新型抗拉滑移装置力学性能数值模拟研究

为提高橡胶隔震装置以及隔震层的抗拉能力，提出了一种新型抗拉滑移装置，基于ANSYS软件建立了其精细有限元模型，对之轴拉、单轴剪切、双轴剪切、拉剪力学性能进行了精细数值模拟研究。结果表明，该装置在轴拉作用下，其抗拉刚度受滑轨与滑块变形的影响很大，而非仅决定于中间的钢绞线；剪切作用下，该装置的滑块可自由滑移，且在滑轨两侧挡板限制滑块前，两向力学性能相互独立；拉剪作用下，该装置滞回曲线与滑移支座在压剪作用下的滞回曲线类似，呈现出一定的耗能能力。以上结论验证了该装置用于隔震装置或隔震层时可提高主体结构的抗拉能力，且对主体水平剪切滞回性能影响很小。此外，该装置的数值模拟研究为后续有关其模型试验与用于结构的效果分析研究提供了很好的基础。     

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。     

废旧输送带叠层橡胶支座制作方法与力学性能探讨

为了进一步将隔震技术推广应用于村镇低矮建筑中,分析了织物芯输送带结构,提出了采用废旧织物芯输送带制作叠层橡胶支座,并制作了叠层支座样品.在此基础上,对该支座的竖向压缩性能与剪切性能进行了探讨.研究表明,废旧织物芯输送带叠层橡胶支座制作工艺简单,成本低；压缩刚度较同尺寸叠层钢板橡胶支座小,支座样品在4MPa压力作用下应变达到5%,支座边缘向外鼓凸,粘接层局部出现细微撕裂张口现象,但先后两次加载所得支座压缩刚度基本不变；水平压剪试验表明,在4MPa压力作用下,支座剪切应变最大达到136%,支座两侧卷曲严重,剪切刚度未见明显变化,但支座存在明显的胶粘撕裂现象,并导致第二次压剪试验所得剪切刚度降低约18%.以上研究获得了该新型支座的基本力学性能,为后续进一步的模型试验、数值模拟与工程应用研究提供了良好的基础.     

新型多功能隔震支座力学性能的数值模拟与实验验证

为满足桥梁在正常使用荷载与地震极端荷载等不同工况下的性能需求,该文设计制作了一种新型多功能隔震支座,基于ANSYS有限元平台,建立了该支座的精细有限元模型,对其力学性能进行了数值模拟与试验验证。数值结果表明:在350 kN竖向压力作用下,部分铅芯已进入塑性状态,橡胶则处于三向受力状态,其静水压力远大于Mises应力;在100 mm横向剪切位移作用下,单层橡胶片各处剪切应力仍近似相等,相差不超过5%,铅芯则发生了很大的塑性应变,最大Mises塑性应变值达到0.580。数值计算结果与该支座试验数据对比表明,支座数值计算所得剪切性能滞回曲线与试验结果一致性较好,验证了该文数值模拟的准确性与可靠性。     

均布荷载下双中空玻璃的荷载分配研究

双中空玻璃被广泛应用于门窗及幕墙工程领域,但目前国内外相关规范中仍缺少精简有效的设计方法。为研究均布荷载作用下双中空玻璃的荷载分配情况,对4块中空玻璃试件开展堆载试验。基于理想气体状态方程和ANSYS挠度场分析,建立适用于双中空玻璃的高精度有限元模型,模拟分析与试验结果吻合良好。通过有限元参数分析,揭示各玻璃面板分荷比例随内、外中空层厚度的变化规律。研究表明：随着内中空层厚度的增加,外、中片分荷比例呈近似线性关系增长;随着外中空层厚度的增加,中、内片分荷比例呈近似线性关系减小;当内、外侧中空层厚度等幅增加时,外片分荷比例显著增大,内片分荷比例明显降低,中片分荷比例则降低缓慢。结合面板的尺寸因素,提出了考虑长宽比和面积补充系数的适用于双中空玻璃荷载分配的中空层系数计算公式,拟合公式的适用性和有效性较好,可供相应标准规范修订参考使用。     

