考虑橡胶支座拉压刚度不同取值对隔震效果的影响研究
国产橡胶减震器的刚度及疲劳特性研究
国产橡胶减震器的刚度及疲劳特性研究引言：橡胶减震器是一种重要的工程材料，广泛应用于建筑、桥梁、航空航天等领域。
它具有减震、减振、吸能等优异的性能，因此备受关注。
本文将对国产橡胶减震器的刚度及疲劳特性进行研究，探讨其力学性能和使用寿命的影响因素。
一、橡胶减震器的刚度特性：橡胶减震器的刚度是指在一定外力作用下，橡胶减震器变形的程度。
刚度主要由橡胶的物理和力学性质决定。
国产橡胶减震器的刚度研究主要从以下几个方面展开。
1.橡胶材料的硬度：橡胶材料硬度是指橡胶对于外力的抵抗能力。
硬度与刚度密切相关，硬度越大，橡胶的刚度也就越高。
因此，硬度是国产橡胶减震器刚度特性的重要影响因素。
2.橡胶材料的抗压性能：橡胶减震器在实际工作中会承受大量的压力，因此其抗压性能是刚度特性的关键。
国产橡胶减震器的抗压性能研究可以从橡胶材料的抗拉强度、抗压强度等方面入手。
3.橡胶减震器的几何结构：橡胶减震器的几何结构也会对其刚度特性产生影响，如橡胶减震器截面的形状、厚度等。
研究橡胶减震器的几何结构对其刚度特性有一定的指导意义。
二、橡胶减震器的疲劳特性：橡胶减震器在长期使用过程中会受到疲劳损伤，导致性能下降及寿命减少。
国产橡胶减震器的疲劳特性研究主要从以下几个方面展开。
1.力学特性的变化：长时间的负荷作用会导致橡胶减震器的力学特性发生变化，如刚度的下降、屈服强度的降低等。
通过研究橡胶减震器的力学特性的变化规律，可以了解橡胶减震器在不同工况下的疲劳特性。
2.疲劳断裂：疲劳损伤会导致橡胶减震器的断裂，影响其使用寿命。
研究橡胶减震器的疲劳断裂过程和破坏机理，可以为增加橡胶减震器的使用寿命提供依据。
3.疲劳寿命预测：通过对橡胶减震器的疲劳寿命进行预测，可以合理使用和维护橡胶减震器。
研究表明，橡胶的疲劳寿命与应力幅、载荷频率和温度等因素有关，因此需要对这些因素进行研究。
结论：国产橡胶减震器的刚度和疲劳特性对其工作性能和使用寿命具有重要影响。
通过研究橡胶材料的硬度、抗压性能以及几何结构，可以获得橡胶减震器的刚度特性。
橡胶隔震结构在各种地震作用下的隔震效果
橡胶隔震结构在各种地震作用下的隔震效果曹雅迪;王兴国;葛楠【摘要】根据拉格朗日方程推导了框架结构采用橡胶支座隔震的动力反应分析计算公式,根据龙格-库塔法利用MTALAB语言编制程序求解。
结构设置橡胶隔震支座具有明显的隔震效果,能大幅减少结构地震动力反应的层间位移。
隔震效果与等效刚度系数kr、等效阻尼系数cr 有关,二者合理组合可得到很好的隔震效果。
当kr=95000 kN/m,cr=20000 kN/ms,隔震效果最佳。
%According to Lagrange equation in dynamics the motion equation of the frame with rubber bear-ing isolation was established.Its solution was approched with MTALAB language programming.The cal-culation results show that the structural setting rubber bearings has obvious effect of isolation,and the seismic isolation system can significantly reduce the seismic dynamic response of inter-story drift.Effect of isolation is relevant of the equivalent stiffness coefficient kr and the equivalent damping coefficient cr.An optimistic combination of them could exhibit good seismic isolation efficiency.It could reach best combina-tion for kr=95000kN/m,cr=2000kN/m·s.