考虑压力影响的高阻尼橡胶隔震支座速度#br# 相关性本构模型及其地震响应研究

隔震支座是基础隔震结构中的重要装置,高阻尼橡胶隔震支座具有隔震效果好,环保无污染等优点,但其力学性能复杂,应力-应变曲线与多种因素相关。本文提出了一种考虑压力影响的高阻尼橡胶隔震支座速度相关性本构模型,研究其对隔震结构地震响应的影响。首先,通过多步松弛试验和不同速度下的循环剪切试验探明加载速度和压力对高阻尼橡胶力学特性的影响。其次,提出一个基于改进超弹性Zener模型的支座本构模型来同时考虑加载速度和竖向压力,并根据高阻尼橡胶的材料试验结果识别模型中的参数,再通过支座试验验证模型的准确性。最后,分析某隔震结构在高阻尼橡胶隔震支座的速度相关性和近断层脉冲型地震动综合作用下的地震响应特点。结果表明：高阻尼橡胶隔震支座的速度相关性在近断层脉冲型地震作用下表现得较明显,会对隔震结构的地震响应产生影响,应在隔震设计中予以关注。     

一种基于改进超弹性Zener模型的高阻尼橡胶隔震支座速度相关性本构模型

目前高阻尼橡胶隔震支座已在土木工程中得到广泛应用,但由于高阻尼橡胶隔震支座的材料组成成分比较复杂,特别是大量阻尼材料的采用导致支座的应力应变关系与其加载速度相关,而目前的支座本构模型很难精确地模拟这种力学特性。因此该文从高阻尼支座的橡胶材料特性出发,提出了一个基于改进超弹性Zener模型的高阻尼支座本构模型,该模型由两个超弹性弹簧和一个非线性阻尼器单元组成,能够精确表达高阻尼支座的速度相关性。在模型中,对超弹性弹簧建立新的应变能函数,并通过附加刚度系数α来模拟高阻尼橡胶材料的初始刚度。通过高阻尼橡胶材料的多步松弛试验和在不同速度下的循环剪切试验来识别模型中的参数。通过支座试验验证了提出的模型,运用基于速度控制的实时子结构试验系统分析了某隔震桥梁在地震作用下的动力反应,并基于试验结果对该文提出的本构模型在隔震结构非线性分析中的准确性进行了验证。     

橡胶支座速度相关性对高架桥地震响应的影响

本文通过实时子结构实验,从结构角度分析橡胶支座速度相关性对高架桥在不同地震强度响应下的影响。通过对比支座位移、桥面位移和桥面加速度等参数,研究多跨连续高架桥在不同地震强度下的响应。实验结果表明:三种类型支座(特别是高阻尼支座和超高阻尼支座)速度相关性对桥梁地震响应有显著影响,高阻尼和超高阻尼支座对应指标变化幅度分别超过20%和30%。数值分析采用改进Zener模型模拟支座速度相关性,对比试验结果表明,该模型在地震响应分析中优于传统的双折线等模型。     

高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及隔震效果研究

对新型高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及此支座对桥梁的隔震性能进行了试验研究.通过输入正弦波研究其力学性能,试验结果表明:新型高阻尼橡胶隔震支座是速度相关型支座,加载频率的等效水平刚度有较大的影响,但对其等效阻尼系数影响不大.然而加载经历对新型高阻尼橡胶隔震支座的等效水平刚度与等效阻尼系数均有较大的影响.同时通过速度控制型实时子结构试验精确、定量地验证了新型高阻尼橡胶支座对桥梁的减隔震效果.     

隔震橡胶支座刚度退化及其对地震响应的影响

对天然橡胶支座进行了100%水平变形剪切试验、300%以上水平变形极限剪切试验和极限变形后100%水平变形剪切试验,得出橡胶刚度退化与最大剪应变的关系。对基础隔震结构输入不同峰值地震波,得到不同等级地震作用下天然橡胶支座和铅芯橡胶支座的退化后刚度。计算罕遇地震下顶层加速度、上部结构基底剪力和隔震层位移,研究支座刚度退化对地震响应的影响。结果表明,大变形引起支座刚度退化,顶层加速度和上部结构基底剪力有所减小,但隔震层位移显著增加。     

