抗拔摩擦摆支座竖向刚度的确定及其在网壳中的隔震分析

传统的摩擦摆支座不能抵抗竖向拉力,成为其在空间结构工程中应用的瓶颈。基于一种新型竖向抗拔摩擦摆支座,针对在实际应用中会产生的问题进行构造上的改进和完善,使其具有良好的抗拔能力。鉴于目前还没有具体方法考虑该支座抗拔刚度对结构的贡献,为此,建立支座受力简化模型,依据结构力学原理提出竖向抗拔刚度计算式以确定其抗拔刚度值。为研究该支座在网壳结构中的隔震性能,将其应用于单层网壳中进行考虑竖向抗拔刚度的地震波时程分析,并与未加隔震支座的网壳结构分析结果对比。算例分析表明:该类型抗拔摩擦摆支座在罕遇地震作用下具有良好的三维隔震能力。     

橡胶隔震支座基本力学性能试验研究

为了满足三维隔震装置对承载元件的需要,设计了一种新型的厚层橡胶隔震支座,该支座的最大特点是能够同时发生水平和竖向变形。通过水平剪切和竖向压缩试验研究了橡胶隔震支座在不同振幅、不同频率组合下的力学性能。试验研究表明,厚层橡胶隔震支座在水平方向的基本力学性能是良好、稳定的,在竖向具有大变形能力。     

竖向抗拔摩擦摆支座力学性能的试验研究

根据隔震技术在大跨空间结构中的研究现状,针对现有摩擦摆支座不具有抗拔性能的缺点,基于竖向抗拔摩擦摆支座的专利设计,提出一种新型构造的竖向抗拔摩擦摆支座,对其进行构造设计,建立相应的理论模型,并对相关力学性能进行试验研究。试验内容包括测定竖向抗拔摩擦摆支座在简谐激励下的滞回性能;考察竖向压力和滑移速度对支座滞回性能的影响;测定竖向抗拔摩擦摆支座滑动面间的摩擦系数以及竖向压力和滑移速度对摩擦系数的影响。试验结果表明,支座具有良好的耗能能力。     

斜向滑动摩擦三维隔震装置的滞回模型及其隔震效果

基于铅芯橡胶隔震支座的力学性能特点,研发了斜向滑动摩擦三维隔震装置。基于该三维隔震装置的组成构造和变形机理,提出了其竖向荷载-位移滞回模型,给出了各阶段支座刚度的计算公式。对三维隔震装置进行的竖向压缩拟静力试验结果表明：三维隔震支座在竖向具有变刚度特性,其滞回曲线饱满,不同加载速率和位移幅值下力学性能稳定;提出的滞回模型与试验结果基本吻合,可以有效模拟三维隔震装置的竖向滞回性能。通过三维隔震结构缩尺模型的振动台试验,认为三维隔震装置与传统水平隔震支座具有相当的水平隔震效果,同时可控制结构的竖向响应。     

大跨度钢桁架隔震结构隔震性能及影响规律分析

由于大跨空间结构竖向振动问题突出,水平隔震支座难以有效控制结构的竖向地震响应。将摩擦摆水平隔震支座和空气弹簧-摩擦摆三维隔震支座应用于大跨度钢桁架中,分析钢桁架水平隔震结构和三维隔震结构的隔震控制效果。结果表明,水平隔震和三维隔震均延长了结构自振周期,隔震后一阶振型为上部桁架结构沿水平方向的整体平动。时程分析显示,在普通地震动、近断层脉冲型地震动和远场长周期地震动作用下,水平隔震支座对桁架水平和竖向节点峰值加速度的平均隔震率分别为43.4%和9.2%,三维隔震支座对桁架水平和竖向节点峰值加速度的平均隔震率分别为43.8%和24.4%,水平隔震支座和三维隔震支座对桁架峰值等效应力的平均隔震率分别为4.2%和17.7%。水平隔震支座和三维隔震支座对桁架水平地震响应控制效果基本相同,三维隔震支座对结构的竖向地震响应控制效果更好。     