【期刊名称】《河北联合大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】5页(P112-116)【关键词】橡胶支座隔震;Lagrange方程;地震波;龙格-库塔方法【作者】曹雅迪;王兴国;葛楠【作者单位】河北联合大学河北省地震工程研究中心，河北唐山 063009;河北联合大学河北省地震工程研究中心，河北唐山 063009;河北联合大学河北省地震工程研究中心，河北唐山 063009【正文语种】中文【中图分类】TU973.3+1隔震技术的发展已有一百多年的历史［1，2］。
考虑橡胶支座拉压刚度不同取值对隔震效果的影响研究
ｓｒ ｃｕ ｅ． Ｂ ｔｍａ ｙ ｒ ｓａ ｃ ｎ ｅ ｔｓ ｏ ｔａ ｈ ｕｌｎ ｔ ｎ ｓ ｆＲＢ＆ＬＲＢ ｓ１ ５— １ １ ｓ ｍｕ ｈ ａ ｈ ｕｓ ｉｇ ｓｉ ｎ ｓ ．Ｔｈ ｕ ｌ ｇ ｔｕ ｔｒ ｕ ｎ ｅ ｅ ｒｈ ａ ｄ ｔｓ ｈ ｗ ｈ ｔｔｅ ｐ ｌｉｇ ｓｉ ｅ ｓｏ ｆ ｉ ／ ／ ０ ａ ｃ ｓｔｅ ｐ ｈｎ ｔ ｅ ｓ ｆ ｅ ｐ ｌｉ ｎ ｓｉ ｎ ｓ ｓｏ ｅｌｒ ｅ ｃ ｃ ａｅ ｔ ｅ ｕ ｒｎ ｄ １ Ａｎ ｈ ｅ ｓｌ ｔｅ ｓ ｉ ｓ ｍｐｉ ｃ ｔｄ． Ｉ ｓ ｄｓ ｄ ａ ｔｇ ｆｔｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆ ｔ ｅｓ ｉ ｖ ｒａｇ ａ ｕ ｔｄ ｗｉ ｔ ｃ ｒｅ ｔｍｏ ｅ ． ｆ ｌ ｌ ｈ ｈ ｄ ｔｅ ｔｎ ｉｅ ｓｒ ｓ ｓ ａ ｏ ａ ｌ ａｅ ｌ ｉ ｆ ｔｉ ｉａ ｖ ｎａ ｅ ｏ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ
［ 文章 编 号 ］ １０．４２ ２０ ）５０ ２—５ ０２８ １ （０８０ — ４０ ０
考 虑 橡 胶 支 座 拉 压 刚 度 不 同取 值 对 隔 震 效 果 的 影 响研 究
吴任 鹏 ， 曙光 ， 伟 庆 ， 东升 （ 王 刘 杜 南京工 业大学土木工程学院， 江苏南京 ２ ０９ １０） ０
［ 摘 要 ］ 目前 ， 内外 在 隔 震 结 构 分 析计 算 中 ， 震 支 座 竖 向 刚 度 采 用 拉 、 刚 度 相 等 的 力 学 模 型 。但 是 大 量 的 研 究 和 试 国 隔 压
验表 明， 隔震 支 座 的抗 拉 刚 度 只 有 抗 压 刚 度 的 １ ／ ／０ 采用 目前 隔震 支座 模 型计 算 时 ， 然 会 过 大 地 计 算 隔 震 支 座 的抗 拉 ５～１１。 必 刚度 ， 且 放 大 了隔 震 支 座 的 拉 应 力 ， 利 于 高 层 隔 震 结 构 的发 展 。 为 此 ， 文 提 出将 一 个 橡 胶 隔 震 支 座 单 元 和 一 个 间 隙单 并 不 本 元 并 联 来 模 拟 橡胶 支座 ， 真 实 反 映 隔 震 支 座 的 力 学 性 能 。算 例 分 析 结 果 表 明 ， 用 新 模 型 的 隔 震 结 构 支 座 没 有 出 现 拉 应 能 采 力， 而其 他 力 学 指 标 相 同 。该 力 学 模 型 可 以 应 用 到 隔震 结 构 的时 程 分 析 中 ， 有利 于高 层 、 型 等 大 高 宽 比隔震 结 构 的发 展 。 塔
高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及隔震效果分析研究
参考文献 ［１］ 王岩松，冷曦晨．桥梁健康监测技术研究与应用［Ｊ］．吉林
