高阻尼厚层橡胶支座力学性能试验研究

为有效延长基础隔震结构的竖向自振周期、实现隔震支座耗能能力,论文设计了一种构造简单的高阻尼厚层橡胶支座,对其进行基本力学性能试验、竖向压缩相关性和水平剪切相关性试验,分析竖向压力、预压力、剪应变、加载频率等参数对支座力学性能的影响规律,结果表明：高阻尼厚层橡胶支座的滞回曲线饱满,耗能效果较好;竖向压力和预压力的变化对支座的竖向刚度影响很大,剪应变和竖向压力的变化对支座水平等效刚度有不同程度的影响,加载频率对支座水平向和竖向力学性能均有影响;高阻尼厚层橡胶支座水平力学性能的试验值与按规范计算的理论值较接近,竖向刚度试验值和理论值相差较大,因此提出了支座竖向刚度公式的修正,并基于试验结果验证其准确性。     

实时往复大变形下铅芯橡胶隔震支座力学性能试验研究

针对铅芯橡胶隔震支座在大变形多次实时往复荷载下力学性能退化问题,采用足尺铅芯橡胶隔震支座,通过高速压剪试验设备,对铅芯橡胶隔震支座进行了基本竖向力学性能试验、基本水平力学性能试验、多次不同大变形下实时加载水平力学性能试验,试验结果显示：铅芯橡胶隔震支座在实时往复多次大变形下,随着加载圈数的增加,隔震支座屈服力急剧下降,支座耗能能力降低,到试验结束时屈服力平均下降46.1%,加载圈数对屈服后刚度影响相对较小;实时往复大变形下测得的铅芯橡胶隔震支座屈服力在第2圈以后均小于采用国家标准试验方法得到的屈服力,试验结束时屈服力小于国家标准测到屈服力的43.8%,国家标准试验方法测得的屈服力与实际地震下铅芯橡胶隔震支座的屈服力相比偏小;铅芯橡胶隔震支座实时多次往复变形对其竖向刚度基本没有影响;铅芯橡胶隔震支座在实时往复大变形试验时其力学性能退化,静置一段时间后,其性能基本又恢复到实时往复大变形试验前的状态。     

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。     

自阻尼叠层橡胶隔震支座力学性能试验研究及刚度分析

对西安建筑科技大学研制的自阻尼橡胶隔震支座在竖向及压剪荷载作用下的力学性能进行了试验研究 ,并与普通橡胶隔震支座进行了对比分析 ,给出了隔震装置的水平及竖向刚度系数。试验研究表明 :自阻尼叠层橡胶隔震支座性能稳定 ,受力性能良好、价格合理、安装方便 ,是一种理想的基础隔震装置。     

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。     

一种常阻尼隔震支座开发及在建筑结构的应用研究

为解决在大变形条件下,隔震支座阻尼力不足的问题,提出一种常阻尼隔震支座。该支座的特征是在传统橡胶支座基础上,竖向并联金属摩擦阻尼器,将二者组合成橡胶与摩擦阻尼器组合而成的新型隔震支座,实现支座在大变形下等效阻尼比不明显降低。通过阻尼器的性能试验,验证了本文构造的可行性;基于SAP2000软件对某隔震框架结构进行分析,对比研究铅芯橡胶支座、常阻尼隔震支座的隔震效果,结果表明常阻尼支座在控制隔震层位移方面具有更大的优势。     

尼龙织物增强厚层橡胶支座力学性能试验研究

为研究尼龙织物对厚层橡胶支座力学性能的影响,设计制作了一块厚层橡胶支座和一块尼龙织物增强厚层橡胶支座。对支座进行了压缩和压剪试验,对比分析其刚度、阻尼比、滞回环面积、残余变形等基本力学性能。结果表明：增加尼龙织物对支座竖向力学性能影响较小,两块支座的竖向刚度小,等效阻尼比在不同压应力水平下均超过6%。但尼龙织物对厚层橡胶支座的水平压剪力学性能影响较大,支座的水平剪切刚度与滞回耗能能力均得到显著提高,残余变形明显减小。上述研究成果可为此类支座的设计、试验与工程应用提供参考。     

