以有效地降低结构地震反应,延长连续桥梁在地震作用下的自振周期,从而增强桥梁在地震作用下的安全性。     

铅芯橡胶支座隔震储罐地震响应特性分析

利用双线性恢复力模型模拟铅芯橡胶支座力学特性,探讨了不同类型场地上,隔震储罐在铅芯橡胶支座(LRB)与叠层橡胶支座(RB)两种隔震方式下的地震响应特点.研究表明:铅芯屈服力、场地类型和地震强度是影响LRB减震性能的主要因素.与RB隔震方式相比,LRB具有降低基底剪力、支座位移、晃动波高等优点,但减震效果并不总是好于RB方式,与场地类型和铅芯屈服力的选取有关.特别是Ⅳ类场地上RB支座更适合储罐隔震设计.支座最优屈服力参数选取需要根据储罐自振特点、场地类型和地震强度共同确定.LRB支座更适合在高烈度地区应用,减震效率高而且稳定.     

某隔震结构基于多级设防的性能反应分析与目标评价

结构性能的可预演与可控制是结构性能设计的核心内容,工程结构的复杂性以及结构性能影响因素的不确定性是目前实现结构性能设计和目标控制的难点。基础隔震结构因隔震层的设置使结构性能控制的对象相对集中、性能影响因子大大减少,并且隔震支座的性能可实验、可预演、可控制,构件易更换。本文以该思想为指引,将性能设计的理论应用于某隔震结构工程设计,通过对隔震层性能目标的控制来实现整体结构的性能设计和目标控制,对结构在多种地震作用工况下的位移和楼层加速度进行分析,对结构在多级性能设防条件下的性态目标进行分析和评价。结果表明:该隔震结构在多个地震作用工况下性能反应良好,性能控制目标明确,并可实现多级目标设防。因此,作者认为基础隔震结构是目前实现工程结构性能设计的很好途径和实践。     

低温对铅芯橡胶支座性能及桥梁隔震效果影响探讨

2008年发生在四川的汶川大地震,极大推动了减隔震技术在中国的发展。在国内,用于桥梁减隔震设计技术的各类减隔震装置也纷纷面世。其中,铅芯隔震橡胶支座是其中应用最广泛的隔震装置之一。由于中国地域广阔,各地方的环境、气候差异非常大,其最低温度从0℃到-40℃均不一样,铅芯橡胶支座的低温性能怎么样,是否适合在中国各个地区使用,是本文要探讨的内容。     

不同尺寸铅芯橡胶隔震支座力学性能的有限元分析

研究不同尺寸铅芯橡胶隔震支座力学性能的变化规律,为小比例隔震结构模型隔震层的相似设计提供依据。采用ABAQUS对不同尺寸的铅芯橡胶隔震支座进行有限元分析。在橡胶和薄钢板厚度按比例变化的情况下,分析了不同尺寸铅芯橡胶隔震支座在竖向荷载和剪切荷载作用下的力学性能,研究了竖向刚度、水平等效刚度、屈服后刚度、屈服剪力、等效阻尼比等随铅芯橡胶隔震支座尺寸的变化规律.分析结果表明:竖向刚度、水平等效刚度、屈服后刚度等随铅芯橡胶支座尺寸的增大而线性增大,等效阻尼比与铅芯橡胶支座的尺寸关系不大,支座屈服剪力与铅芯直径尺寸近似成二次抛物线变化的关系。     

中日同类铅芯橡胶隔震支座性能对比试验研究

分别以中国和日本生产的铅芯橡胶支座作为隔震支座进行振动台模型试验 ,对两种隔震系统进行了试验研究 ,同时进行了基础固定模型试验 ,对两种基础隔震模型与基础固定模型的结构反应做了比较 ,并比较了两种隔震系统的性能 ,结果表明两种隔震系统均具有良好的隔震效果。中国生产的铅芯橡胶隔震支座与日本生产的铅芯橡胶隔震支座具有同样优良的性能     

铅芯橡胶隔震支座水平刚度影响因素数值分析

通过有限元分析软件ANSYS对铅芯橡胶隔震支座力学性能分析,研究了铅芯橡胶隔震支座水平等效刚度(水平刚度)的主要影响因素.采用四分之一的铅芯橡胶支座模型进行模拟分析,大大缩短了有限元软件运行的时间,并获得较好的结果.在此基础上,总结了水平剪应变,以及在不同剪应变下竖向压应力、第二形状系数、橡胶剪切模量和铅芯直径对水平刚度的影响.分析结果表明,水平刚度随水平位移的增加而减小,随第二形状系数、橡胶剪切模量和铅芯直径的增加而增加;而竖向压应力则对水平刚度几乎无影响;并且当水平剪应变较小时,水平刚度受其影响因素的影响较大,即当隔震结构遭受小震时,隔震层的水平刚度受地震作用的影响较大.     

铅芯橡胶支座用于龙江大桥引桥隔震效果分析

减隔震设计逐渐成为结构抗震设计的重要方法,本文以云南省龙江大桥保山岸引桥为例,对使用了铅芯隔震橡胶支座的减震方案与传统的抗震方案进行了分析比较。验证了在高震区使用铅芯橡胶支座对桥梁进行减隔震设计,与传统的硬性抵抗方式相比,在经受大震时,墩柱所受到的剪力和弯矩值可以大幅降低。     

铁路桥梁铅芯橡胶支座桥梁减隔震应用研究

给出了铅芯橡胶支座滞回特性的等效线性模型以及支座设计参数的计算方法和取值范围,建立了隔震多跨简支梁桥体系的全桥模型,通过改变地震激励、地震动强度和车速等参数,对隔震桥梁在不同激励下的响应规律和特点进行了系统的研究,分析了隔震效果。     

隔震建筑混凝土收缩对铅芯橡胶支座的影响

为了研究隔震建筑中混凝土收缩对铅芯橡胶支座变形的影响,本文采用sap2000软件建立三组模型,分析了混凝土收缩对铅芯橡胶支座变形的影响、设置后浇带对此变形的影响,以及后浇带设置间距不同对此变形的影响。分析结果表明：混凝土收缩引起的铅芯橡胶支座变形并不影响铅芯橡胶支座的正常使用;设置后浇带能够有效减小此变形;且后浇带的设置间距越小,对此变形控制越有利。     

基于遗传算法的铅芯橡胶隔震支座恢复力参数识别

铅芯橡胶支座可有效隔离地震作用并保护上部结构,因而在隔震建筑中被广泛使用。在有限元模拟中,其恢复力模型参数的获取至关重要。为获得铅芯橡胶支座的恢复力特征参数,基于10组铅芯隔震支座的100%剪切滞回曲线,首先将按照GB/T 20688.1-2007计算得到的恢复力特征进行对比,两者的误差不可忽略。随后通过遗传算法对隔震支座的恢复力特征参数进行了优化,基于参数优化后的恢复力模型,重现了拟静力加载过程,并分别与试验得到的滞回曲线进行了对比,模拟结果良好。最后基于铅芯橡胶支座的特点,提出了基于遗传算法的铅芯橡胶隔震支座恢复力参数识别的一般方法。