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。     

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。     

隔震橡胶支座防火保护试验研究

隔震橡胶支座的耐火性能通常较差,威胁着隔震结构（特别是层间隔震结构）的火灾安全。在ISO 834标准升温条件下,通过2个采用厚型防火涂料的隔震橡胶支座的明火试验,对比分析了隔震橡胶支座在火灾前、后的力学性能。利用ANSYS软件,分析了试验支座的内部温度场,并与实测结果进行了对比。研究结果表明：对于采用厚度50mm的防火涂料和相应构造措施进行保护处理的隔震橡胶支座,在持续3h的明火试验后,无铅芯橡胶支座和铅芯橡胶支座的表观特征均无明显变化,各项力学性能指标与受火前相比变化幅度均小于8%,水平极限变形能力满足现行规范要求;验证了隔震橡胶支座防火保护措施的有效性。图9表4参14     

铅芯橡胶支座性能试验对比研究

对基础隔震模型振动台试验中使用的铅芯橡胶支座性能进行了试验研究 ,在振动台试验前后分别对所使用的橡胶支座做了性能试验 ,研究了单个支座性能试验结果与模型中支座的性能关系。对振动台试验初始工况和模型经历数十个地震动输入工况后橡胶支座的性能作了研究。分析的主要参数有铅芯橡胶支座的屈服后水平刚度、屈服荷载及支座水平力 位移滞回曲线。分析结果可供采用铅芯橡胶支座的基础隔震房屋分析和设计时参考     

小尺寸铅芯橡胶支座力学性能试验研究

小尺寸铅芯橡胶支座因其优越的性能被广泛应用于设备设施隔震(振)需求,也常用于隔震结构缩尺模型试验中。定量把控小尺寸铅芯橡胶支座的力学性能是准确、定量评估隔震(振)结构动力响应的重要保证。然而,由于小尺寸铅芯橡胶支座的尺寸、形状系数等参数超出现行规范限制,其力学性能特性与普通铅芯橡胶支座有所不同,值得深入开展研究。本文设计并制作了4组小尺寸铅芯橡胶支座试件,通过试验研究不同形状系数试件在不同竖向压应力下的力学性能,评估现有理论计算公式适用性,并基于试验提出小尺寸铅芯橡胶支座力学性能的修正公式。研究成果可为定量分析小尺寸铅芯橡胶支座的力学性能,实现支座的精细化设计制作提供参考。     

建筑隔震橡胶支座的耐火性能试验

在ISO834标准升温条件下,开展直径600 mm的4个铅芯隔震橡胶支座和2个无铅芯隔震橡胶支座的明火试验,考察受火时间和竖向荷载对受火后支座剩余力学性能的影响。试验结果表明:①受火1.5h左右,支座的整体性和承载能力完全丧失;②受火0.5h后,支座力学性能的改变幅度小于10%,且其水平极限变形能力仍可满足使用要求,同时在竖向压应力常用取值范围内,竖向荷载对支座受火后的剩余力学性能影响有限;③受火1.0h后,支座力学性能明显劣化。由于隔震橡胶支座的耐火能力不足,实际工程中应在支座处设置防火保护。     

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     

新型钢棒阻尼器隔震橡胶支座抗震性能试验研究

提出一种新型U型钢棒阻尼器,该阻尼器通过冷弯加工成型,通过高强螺栓安装在普通无铅芯橡胶隔震支座上发挥消能减震作用。首先通过一系列试验对U型钢棒阻尼器的耗能能力、延性、刚度和疲劳性能进行了研究,发现其具有良好的抗震性能。然后对由U型钢棒阻尼器和普通无铅芯橡胶隔震支座组合而成的新型橡胶隔震支座进行了剪切试验研究。试验结果表明,该新型隔震支座的等效水平刚度、屈服后刚度和屈服力等各项受力性能都比铅芯橡胶支座有了很大的提高。与铅芯橡胶支座比较,该新型隔震支座具有更好的耗能性能,可以广泛应用于隔震和减震工程中。     

建筑隔震橡胶支座防火保护试验研究

建筑隔震橡胶支座防火是减、隔震技术在我国推广应用的关键问题之一。按照GB/T 9978. 7—2008《建筑构件耐火试验方法第7部分:柱的特殊要求》,设计完成3组建筑隔震橡胶支座足尺耐火及防火保护试验,并结合有限元数值模拟预评估选择合理的防火保护材料、方法及阈值,旨在研究典型防火保护构造措施和材料对建筑隔震支座耐火性能的影响。结果显示:无防火保护建筑隔震橡胶支座不能满足GB50016—2014《建筑设计防火规范》一级耐火等级建筑柱子的耐火时间3 h规定,耐火时间仅为82 min;对于厚型涂料保护建筑隔震橡胶支座耐火试验,耐火性能达到3 h,试验过程中部分橡胶受热分解;对于防火板保护的建筑隔震橡胶支座耐火试验,耐火极限能够满足3 h,且支座内部温度在150℃以下,试验结束后,各项力学性能损失在5%以下。     