交通科技，２００５，１． ［２］ Ｍｕｒｉａ Ｖｉｌａ Ｄ．， ＧｏｍｅｚＲ．， Ｋｉｎｇ Ｃ． Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｏｆ Ｃａｂｌｅ Ｓｔａｙｅｄ Ｔａｍｐｉｃｏ Ｂｒｉｄｇｅ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡＳＣＥ，１９９１，１１７（１）． ［３］ 孙晓燕．桥梁结构健康检测技术研究进展［Ｊ］．中外公路， ２００６，４． ［４］ 张启伟．大型桥梁健康监测概念与监测系统设计［Ｊ］．同济 大学学报，２００１，２９（１）． ［５］ 韩大建，谢峻．大跨度桥梁健康监测技术的近期研究进展 ［Ｊ］．桥梁建设，２００２，６． ［６］ 邬晓光，徐祖恩．大型桥梁健康监测动态及发展趋势［Ｊ］． 长安大学学报（自然科学版），２００３，２３． ［７］ 周智，欧进萍．土木工程智能健康监测与诊断系统［Ｊ］．传
其次，为了研究加载经历对新型高阻尼橡胶 隔震支座的力学性能的影响，对未进行过实验的 １件新试件进行逆应变加载实验。实验中竖向荷 载还是保持９６０ｋＮ不变，水平方向输入频率为０．５ 的正弦波，其振幅按２５０％、１７５％、１００％应变顺 序进行改变，每一应变往返进行６次。同样对于 每一振幅实验之间将支座静置２４小时，使其能恢 复到弹性状态。 ２．４ 实验结果及其分析
土木工程结构橡胶隔震支座减震探析
土木工程结构橡胶隔震支座减震探析作者：梁竹林来源：《中国房地产业》 2017年第3期文 / 梁竹林、赵永任云南省马龙县工程质量监督站云南马龙 655100【摘要】近年来，随着地壳活动日益活跃，地震以及地震引起的自然灾害在世界各地频繁发生，给国家和人民财产造成了极大的损失。
橡胶隔震支座是通过在下部结构与上部结构之间设置隔震层来改变结构整体的动力特性。
该技术的思想是“以柔克刚”，改变传统建筑的抗震思想“以刚制刚”。
一般地震的振动周期大多在 0.1 ～１秒之间，隔震支座因水平刚度较小，可延长上部结构的周期至 3 秒以上，使建筑物因地震而产生的加速度反应大量减小，从而达到保护建筑结构的目的。
【关键词】土木工程结构；橡胶隔震支座位于马龙县某中学学生宿舍楼工程，抗震设防烈度 8 度，设计基本地震加速度为 0.20g，地震分组第三组，II 类场地，场地特征周期0.45s。
采用框架结构形式，楼层数为 6 层，建筑结构高度 19.6m，宽 16.0m，高宽比 1.2。
属于重点设防类，乙类建筑，采用叠层橡胶支座隔震技术。
1、隔震支座布置橡胶隔震支座在选择其直径、个数和平面布置时，应该考虑了以原则：1）同一隔震层内各个橡胶隔震支座的竖向压应力宜均匀，竖向平均应力不应超过乙类建筑的限值 12Mpa。
2）在罕遇地震作用下，隔震支座不宜出现拉应力，当少数隔震支座出现拉应力时，其拉应力不应大于 1.0MPa。
3）在罕遇地震作用下，隔震支座的水平位移应小于其有效直径的 0.55 倍和各橡胶层总厚度 3 倍二者的较小值。
4）支座力学性能参数应符合相关要求。
隔震支隔震支座编号及布置图2、隔震施工工艺流程施工准备→放线定位→安装下连接板→下连接板位置校正、固定→支设模板→浇筑基础混凝土→安装橡胶支座→安装上连接板→空隙处理→绑扎上部钢筋，进行上部结构施工。
3、隔震分析3.1 隔震支座应力隔震橡胶支座在罕遇地震的水平和竖向地震同时作用下，拉应力不应大于 1.0Mpa。
试析橡胶支座在建筑结构隔震技术中的应用
试析橡胶支座在建筑结构隔震技术中的应用摘要：橡胶支座在建筑结构隔震技术中的应用优势显著，可以减少地震或风等自然灾害带来的结构损伤和人员伤亡，提高建筑物的安全性和稳定性。
通过确定橡胶支座类型和数量，进行基础设计和安装，以实现有效的隔震效果。
基于此，本文首先分析橡胶支座在建筑结构隔震中的应用优势，同时对其应用策略进行研究，以供参考。
关键词：橡胶支座；建筑结构；隔震引言：随着科技的发展，建筑结构隔震技术越来越受到关注。
橡胶支座是其中一种重要的隔震设备，被广泛应用于大型建筑及工程项目中。