基于一种新型铅芯橡胶隔震支座的力学参数试验研究

通过对不同结构构造的铅芯橡胶支座进行水平动态力学试验,系统研究了铅芯橡胶支座动态力学性能与其结构构造及外加动载之间的关系。在支座直径、橡胶和薄钢板厚度不变的情况下,分析了不同倾角或曲率的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、屈服力、等效阻尼比等的变化规律。研究结果表明,竖向刚度随倾角或曲率的增加呈减小趋势,水平等效刚度、屈服后刚度、屈服力、等效阻尼比随倾角或曲率的增加呈增大趋势;同时通过数值分析精确的验证了新型铅芯橡胶支座具有良好的减隔震效果。     

某采用摩擦摆隔震支座的钢筋混凝土框架结构设计与分析

对一个采用摩擦摆隔震支座的钢筋混凝土框架结构工程案例进行详细的设计与分析。对比了结构计算软件中摩擦摆隔震支座单元的计算模型与实际摩擦摆隔震支座试验力学性能的差异以及带来的误差,分析了摩擦摆隔震支座隔震方案与叠层橡胶隔震支座隔震方案在设计中的异同点。结果表明:摩擦摆隔震支座的力学性能在现有结构计算软件中得到很好的模拟;摩擦摆隔震结构能够取得和叠层橡胶隔震支座相近的隔震效果,且不需要经过专门的隔震层刚心调整就能有效抑制隔震层的地震扭转反应;摩擦摆隔震支座的连接螺栓不会承受竖向拉力的作用,相关预埋件长度可以大大缩短,降低施工难度。     

低造价新型橡胶隔震支座力学性能试验研究

本文研究开发一种适用于我国广大村镇砌体房屋的低造价新型隔震装置——聚酰胺纤维板橡胶隔震支座。为了考察新型隔震支座的力学性能,对支座的竖向压缩、极限压缩、水平剪切性能以及加载频率相关性和剪应变相关性等力学性能进行试验研究。研究表明:新型橡胶隔震支座力学性能稳定、隔震效果明显,适合在我国不发达的村镇地区普及推广。     

串联式压缩型橡胶隔振器的力学性能及设计建议

串联式压缩型橡胶隔振器是一种新型橡胶隔振器,由橡胶与钢板分层叠合而成,具有较高的竖向承载力和竖向刚度,较低的水平刚度,适用于以水平振动为主的重型机器的隔振,得到广泛应用,但其动力力学参数的计算,目前尚没有明确的算式。结合现有的相关研究成果,提出其动力力学参数的计算确定方法,并对此类隔振器的设计提出了建议。     

Experimental study on a geosynthetics isolator for the base vibration isolation of buildings neighboring metro transportation

By replacing the polyethylene terephthalate (PET) package of stacked sandbags by polyethylene naphthalate (PEN) textile capsule from air springs, a new geosynthetics isolator is developed to improve the mechanical properties of stacked sandbags. Sand and rubber particles were mixed and used to fill the isolator as a soil skeleton. The mechanical testing results showed that the vertical stiffness and damping performance could be easily adjusted by changing the particle mixture ratio. The horizontal stiffness is approximately a quarter of the vertical value, and the horizontal damping ratio is as high as 25%. The ultimate shear strain and compressive stress are 15% and 40 MPa, respectively. Both of these values are much greater than that of stacked sandbags and are appropriate for most buildings near metro transportation. The feasibility of the isolator is verified via field experiments with a full-scale building. After installing the new isolators, the vibration comfort of occupants in the vertical and horizontal directions is significantly improved, as is the secondary air-borne noise comfort. Moreover, the resonant influences caused by vertical and horizontal low-frequency road vibrations are suppressed by the isolator's high-damping performance. Therefore, this geosynthetics isolator is feasible for the base isolation of buildings neighboring metro transportation.     