铅芯橡胶支座力学性能环境温度相关性研究

铅芯橡胶支座被广泛应用于建筑、桥梁、储液罐及核设备的隔震中。相关研究表明,环境温度对铅芯橡胶支座的力学性能影响较大,但目前仍缺乏基于铅芯橡胶支座组成材料热-力本构特征以及不同特征参数的支座力学性能随温度变化规律的研究。本文从材料层面出发,基于支座组成材料热-力本构特征,建立了铅芯橡胶支座的热力耦合有限元模型,并通过试验验证了支座有限元模型的准确性。通过参数分析,研究了支座关键力学性能指标随环境温度的变化规律。本文提出的热-力本构模型可以为铅芯橡胶支座的隔震设计提供参考。     

某科技楼基础隔震的设计与试验研究

根据对某科技楼中半高铅芯的夹层橡胶隔震支座的试验与分析表明 ,半高铅芯的夹层橡胶垫力学性能良好。采用基础隔震后 ,该工程的抗震设防烈度降低 ,具有较好的经济效益     

冻融条件下公路桥梁板式氯丁橡胶支座受压试验研究

公路桥梁橡胶支座比建筑橡胶支座更容易受到气候的影响,为了研究公路桥梁板式氯丁橡胶支座经过冻融循环后的承载力变化情况,采用标准冻融试验箱对氯丁橡胶支座进行25、50、75、100次的冻融循环处理并进行轴心受压试验,研究其在不同冻融循环次数的承载力、极限抗压强度、竖向刚度、弹性模量等各项性能指标的变化,并与标准试件进行对比分析。结果表明经过冻融循环处理的氯丁橡胶支座更容易发生脆性破坏,且钢板外露、裂缝等破坏现象比标准试件更严重。随着冻融循环次数的增加,冻融程度的加深,氯丁橡胶支座极限承载力、极限抗压强度、抗压弹性模量都逐渐降低;采用最小二乘法得出50 a抗压强度和抗压弹性模量的衰减曲线和衰减公式,其变化趋势基本符合指数函数规律。冻融循环后的公路桥梁板式氯丁橡胶支座的各项力学性能指标显著降低,因此应严格控制公路桥梁板式氯丁橡胶支座的温度适用范围,并建议提高其最低适用温度,在寒冷地区尽量采用天然橡胶支座。     

有初始转角的隔震支座在不同方向地震水平力作用下的力学性能研究

为了研究大跨度空间结构支座转动问题,对上下表面发生相对转动的橡胶隔震支座水平力学性能进行了研究。运用有限元分析软件ABAQUS研究了支座无初始转角时的水平性能,分析了有初始转角橡胶隔震支座在X向、Y向和45°向水平位移加载下的支座水平力学性能,得出了水平刚度与剪应变之间的变化关系。结果表明:X向和45°向水平位移加载时,在小剪应变下,支座水平刚度随初始转角的增大而减小,之后随初始转角的增大而增大;Y向水平位移加载下,在大剪应变之前,水平刚度随初始转角的增大而减小,之后随初始转角增大而增大;与无初始转角相比,有初始转角的橡胶隔震支座水平刚度较大,使得其在地震设防烈度下的隔震效果较差;在工程受力范围内,3种不同水平位移加载下,竖向压力的变化对水平刚度的影响较小。     

铅芯夹层橡胶隔震垫各种相关性能及长期性能的研究

本文详细地研究了各种相关因素对中国铅芯夹层橡胶隔震垫力学性能的影响,同时还研究了中国铅芯夹层橡胶隔震垫的长期性能.研究包括竖向压力、频率、剪切变形、循环次数、温度对隔震垫刚度及阻尼等力学性能的影响;隔震垫的耐久性能诸如温度老化及徐变对隔震垫刚度、阻尼特性及极限变形能力的影响.研究还包括水平剪切及竖向低周疲劳试验对隔震垫力学性能的影响程度.     

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。     

新型复合滑移隔震装置的试验研究

为了综合叠层钢板橡胶支座和摩擦滑移支座的优点,并将机械领域摩擦性能良好的二硫化钨(WS2)材料用于摩擦滑板,设计研制了一种新型滑移隔震装置;试验测定了喷涂二硫化钨钢板之间的摩擦系数及支座在简谐激励下的滞回性能。结果表明,新型复合滑移隔震装置性能稳定,正压应力和位移幅值是影响摩擦系数的主要因素,加载频率与摩擦系数无关。     

蜂窝夹层橡胶支座基本力学性能的试验研究

蜂窝夹层橡胶支座是以普通叠层橡胶支座为母本开洞得到的新型橡胶支座。重点研究了应用于北京奥林匹克多功能演播塔的蜂窝夹层橡胶支座。作为一种新型的橡胶支座,通过力学性能试验研究其竖向及水平向刚度。同时,利用有限元分析软件ANSYS对蜂窝夹层橡胶支座建立实体模型,分析其力学特性。对比结果表明,有限元数值模拟结果与试验曲线吻合得较好。从而,为建立蜂窝夹层橡胶支座的设计计算方法提供参考。     

四铅芯橡胶支座显式有限元分析及试验研究

采用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析四铅芯橡胶支座(GZY700A、GZY800A)的非线性动态特性,建立四铅芯橡胶支座的FEA(有限元)模型,针对支座中心加竖向荷载和水平向循环往复位移荷载进行数值模拟分析。同时,对4个四铅芯橡胶支座试件进行非线性力学性能试验,并与有限元数值模拟结果、理论计算结果进行对比分析。研究表明:有限元数值模拟结果与试验曲线吻合得较好。因此,采用显式有限元分析橡胶支座可以为确定多铅芯橡胶支座的动力分析提供计算方法。