因此，在现代建筑设计中，有必要探讨橡胶支座在建筑结构隔震技术中的应用优势以及应用策略，以确保建筑的隔震性能符合要求。
1.橡胶支座在建筑结构隔震中的应用优势橡胶支座是一种常见的建筑结构隔震装置，它与传统的钢筋混凝土支座相比，在一些方面表现出更好的优势。
具体来说，首先，橡胶支座可以有效地减震降噪。
由于橡胶具有非常好的弹性和减振性能，因此在地震或其他振动情况下，橡胶支座可以吸收震动能量，从而减轻地震或其他外力对建筑物的影响，减小噪声污染。
这对于建筑物所在的城市的居民来说具有很大的意义，能够提高居住环境的安全性和舒适度。
其次，橡胶支座可以提高建筑物的抗震性能。
随着科技的发展，人们对建筑物的抗震性能的要求也越来越高。
这就需要建筑工程师采用一些新的抗震技术和装置，其中橡胶支座就是一个比较好的选择。
它能够提高建筑物的抗震性能，降低建筑物在地震或其他振动情况下的位移和变形，从而保护建筑物的结构安全，确保建筑物和人员的安全。
再次，橡胶支座节省空间，不影响美观。
相比传统的钢筋混凝土支座，橡胶支座结构简单、体积小，设计灵活性强，能够充分利用楼板、墙体等空间，从而达到减小空间占有的优势。
此外，橡胶支座安装简单便捷，不会对建筑外观产生影响，使建筑物呈现整齐美观的外观。
最后，橡胶支座使用寿命长，维护成本低。
橡胶支座有较好的耐久性和防腐蚀性，使用寿命一般可达20年以上。
橡胶隔震结构在各种地震作用下的隔震效果
Ｖｏ １ ． ３ ７ Ｎ Ｏ． １
２ ０ １ ５年 １ 月
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ５
文章编号 ： ２ ０ ９ ５ — ２ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ — ０ １ １ ２ — ０ ５
橡 胶 隔震 结 构 在 各 种 地 震 作 用 下 的 隔震 效 果
曹雅 迪 ， 王兴 国， 葛楠
龙格一 库塔 法利 用 ＭＴＡＬ ＡＢ语 言编制 程 序 求 解 。结 构设 置 橡 胶 隔震 支座 具 有 明显 的 隔 震 效 果， 能大 幅减 少结构地 震 动力反 应 的 层 间位 移 。 隔震 效 果 与等 效 刚度 系数 忌 ｒ 、 等 效 阻尼 系数 ｃ ７ ． 有关， 二 者合 理组合 可得 到很 好 的 隔震效 果 。 当 是 ｒ 一９ ５ ０ ０ ０ ｋ Ｎ／ ｍ， ｃ ｒ 一２ ０ ０ ０ ０ ｋ Ｎ／ ｍｓ ， 隔
震效 果最佳 。
中图分 类号 ： ＴＵ９ ７ ３ ． ３ ｌ 文献标 识码 ： Ａ
隔震 技术 的发 展 已有一 百多 年 的历史
。隔震是 通 过某 种 隔离 装 置 ， 将 地 震 动 与建 筑结 构 分 开 ， 以达
到减 小结 构振 动 的 目的Ⅲ 。各 国学 者对 隔震 技术 在应 用 基 础 理论 和 工 程应 用 等 方 面做 了研 究 。 ］ 。隔震 的 核心 部分 是隔 震支 座 ， 发展最 为成 熟 的是橡 胶 隔震 支座 ｌ ８ ］ 。在框 架 的 主次框 架 连 接处 设 置橡 胶 隔震 支 座 ，
ｚ ２ ０一 ２＋ ． ３ ２ ２一 ｇ （ １ ）＋ ｚ ２
（ １ ）
（ ２）
ｚ１ ０一 Ｕ１ ＋ 】 一ｑ （ ｚ １ ）＋ ‘ ｚ１ Ｘ ２ ０一 ２ ＋ Ｘ ２一 ｑ （ Ｚ ２ ）＋ ｚ ２
建筑橡胶支座隔震技术的思考与讨论
建筑橡胶支座隔震技术的思考与讨论嘿，咱今儿来聊聊建筑橡胶支座隔震技术呀！你说这建筑啊，就跟人似的，也得有个好的“保护装备”。
这橡胶支座隔震技术呢，那可真是个了不起的玩意儿。
你想想看啊，地震那家伙可是个大魔头，时不时就来捣乱一下，要是房子没点特别的保护，那还不得被它弄得七荤八素的呀！这时候橡胶支座就挺身而出啦，就好像是房子的“超级英雄”。
它能把地震的力量给分散开，让房子不至于摇摇晃晃得太厉害。
你说这橡胶支座咋就这么厉害呢？它就像是一个柔软又有韧性的小卫士，把房子稳稳地托住。
