勁性橡膠隔震支座的力學(xué)性能研究.pdf

1、普通橡膠隔震支座和鉛芯橡膠隔震支座是建筑隔震結(jié)構(gòu)中的兩種主要隔震形式，在我國(guó)已有二十多年的發(fā)展歷史，是目前比較成熟的隔震技術(shù)，近年來(lái)在建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。但是，隨著工程實(shí)踐和科學(xué)試驗(yàn)的增多，它們?cè)谌〉幂^好隔震效果的同時(shí)，也暴露出一些缺陷：在普通橡膠隔震支座中橡膠材料的使用導(dǎo)致支座的水平剛度和阻尼較小以及地震時(shí)水平剪切變形較大；在鉛芯橡膠隔震支座中，鉛芯的增加雖然提供了較大的阻尼，但是支座的自恢復(fù)能力較低，并且鉛芯橡膠隔震支座的初始

2、水平剛度較大，約為鉛芯屈服后橡膠支座切線剛度的10倍，使其對(duì)高頻波的濾波效果較差。橡膠隔震支座的拉力主要依靠橡膠和鋼板的粘合力，抗拉能力較小，在地震中未知的很大的扭轉(zhuǎn)力作用下是個(gè)很“薄弱”的環(huán)節(jié)，尤其是在強(qiáng)地震中，豎向地震力往往很大，這使得隔震層常有提離現(xiàn)象。
　　 為了彌補(bǔ)普通橡膠隔震支座和鉛芯橡膠隔震支座的上述不足，本文提出了一種在橡膠隔震支座中穿插加勁構(gòu)件的勁性橡膠隔震支座，加勁構(gòu)件可以提高支座的恢復(fù)力和耗能的作用，也可作

3、為二道防線提高了支座的安全可靠性，論文主要通過(guò)有限元模擬和模型試驗(yàn)對(duì)勁性橡膠隔震支座的力學(xué)性能進(jìn)行分析研究，研究工作和成果主要包括以下幾方面：
　　 (1)對(duì)國(guó)內(nèi)外隔震結(jié)構(gòu)相關(guān)研究現(xiàn)狀及影響橡膠隔震支座基本力學(xué)性能的計(jì)算理論做出總結(jié)，并指出橡膠隔震支座中所存在的不足，提出了一種新型橡膠隔震支座，即勁性橡膠隔震支座。
　　 (2)對(duì)基于小變形的勁性橡膠隔震支座和基于大變形的勁性橡膠隔震支座的豎向剛度進(jìn)行力學(xué)性能分析。在僅受

4、豎向荷載作用下，內(nèi)插鋼筋的兩種勁性橡膠隔震支座和普通橡膠支座的豎向剛度基本相同；隨著水平剪切變形的增加，由于鋼筋的作用，使勁性橡膠隔震支座的豎向剛度有所降低；當(dāng)內(nèi)插鋼筋直徑的增加時(shí)，豎向剛度呈降低趨勢(shì)，但相對(duì)與普通橡膠隔震支座總的降低幅度較小，可以忽略不計(jì)。
　　 (3)對(duì)基于小變形的勁性橡膠隔震支座和普通橡膠隔震支座在豎向荷載和水平剪切變形的共同作用下，兩種支座的水平剛度都隨著豎向荷載的增加有所降低。對(duì)于普通橡膠隔震支座隨著水

5、平剪切變形的增大，支座的水平剛度呈減小趨勢(shì)。對(duì)基于小變形的勁性橡膠隔震支座隨著水平剪切變形的增大，支座的水平剛度由于鋼筋的作用，在變形初期剛度有所增加，當(dāng)剪切變形較大時(shí)，水平剛度呈減小趨勢(shì)。
　　 (4)對(duì)基于大變形的勁性橡膠隔震支座和普通橡膠隔震支座在豎向荷載和水平剪切變形共同作用下，兩種支座的水平剛度都隨著豎向荷載的增加有所降低。在小剪切變形時(shí)(此時(shí)鋼筋處于松弛狀態(tài))，勁性橡膠隔震支座與普通橡膠隔震支座的力學(xué)性能基本相同；在

6、大的剪切變形時(shí)由于鋼筋的作用，勁性橡膠隔震支座的水平剛度和水平恢復(fù)力有較大的提高，提高了橡膠隔震支座的耗能和抗傾覆性能。
　　 (5)對(duì)不同鋼筋直徑的勁性橡膠隔震支座分別進(jìn)行了力學(xué)性能分析，最后與不加鋼筋的普通橡膠隔震支座的分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比：在勁性橡膠隔震支座中由于內(nèi)插鋼筋直徑的不同，勁性橡膠隔震支座水平剛度和水平恢復(fù)力隨著鋼筋直徑的增加而增加，因此可以通過(guò)調(diào)節(jié)鋼筋的直徑來(lái)改變支座的水平剛度和恢復(fù)力，進(jìn)而達(dá)到提高勁性橡膠隔震支座