高阻尼橡胶支座隔震结构动力响应分析

近几年研究发现,铅芯橡胶支座有着在低周期荷载下易疲劳破坏、在大变形阶段不易复位和污染环境等问题。因此,文中提出选用高阻尼橡胶支座替代铅芯橡胶支座应用于隔震结构,采用结构设计软件盈建科（YJK）对某教学楼分别选用铅芯橡胶支座与天然橡胶支座混合布置和高阻尼橡胶支座与天然橡胶支座混合布置两种不同的隔震方案进行隔震设计。结果表明与非隔震结构相比,两种隔震方案都大幅度减小了隔震结构的地震响应,有效地提高了结构的抗震性能。高阻尼橡胶支座可作为铅芯橡胶支座的替代品,用于建筑隔震。     

高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及隔震效果分析研究

本文对新型高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及此支座对桥梁的隔震性能进行了实验研究。通过正弦波实验研究其力学性能,实验结果表明新型高阻尼橡胶隔震支座是速度相关型支座,加载频率对其等效水平刚度有较大的影响,但对其等效阻尼系数影响不大。然而加载经历对新型高阻尼橡胶隔震支座对其等效水平刚度与等效阻尼系数均有较大的影响。同时通过数值分析精确的定量地验证了新型高阻尼橡胶支座对桥梁的减隔震效果。     

基于有限元软件的高阻尼橡胶隔震支座研究

以某钢筋混凝土6层框架结构为模型,采用有限元软件SAP2000分别对其结构施加el-centro波和tangshan SN波模拟地震作用,并对使用高阻尼隔震支座和不进行隔震处理的结构进行模态和时程分析,对其分析结果进行了归纳整理,最后分别对两种结构基底剪力、震动周期、层间剪力等数据进行了对比。结果表明,当结构采用高阻尼橡胶支座隔震时基底剪力有明显的降低,周期成倍增加,可以有效的延长结构的自振周期,避免产生共振,减小层间剪力和位移,减小结构的破坏。     

高阻尼隔震橡胶支座在桥梁中的应用

支座是连接桥梁上下部结构的重要构件。本文介绍了高阻尼隔震橡胶支座在桥梁中的应用,它是使用高阻尼橡胶材料制成的,与桥梁上下部结构连接稳固,具有较高的水平变位能力和较好的复位能力,避免了因上部结构蠕变或翘曲变形而移位或脱空,在弯斜坡桥梁中具有较高的使用价值。同时,在地震力的作用下,能延长结构自震周期,隔离桥梁上、下部结构的地震运动,有效的吸收地震能量,减小地震作用力。     

基于高阻尼橡胶支座双折线与速度相关模型的结构响应对比

高阻尼橡胶支座具有很强的速度相关性,但传统规范采用的是未虑速度相关性的双折线模型.为了研究支座速度相关性对结构的影响,本文选择了考虑速度相关性的改进超弹性Zener模型和传统双折线模型进行对比分析.本研究选择了一栋7层混凝土框架结构,在近断层地震波和远场波作用下,用ANSYS分别计算了采用双折线模型和超弹性Zener模...     

铅芯橡胶支座参数对隔震储罐地震响应的影响

利用Bouc-Wen模型模拟铅芯橡胶支座的力-变形非线性行为,研究了两种高径比铅芯橡胶支座(LRB)隔震储罐的地震动力响应特征,系统探讨铅芯橡胶支座动力参数对隔震储罐地震反应的影响规律.研究表明:基底设置铅芯橡胶支座后,储罐有良好的减震效果,减震效果评价指标基底剪力、支座位移、晃动波高都得到有效控制.隔震频率是影响LRB隔震储罐减震性能的主要参数,屈服强度参数、支座阻尼比影响次之.增大支座屈服强度可增加有效隔震频率范围,降低支座位移,但不一定能起到降低波高作用.高隔震频率、无阻尼比工况时,储罐地震响应远超过未隔震时响应;增大阻尼比可同时降低支座位移和晃动波高.在高隔震频率下,存在最优屈服强度和阻尼比,使得基底剪力最小.为使隔震支座发挥最大减震作用,应根据储罐不同高径比特点来优化配置铅芯橡胶支座参数.     