而且啊，它还特别耐用，能经得住时间的考验呢。
这就好比是一双好鞋子，能陪着你走很远的路。
那有人可能就会问啦，这橡胶支座隔震技术是不是就万无一失啦？嘿，哪有那么绝对的事儿呀！它虽然厉害，但也不是无敌的呀。
就好像再厉害的武林高手，也有他的弱点不是？比如说，要是遇到特别特别大的地震，那橡胶支座可能也会有点力不从心啦。
不过呢，咱也不能因为这个就否定它的厉害呀！毕竟在大多数情况下，它可是能起到大作用的呢。
它能让我们的房子更安全，让我们住在里面更放心。
这就好像是冬天里的一件厚棉袄，能给你带来温暖和安心。
咱再说说这技术的应用吧。
现在好多新建筑都用上了这橡胶支座隔震技术呢，这是好事呀！说明大家都越来越重视建筑的安全性啦。
但也不能光靠这个呀，建筑的质量本身也得过硬才行。
就好像一个人，光有好的装备还不行，自己也得有真本事呀！那对于那些老建筑怎么办呢？是不是就没办法享受这橡胶支座隔震技术的好处啦？当然不是啦！我们可以对老建筑进行改造呀，给它们也加上这个“保护装备”。
这就像是给老房子做一次大整修，让它重新焕发活力。
总之呢，建筑橡胶支座隔震技术是个非常有意义的技术。
它能让我们的生活更有保障，让我们不用担心地震这个大魔头随时来捣乱。
但是我们也不能完全依赖它呀，还得从建筑的各个方面都下功夫，让我们的房子真正成为我们安心的小窝。
你说是不是这个理儿呢？咱可不能小瞧了这橡胶支座隔震技术，但也不能把它当成唯一的救命稻草呀！。
桥梁橡胶支座对抗震性能的影响分析
４ 结语
全风化花岗岩富水隧道浅埋段开挖施工技术在石长铁路与 益娄铁路间下行疏解线李家冲隧道的成功应用，本施工技术特点 是在围岩地质非常差且洞顶受外界干扰较大的情况下能够保证 施工安全，为今后类似地质情况隧道开挖提供了经验。 参考文献： ［１］ 苏 桂 杰．浅 谈 全 风 化 花 岗 岩 浅 埋 富 水 隧 道 开 挖 施 工 技 术
广泛，性能较优。在众多桥梁支座种类中，橡胶支座因其实用性 粘结十分紧密。因此，当桥梁橡胶支座无论受到桥梁上方的垂直
好、抗震性强而被广泛应用于世界各种抗震需求大的桥梁建设 载荷，还是桥梁下方的垂直载荷时，都能够很好地约束桥梁的横向
櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
重点考虑问题。随着材料技术和工程技术的不断发展，橡胶支座 处理后交替结合粘结在一起形成的。桥梁橡胶支座中的橡胶通
被广泛用于桥梁的抗震设计。本文结合桥梁橡胶支座性能，分析 常采用天然橡胶和氯丁胶。天然橡胶和氯丁胶各自拥有不同的
橡胶支座对桥梁抗震性能的影响，重点以铅销橡胶支座为例分析 优点与缺点。天然橡胶的抗冻性和弹性都优于氯丁胶；而氯丁胶
的距离及位移速度确定，两者之间有差异时，原则上采用较高的 进行回归分析，推算出最终位移和掌握位移变化规律。当位移—
频率值进行监测。隧道净空收敛量测采用收敛计进行量测，拱顶 时间曲线出现反弯点，及位移出现反常的急剧增加现象，表明围
下沉以及地表沉降量测采用精密水准仪和钢挂尺进行量测，测点 岩和支护已呈不稳定状态，应及时加强支护必要时应暂停掘进，
与隧道外监测基点进行量测。
采取必要的安全措施。
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橡胶隔震支座力学性能及隔震结构地震反应分析研究
橡胶隔震支座力学性能及隔震结构地震反应分析研究一、本文概述随着地震活动的日益频繁和建筑物对安全性要求的不断提高，隔震技术作为一种有效的抗震措施，已经在全球范围内得到了广泛的应用。
其中，橡胶隔震支座作为一种重要的隔震装置，其优良的隔震性能和稳定的力学特性，使得它在隔震结构中占据了重要的地位。
本文旨在深入研究橡胶隔震支座的力学性能，以及其在隔震结构中的地震反应分析。
本文首先将对橡胶隔震支座的力学性能进行全面的研究，包括其弹性模量、屈服强度、延伸率等基本力学指标的分析和测试。
通过对这些力学性能的深入了解，可以为隔震结构的设计和优化提供理论支持。