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。     

新型FRP橡胶支座受压性能研究

FRP橡胶支座是用FRP复合材料板替代传统板式橡胶支座中的加劲钢板而制成的.已有的试验和理论分析表明FRP橡胶支座在满足一般板式橡胶支座力学性能要求的同时还具有较好的阻尼耗能能力,因此在减隔震设计中具有较好的应用前景.首先对FRP橡胶支座的概念及特点做了基本介绍,在此基础上利用通用有限元程序MSC.MARC对FRP橡胶...     

预应力厚层橡胶支座隔震性能研究

针对现有隔震支座的不足,在普通叠层橡胶隔震支座(RB)的基础上,适当增大橡胶层厚度,结合预应力原理,提出一种新型的预应力厚层橡胶隔震支座(PRB)。在模型试验的基础上,建立其隔震结构非线性分析模型,推导了其水平刚度计算解析公式,编制相应的分析程序,分析和研究其工作原理及力学性能;通过时程反应分析,研究了其隔震性能。研究结果表明：PRB是水平变刚度支座,刚度大小与支座的水平位移等有关;它除具有RB的水平隔震性能外,还具有良好的水平限位等性能,地震强度越大,水平限位性能越好。     

Response of vibration-isolated object to ground motions with intense vertical accelerations

This paper reports the results of shaking table tests performed to assess the response of an object placed on a vibration isolator to intense ground motions whose peak accelerations are close to or over the gravity acceleration in both vertical and horizontal directions. The passive vertical and horizontal vibration isolator, developed by the authors, has rolling load-bearing elements and constant-force springs to provide piecewise-constant restoring forces. First, we performed shaking table tests, wherein only the horizontal vibration was isolated. An unexpected finding from the tests is that, when the vibration isolator was subjected to ground motions with intense vertical accelerations, not only vertical but also horizontal accelerations were amplified. This led to a large rocking response or overturning of the object placed on the vibration isolator. A likely reason for the amplification is rocking of the upper portion of the vibration isolator above the rolling load-bearing elements induced by intense vertical accelerations. Next, we performed shaking table tests, wherein both vertical and horizontal vibrations were isolated. In this case, the vertical as well as horizontal accelerations were significantly reduced and the rocking response of the vibration-isolated object was suppressed. These results suggest potential risks in conventional horizontal vibration isolators having rolling load-bearing elements when they are subjected to ground motions with intense vertical accelerations. The results also demonstrate the effectiveness of vertical vibration isolation to avoid such risks.     

叠层橡胶垫隔震性能及设计

从理论上对叠层橡胶垫的隔震力学性能进行了分析 ,并给出竖向刚度、水平刚度的公式。给出叠层橡胶垫的形状系数范围、容许设计应力和容许设计位移。     

压路机减振器的研究

主要对橡胶减振器的减振性能进行研究,分析在不同频率下的橡胶减振器的减振性能,得出橡胶减振器的优缺点,并提出采用磁流变阻尼器的一个全新的解决方案。     

滑移摩擦型隔震结构考虑竖向地震作用影响的分析

摩擦滑移型隔震支座具有较好的减震效果和经济性能,越来越多地应用于结构隔震.这种支座屈服力取决于滑动摩擦力,与摩擦系数和支座竖向压力有关.地震动是多维的,本文考虑双向地震动,分析了采用摩擦滑移型支座隔震的质量块、基础隔震结构和顶层隔震结构,在不同摩擦系数和地震烈度情况下竖向地震作用对结构水平地震反应的影响.计算表明,在大摩擦系数、高烈度情况下,竖向地震作用对基础隔震和设备隔震有一定影响,建议考虑竖向地震作用的影响;而在小摩擦系数时则可忽略.并且,适当的屈服后刚度可以减小竖向地震作用的影响.     

橡胶隔震器结构的能量变化分析及其应用

本文通过实例分析说明橡胶隔震结构的能量变化及其应用 ,从而把橡胶隔震器和阻尼器的各自作用加以区分 ,加深了对橡胶隔震器隔震机理的认识。