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.     

高阻尼隔震橡胶支座对桥梁抗震性能的影响分析

以四川省雅安至康定高速公路青衣江特大桥为依托工程,从结构自振周期、墩底内力、墩顶位移、梁端位移以及支座剪切位移等方面分析高阻尼隔震橡胶支座对桥梁抗震性能的影响,并与普通板式橡胶支座进行对比研究,对其在公路常规桥梁上的适用性提出建议。     

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。     

考虑橡胶支座随机性下隔震与非隔震近海桥梁地震易损性对比

针对目前在隔震桥梁地震易损性分析中隔震支座性能参数随机性研究薄弱、从失效概率的角度开展隔震与非隔震桥梁对比研究缺乏的现状,详细统计分析了橡胶隔震支座力学性能参数的不确定性,建立了近海隔震与非隔震桥梁非线性动力分析模型。在考虑支座参数、地震动及桥梁结构不确定性的基础上,利用拉丁超立方抽样分别生成90个结构-地震动样本对。利用Sap2000有限元软件对每个样本对进行非线性动力时程分析,通过对大量数据的回归分析,得到桥墩、支座的易损性曲线,进而对隔震前后结构的地震易损性进行了对比分析。结果表明：在同一破坏等级相同地震作用下,非隔震桥墩的失效概率大于隔震桥墩,非隔震支座破坏的概率大于隔震橡胶支座|采用隔震技术后,桥墩发生严重破坏和倒塌的概率极低,震后可修复的概率很大|而非隔震桥墩发生严重破坏的概率最大,说明其震后可修复的概率很小而产生不可修复损伤的可能性极大。     

基于Benchmark模型的低刚度隔震支座地震响应研究

建筑隔震设计中广泛使用的铅芯橡胶隔震支座(LRB)在近断层地震作用下,支座位移过大,在满足竖向承载力的同时难以兼顾支座的水平刚度和阻尼值,导致隔震体系的隔震效果不佳,甚至隔震支座可能发生损坏。针对这一问题,研发了一种新型的水平低刚度隔震支座,该支座在满足竖向承载力要求的同时,能将隔震层的水平刚度维持在较低的水准,同时保持较好阻尼性能。本文采用ETABS模拟隔震支座并建立隔震Benchmark模型,通过动力时程分析,对比了传统橡胶隔震方案和水平低刚度隔震方案中结构的最大层间剪力、最大层间位移角和能量耗散等结构响应。结果表明,近断层地震作用下,水平低刚度隔震方案比传统橡胶隔震方案的隔震效果更佳。     

软弱场地中梁桥高阻尼隔震橡胶支座的优化选择

通过对软弱场地中梁桥进行动力时程分析,发现高阻尼隔震橡胶支座的采用能有效减小桥梁结构的地震响应,其抗震性能高于板式橡胶支座。但滑动型支座的采用会导致边墩处的地震响应远小于中墩,使得全桥各墩的荷载分配不均。在软弱场地中,支座的选择应考虑滑动支座对边墩分担地震能量的削弱作用,适当增加边跨支座的剪切刚度,以达到全桥各墩抗震性能的均衡,减小地震作用对桥梁结构的破坏。     

橡胶隔震支座温度相关性的研究进展

随着隔震技术的发展,橡胶支座隔震体系的应用环境日趋复杂,温度对隔震体系性能的影响逐渐成为工程界和学术界关注的重点.通过对比多种常用的可以考虑复杂因素的支座力学模型,发现其均不能模拟温度因素的影响.整理了橡胶及橡胶隔震支座温度相关性的研究,总结指出温度对橡胶隔震支座性能的影响主要包括低温瞬时硬化、低温结晶硬化及滞回生热等...     

HDR型高阻尼隔震橡胶支座在城市桥梁中的应用

以太原市跨双塔街、青年路高架桥建设为例,介绍了该桥高阻尼橡胶支座的型号规格及支座种类,分析了高阻尼橡胶支座经济、环保、耐久性强等优点,并探讨了现浇箱梁高阻尼隔震橡胶支座的安装工艺及维护保养的方法,指出高阻尼橡胶支座在建筑抗震结构中起着举足轻重的作用。