本文将采用数值模拟和实验验证相结合的方法，对橡胶隔震支座在地震作用下的反应进行详细的分析。
通过构建隔震结构的数值模型，模拟地震波的传播和隔震支座的动态响应，可以深入了解隔震结构在地震作用下的受力状态和变形情况。
同时，通过实验验证，可以确保数值模拟结果的准确性和可靠性。
本文将根据分析结果，对橡胶隔震支座的隔震效果进行评估，并提出相应的优化建议。
这些建议不仅有助于提高隔震结构的抗震性能，还可以为未来的隔震技术研究和应用提供参考。
本文将全面深入地研究橡胶隔震支座的力学性能及其在隔震结构中的地震反应，以期为隔震技术的进一步发展和应用提供理论支持和实践指导。
二、橡胶隔震支座的力学性能分析橡胶隔震支座作为一种重要的隔震装置，其力学性能对于隔震结构的性能起着决定性的作用。
本章节将对橡胶隔震支座的力学性能进行详细的分析。
橡胶隔震支座的主要材料是橡胶，其具有良好的弹性和恢复性。
在受到外力作用时，橡胶能够发生形变并吸收能量，当外力撤去后，橡胶能够迅速恢复到原始状态。
这种特性使得橡胶隔震支座在地震时能够有效地吸收和分散地震能量，减少对上部结构的冲击。
橡胶隔震支座在垂直方向上具有一定的压缩性能。
当上部结构受到垂直压力时，橡胶隔震支座能够发生一定程度的压缩形变，从而分散和吸收压力。
这种压缩性能使得橡胶隔震支座能够适应不同的地面条件和上部结构重量。
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[文章编号] 100228412(2008)0520024205考虑橡胶支座拉压刚度不同取值对隔震效果的影响研究吴任鹏,王曙光,刘伟庆,杜东升(南京工业大学土木工程学院,江苏南京210009)[摘 要] 目前,国内外在隔震结构分析计算中,隔震支座竖向刚度采用拉、压刚度相等的力学模型。
但是大量的研究和试验表明,隔震支座的抗拉刚度只有抗压刚度的1Π5～1Π10。
采用目前隔震支座模型计算时,必然会过大地计算隔震支座的抗拉刚度,并且放大了隔震支座的拉应力,不利于高层隔震结构的发展。
为此,本文提出将一个橡胶隔震支座单元和一个间隙单元并联来模拟橡胶支座,能真实反映隔震支座的力学性能。
算例分析结果表明,采用新模型的隔震结构支座没有出现拉应力,而其他力学指标相同。
该力学模型可以应用到隔震结构的时程分析中,有利于高层、塔型等大高宽比隔震结构的发展。
[关键词] 隔震支座单元;间隙单元;并联;拉、压刚度[中图分类号] T U35211 [文献标识码] AR esearch on I nfluence of Di fference betw een Pulling and Pushing Sti ffness of RB&L RB upon the Isolation E ffectivenessWu Ren 2peng ,Wang Shu 2guang ,Liu Wei 2qing ,Du Dong 2sheng (College o f Civil Engineering ,Nanjing Univer sity o f Technology ,Nanjing 210009,China )Abstract :N owadays the is olator bearing uses the equality of pulling stiffness and pushing stiffness in the analysis calculation of is olation structure.But many research and test show that the pulling stiffness of R B&LR B is 1Π5～1Π10as much as the pushing stiffness.The pulling stiffness is overlarge calculated with the current m odel.And the tensile