考虑混凝土损伤的隔震连续梁桥碰撞响应分析

针对隔震连续梁桥纵桥向主梁与桥台碰撞问题,以一联三跨混凝土隔震连续梁桥作为算例,采用ABAQUS建立了考虑混凝土材料损伤及三维接触碰撞的有限元模型。在此基础上,应用显式积分算法分析了纵桥向地震作用下隔震连续梁桥的碰撞响应,探究了伸缩缝间隙以及支座屈服位移对碰撞响应的影响。研究结果表明:采用三维有限元模型计算得到的碰撞持时与应力波理论得到的结果吻合较好;随着碰撞的发生,混凝土材料损伤积累,碰撞持时有增加的趋势。增大伸缩缝间隙将减小碰撞次数的发生,但对最大碰撞力的影响趋势不明显;随着支座屈服位移的增加,碰撞次数显著减小,但最大碰撞力变化不大。     

大跨连续梁桥板式橡胶支座隔震影响因素分析

为探究板式橡胶支座在不同影响因素下结构隔震性能的最优化,以北京高烈度区某大跨钢-混组合梁桥为工程背景,采用非线性时程分析和多指标综合评价方法,对比分析不同橡胶剪切模量、不同支座布置方案等多种影响因素下的隔震效果.结果表明,常规抗震方案下各墩地震力分配严重不均衡;在隔震方案中,降低橡胶剪切模量后主梁位移增大,墩底弯矩小幅减小,结构综合隔震效果变差;适当将聚四氟乙烯板与普通板式橡胶支座组合,综合隔震效果更好,且宜将聚四氟乙烯板式橡胶支座靠近中间墩布置;所用评价方法在综合考虑主梁位移和最大墩底弯矩后,可量化隔震方案优劣.     

近断层脉冲地震动作用下泛旗帜型滞回模型的等延性位移谱

自复位结构因兼具耗能与残余变形小的特性而受到广泛关注。为了获得此类结构在近断层脉冲地震动作用下的弹塑性位移反应谱,自编了泛旗帜型滞回模型单自由度体系的弹塑性时程分析程序。输入102条脉冲地震波,且每条波作用下的结构分析均考虑40种计算工况,建立了可考虑标准化周期、刚度比、位移延性系数、耗能系数影响的周期标准化弹塑性等延性位移谱。研究结果表明：周期标准化可显著减小位移谱的离散性,刚度比在［0,0.20］区间变化对位移谱的影响很小;位移谱随标准化周期呈现先增大后减小的趋势且最终趋于常值,位移谱峰值对应的标准化周期约为1;位移谱在短周期区间［0,0.7］与位移延性系数呈正相关,其后呈负相关;增加耗能系数可以减小位移,且其在［0,1］区间的位移控制效果较好。     

近断层地震下小半径曲线桥碰撞响应的振动台试验研究

为揭示小半径曲线桥相邻联碰撞导致的地震破坏机理,以某两联多跨小半径曲线桥为工程背景,开展振动台试验研究。分析在不同地震动下相邻联周期比变化对曲线桥梁端位移、墩梁相对位移、碰撞力等的影响规律;在近断层地震下,分析受独柱墩横桥向偏心效应影响时,邻梁碰撞对结构动力响应的变化规律。试验研究表明:近断层脉冲地震下,随着周期比的增大邻梁碰撞效应先增加后减小,在近断层非脉冲地震动及远场地震动下,随邻梁周期比减小地震碰撞响应逐渐增大;独柱墩在梁底的横向偏心会加剧地震作用下主梁运动形式的变化,导致扭转加大,横向位移明显,更易发生非均匀碰撞,加剧主梁的局部损坏。该文研究成果可为考虑碰撞的曲线桥抗震设计提供科学依据。     

尼龙织物增强橡胶支座力学性能试验研究

为了探讨影响尼龙织物增强板式橡胶支座力学性能的主要因素，设计加工了三种橡胶总厚度相同、尼龙织物加强层层数不同的板式橡胶支座，对其进行了竖向压缩试验与水平剪切试验。试验结果表明：该类支座力学性能稳定，在10MPa压应力下未出现肉眼可见的损伤。各支座随设计压应力从5MPa增加至10MPa,竖向压缩刚度上升近80%,随尼龙织物加强层层数增加小幅降低；竖向等效阻尼比随设计压应力增大而减小约17%,受尼龙织物加强层层数影响不大。5MPa压应力作用下，支座剪切滞回曲线平滑且饱满，最大剪应变达到300%时支座工作性能仍保持良好。随着剪应变增加，支座先后出现卷曲、翻滚等变形形态，支座水平剪切刚度也因此表现出先减小后增大的趋势。因为尼龙织物受剪变形，尼龙织物层数越多支座的水平剪切刚度减小。各支座的水平等效阻尼比均在9%～13%之间，织物层数对其略有影响。