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...     

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。     

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。     

脉冲型地震非线性粘滞阻尼隔震结构分析

选用实际的近断层脉冲型地震记录作为输入,研究了非线性粘滞阻尼对铅芯橡胶隔震结构的减震效果。分析表明,非线性粘滞阻尼对于减小隔震层位移始终是有利的,但是过大的阻尼参数会导致上部结构的加速度反应大幅增加;当广义阻尼系数不超过某一阈值时,速度指数的变化对上部结构影响很小,但较小的速度指数更利于控制隔震层大幅位移。     

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.     

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。     

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。     

高阻尼隔震橡胶支座在城市高架连续梁桥中的应用

介绍了城市桥梁抗震设计的要点,结合减隔震设计的概念及主要功能,分析了高阻尼橡胶支座的工作原理,并探讨了减隔震支座在城市高架桥梁中的受力性能,指出高阻尼减隔震支座可以延长结构使用周期,降低地震力,使桥梁结构受力更加合理。     

隔震橡胶支座竖向刚度和水平力学性能研究

对我国隔震橡胶支座作了竖向刚度分析,结果表明铅芯橡胶支座的竖向刚度理论值与试 验值吻合极好,普通橡胶支座试验值则偏小;同时对我国橡胶支座水平性能进行了回归研究,得 出了水平有效刚度回归公式。     

近断层地震动特征及其对工程结构影响的研究进展

简要介绍近断层方向性效应、滑冲效应、上盘效应和显著竖向地面运动等近断层地震动主要特征及成因;概括总结近断层水平和竖向地震作用下工程结构地震响应的研究进展;在此基础上,对目前国内外抗震设计规范中考虑近断层地震影响有关规定进行了介绍和概况总结。提出关于近断层上盘效应引起的脉冲特性以及地震动的随机特性的发生机理等问题的研究仍不够深入,近断层地震作用下已有的结构振动控制技术的安全性和有效性有待进一步确认和验证。建议关注近断层加速度脉冲、竖向及转动分量作用下的工程结构地震响应,可结合地震断层破裂过程的数值仿真技术来弥补近断层地震记录数量的不足,以更好地研究近断层地震动特性及工程结构地震响应,为未来结构抗震设计及评估中考虑近断层地震动效应的影响和规范修订提供参考。     

橡胶垫基础隔震结构的减震性能分析

橡胶垫基础隔震技术作为一种有效的减震控制之一,在实际工程中得到了广泛的运用。对基础隔震结构非比例阻尼体系动力响应的时域解答进行了较详细推导,并用Matlab软件编制了相应的求解程序,最后以一栋5层剪切型结构为例进行仿真分析。分析结果表明,橡胶垫基础隔震能够显著降低结构的层间位移响应和加速度响应,提高结构的整体抗震性能。     

近断层脉冲型地震动对基础隔震结构水平向减震系数的影响分析

水平向减震系数是基础隔震设计的重要参数之一。为研究近断层脉冲型地震动对水平向减震系数的影响,以单自由度体系为研究对象,基于反应谱法,给出单自由度体系的水平向减震系数计算公式,考虑近断层影响,分析不同方法中水平向减震系数的差异;以多自由度体系为研究对象,选取36条近断层脉冲型地震动,同时剔除其中的主脉冲成分,得到36条非脉冲型地震动,将这72条地震动作用于多层基础隔震结构,基于时程分析法,对比了在脉冲和非脉冲型地震动作用下的水平向减震系数变化规律,并分析脉冲周期、场地类别和断层距对水平向减震系数的影响。研究结果表明：现行方法虽有一定的合理性,但是难以准确考虑近断层脉冲型地震动对水平向减震系数的影响。随着地震动强度的增大,水平向减震系数呈先减小后增大的趋势,相同地震动强度下,近断层脉冲型地震动作用下结构的水平向减震系数更大,变化幅度更大。近断层脉冲型地震动对水平向减震系数有放大作用,水平向减震系数的放大系数随着近断层地震动脉冲周期的增大,呈整体增大的趋势。当断层距较小时,水平向减震系数的放大效应更为显著,而与场地类别无明显关系。在近断层基础隔震结构设计中,水平向减震系数的放大系数建议取1....     

几种隔震橡胶支座性能研究及隔震效果探讨

近年全球大级别的地震频发,引起了人们对这种特殊不安全因素的关注。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,被广泛应用的中小吨位的橡胶类隔震支座就有好几种。这几种橡胶类隔震支座的性能有什么区别,其隔震效果是否一样,是文章将要进行探讨的议题。     

近断层地震作用下层间隔震结构弹簧软限位分析

近断层地震作用下,层间隔震结构隔震层会产生较大位移,易造成上部结构的侧向倾覆失稳或支座损坏。采用软碰撞限位器对隔震结构进行保护,利用有限元软件SAP2000对一栋8层钢筋混凝土框架结构输入罕遇烈度近断层地震波,分析隔震层设置在1层、4层、7层时隔震结构的限位动力响应,研究了软限位装置的预留距离、限位刚度对隔震层和结构动力响应的影响。     

基础隔震结构竖向地震反应试验研究

通过模拟地震振动台试验,研究了基础隔震结构的竖向地震反应特点.首先通过对不同支座的竖向力进行比较可知,基础隔震结构在遭遇水平地震波时,位于支座布置平面中非对称轴的支座处可能产生较大的竖向反应;其次对隔震结构和非隔震结构的竖向地震反应进行对比分析可知,基础隔震结构对于竖向地震动的隔震效果不明显.因此竖向地震动对结构的作用不可忽视,在进行基础隔震结构抗震设计中应加以关注.     

Behaviour of liquid storage tanks with VCFPS under near-fault ground motions

Earthquake response of slender and broad liquid storage steel tanks isolated with variable curvature friction pendulum systems (VCFPSs) is investigated under near-fault motions. The tanks isolated with VCFPS are idealised with three-degrees-of-freedom associated with convective, impulsive and rigid masses. The frictional forces mobilised at the interface of the VCFPS are assumed to be velocity independent. The governing equations of motion of isolated tank are derived and solved in the incremental form using Newmark's method. For comparative study, the seismic response of liquid storage tanks with the VCFPSs is compared with that of same liquid storage tanks isolated using the friction pendulum systems (FPSs). The seismic response of isolated liquid storage tanks is also compared with that of the non-isolated tanks. Further, a parametric study is carried out to critically examine the behaviour of liquid storage tanks isolated with the VCFPSs. The important parameters considered are the friction coefficient of VCFPS, the fundamental period at the centre of the sliding surface of VCFPS and the tank aspect ratio. It is observed that under near-fault ground motions, the VCFPS is quite effective in controlling the seismic response, viz. the base shear, the sloshing displacement and the impulsive displacement, of liquid storage tanks.     

近场橡胶支座隔震设计探讨

近断层地震动具有不同于远场地震动的动力特征.按建筑抗震设计规范设计了非隔震与橡胶支座隔震钢筋混凝土框架结构,选取近断层与远场地震动记录进行分析.近断层地震动作用下,隔震后结构的最大层间剪力与最大层间位移均减小为非隔震结构的0.3倍左右,隔震对近断层地震动响应具有良好的减震效果;与远场地震动作用相比,近断层地震动作用下的上部结构最大层间位移角增大3～5倍,隔震层最大位移增大15倍,须对隔震层采取防止侧移失稳措施.现行规范以近场影响系数考虑近场橡胶支座隔震设计,尚需随近断层地震动研究新成果进一步完善.     

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