stress is als o am plificated.I t is disadvantage of the development of high 2rising is olation.Therefore ,rubber bearing is simulated by the parallel connection of a rubber property and a gap property ,which can accurately reflect the mechanical properties.The exam ple shows that there is no tensile stress in the R B &LR B com pared with the original structure.And the other parameters are the same with the original structure.The analytical m odel can be applicated in time 2history analysis.I t is beneficial to the development of is olation structure with large aspect ratio such as high 2rising and tower structure.K eyw ords :is olator property ;gap property ;parallel connection ,pulling &pushing stiffness[收稿日期] 2008203221[基金项目] 国家自然科学基金(50608039)1 引言近年来,随着橡胶隔震技术的发展,叠层橡胶隔震支座在建筑结构中的应用已越来越普及,日本已建5000多幢隔震建筑,中国也有400多幢隔震建筑[1]。
由橡胶隔震支座形成的隔震层,具有较大的竖向承载力、足够大的初始水平刚度和较低的屈服后刚度以及一定的耗能能力,从而使隔震建筑在小震作用时,隔震层有足够的水平刚度,满足建筑物的使用要求;在强震发生时,隔震建筑将建筑物的水平变形主要集中在隔震层,延长结构体系的自振周期,减少输入到上部结构的地震能量,从而降低上部结构的地震反应,确保人员和重要设备在强震中的安全[1～3]。
所以,准确模拟隔震支座单元直接关系隔震计算的最终结果,也关系到隔震技术的推广。
2 目前采用的隔震支座模型目前,国内橡胶隔震支座的模拟采用了图1所示的计算模型[4],在隔震支座没有拉应力和提离时,在隔震单元的轴向(图1中的1方向)保持线弹性特征,在进行模拟分析时,只需要定义该方向的有效刚度和有效阻尼,有效刚度在整个分析过程中保持不变,即隔震支座的拉、压刚度相同。
其竖向恢复力模型如图2(a )所示。
在隔震单元两个水平剪切方向用户可独立的指定线性或非线性的行为。
如果两个剪切自由度均为非线性,耦合的力2变形关系指定如下:第30卷第5期2008年10月工程抗震与加固改造Earthquake Resistant Engineering and RetrofittingV ol.30,N o 15Oct.2008f u2=ratio 2×k 2×d u2+(1-ratio 2)×yield 2×z 2f u3=ratio 3×k 3×d u3+(1-ratio 2)×yield 3×z3其中,k 2、k 3为2、3方向的弹性刚度;ratio 2、ratio 3为2、3方向屈服后刚度和屈服前刚度的比值;yield 2、yield 3为2、3方向的屈服点;z 2、z 3为2、3方向的修正系数,z 22+z 23≤1。
图1 隔震单元模型图2 橡胶支座竖向恢复力模型大量的试验和研究表明,隔震支座的竖向拉伸刚度与压缩刚度相比是很小的,只有受压刚度的1Π5～1Π10[5,6]。
因此,如果按图2(a )模型进行计算,即隔震支座的拉、压刚度相同,必然过大地估计支座的抗拉刚度。
这对于多层、小高宽比隔震支座不出现拉应力的隔震结构,结果不会有很大的影响。
但对于大高宽比隔震支座容易出现拉应力的隔震结构来说,必然会放大隔震支座的拉应力,而我国抗震规范(G B5001122001)对隔震支座拉应力进行了严格的限制[7]。
因此,采用目前模型不利于容易出现拉应力的高层、塔型等大高宽比隔震结构的发展。
因此,对隔震支座进行模拟时,要考虑拉压刚度不同这一非线性属性,竖向恢复力模型可采用图2(b )所示的模型。
3 橡胶隔震支座模型的改进图3 间隙单元模型311 间隙单元模型间隙单元[4]只有轴向特性(有压缩刚度,没有拉伸刚度),水平两个剪切方向的刚度为零,如图3所示,因此也称为“只受压单元。
”该单元的力和变形关系如下:f =k (d +open )d+open <0f =0其它其中,k 是间隙单元竖向刚度。
如图3所示,间隙单元有一个初始距离,取值为正值或零。
拉伸时,缝间距变大,不具拉伸刚度;压缩时,缝间距变为零,压缩刚度为k 。
312 隔震支座模型的改进将隔震支座与间隙单元两个单元并联使用,共同模拟改进后的隔震支座单元。
不妨设改进前的隔震支座单元竖向刚度为k 1,水平两个方向的刚度k 2=k 3。
改进后的隔震支座单元竖向刚度为η1k 1,水平两个方向刚度为k ′2=k ′3;间隙单元竖向刚度为η2k 1,水平两个方向刚度为零。
则η1+η2=1,k 2=k 3=k ′2=k ′3 隔震支座处于压缩状态时,隔震支座的竖向刚度由改进后的隔震支座单元和间隙单元共同承担,为η1k 1+η2k 1=k 1;水平刚度由改进后的隔震支座单元单独承担,为k ′2=k ′3;隔震支座处于拉伸状态时,隔震支座竖向刚度由改进后的隔震支座单元单独模拟,为η1k 1;水平刚度不变,还是k ′2=k ′3。
本文将采取拉伸刚度为压缩刚度的1Π7来检验拉压刚度变化对隔震结构隔震支座应力和隔震效果的影响。
4 算例分析411 模型概要上部结构为12层钢筋混凝土框架结构,混凝土强度等级为C30,层高为3m ,高宽比为316。
模型平面如图4所示。
经过计算,在4个角柱下分别布置直径为600mm 的铅芯橡胶支座(产品型号为LRB600),其余8个柱下布置直径为700mm 的天然橡胶支座(产品型号为RB700),支座的竖向参数如表1所示。
地震波采用E l Centro 波和T aft 波,Y 向输入,对比其在第30卷第5期吴任鹏,等:考虑橡胶支座拉压刚度不同取值对隔震效果的影响研究・25 ・ 图4 模型平面图图5 改进后隔震支座单元和间隙单元轴向力时程(压为正,拉为负)815度多遇地震和罕遇地震作用下的分析结果。
表1 隔震支座类型及参数支座型号改进前改进后拉、压刚度(kN Πmm )支座拉、压刚度(kN Πmm )间隙单元压缩刚度(kN Πmm )LR B60026673812286R B700363251831144.2 结果对比分析以拉应力最容易出现的支座1为例,支座1的位置见图4。
图5(a )、(b )、(c )、(d )分别给出了改进后隔震支座单元和间隙单元在815度多遇和罕遇地震作用下的轴向力时程。
从图中可以看出,间隙单元只受压力作用,隔震支座单元既受压力,又受拉力作用,而且压力只有间隙单元的1Π6左右,为了说明方便,取压为正、拉为负。
图6(a )、(b )、(c )、(d )分别给出了改进后隔震支座单元和间隙单元在8.5度多遇和罕遇地震作用下的面压时程。
从图中可以看出,在8.5度多遇地震作用下,改进前、后隔震支座单元最大面压几乎没有变化,由于间隙单元不受拉应力作用,所以改进后的隔震支座单元压应力下限值较改进前偏大。
在罕遇地震作用下,虽然最大面压没有什么变化,但是改进前隔震支座进入受拉状态,最大值超过2MPa ,而改进后隔震支座没有进入受拉状态,从而说明目前工程应用隔震支座的模型不合理,其过大地估计了隔震支座的拉应力,从而不利于高层、塔型等支座容易出现拉应力的隔震结构的发展。