具有常阻尼特征和抗拉功能的隔震支座试验研究

为解决传统橡胶支座在大变形下耗能能力不足的缺陷,提出一种具有常阻尼特征和抗拉功能的隔震支座,基本构造是在传统橡胶支座外部增加竖向耗能元件,阻尼力的水平分量可实现在不同变形下提供近似相等的水平等效阻尼比,提高橡胶支座大变形下阻尼水平,抑制罕遇地震作用下隔震层发生过大变形;阻尼力的竖向分量可以提供抗拉能力,抑制支座中橡胶部分的竖向拉应力。通过拟静力试验对支座的水平滞回性能进行了研究,结果表明:本文提出的隔震支座在不同变形下具有明显的常阻尼特征。     

基于抗拔型三重摩擦摆支座单层网壳的隔震性能分析

一般的摩擦摆支座不能竖向抗拔,限制了其在大跨度空间结构中的运用,故本文设计开发了抗拔型三重摩擦摆隔震支座。为研究该支座的隔震性能,将其运用在一跨度为80m的常用单层球面网壳中,进行在大震下的地震响应隔震分析。通过9度罕遇地震时程分析,分析单层球面网壳在考虑隔震支座后的位移及应力响应。与未加隔震支座结果进行对比分析。结果表明,后者的X向位移响应较前者相差约50%,Z向位移近70%,且后者杆件中几乎没有应力产生,说明该隔震支座运用于网壳结构中有良好的水平和竖向隔震性能。     

连续桥梁三维隔震体系地震反应分析

基于刚性地基假定分别建立了隔震及非隔震条件下的三跨连续梁桥三维有限元模型,通过对该两种模型进行动力特性和动力时程反应分析,验证了三维隔震桥梁的水平及竖向隔震效果,研究了支座参数、多向地震作用和桥墩高度等因素对桥梁结构的地震反应及支座隔震效果的影响.结果表明,三维隔震支座对输入地震波的频率具有一定的敏感性;水平隔震效果随支座屈服前后刚度比的增大而增加;随着桥墩高度的增大,水平隔震效果逐渐增加,但增加趋势逐渐平缓;多向地震作用对水平隔震效果的影响很小,而对竖向隔震效果的影响不容忽视.     

新型三维隔震支座的力学性能试验及其隔震性能研究

针对目前三维隔震支座高度大易失稳的问题,提出一种新型三维隔震支座,其特点是通过将竖向隔震弹簧分为两段内嵌于连接水平隔震机构的上、下部结构之中,从而有效减小了支座高度,提高了隔震层稳定性。本文在系统研究了新型三维支座的工作机理、构造设计的基础上,针对竖向弹簧和新型三维支座的力学性能进行了拟静力试验,并讨论了水平剪应变、振幅、加载频率对新型三维支座竖向刚度的影响,最后基于数值分析方法对其隔震性能与传统支座的进行了对比,结果表明新型三维隔震支座具有良好的水平与竖向隔震效果。     

大跨空间结构隔震技术的现状与新进展

为促进大跨空间结构隔震技术的发展,论文系统分析了目前常用的几类隔震支座,针对其中的一些问题,提出了一种新的三维复合隔震支座.该新型支座水平采用摩擦滑移隔震,竖向采用螺旋弹簧或碟形弹簧隔震.基于概念模型,设计制作了两类支座,对其动力特性进行了振动台试验研究,并依据试验结果建立了其理论模型.最后,对复合隔震支座在大跨空间结构中的隔震性能进行了模拟分析,结果表明该支座具有优良的隔震性能,能有效解决大跨空间结构的三维复合隔震问题.     

球铰支座的抗拔设计与力学性能分析

提出了一种新型抗拔型单向滑移球形支座,该球形支座在传统球形支座结构形式基础上进行了创新性改进,即把原有的上滑板分成两个楔形部位进行组合。通过建立两种抗拔球形支座有限元模型,采用ABAQUS软件进行了竖向压力、竖向拉力、水平推力的不同组合工况受力分析,研究了两种支座的力学性能。结果表明:该新型抗拔球形支座在竖向压力、竖向拉力单独工况作用下以及与水平剪力组合工况下的承载能力高于传统球形支座,并且水平与竖向位移均明显小于传统球形支座,该新型抗拔球铰支座的力学性能优于传统支座。     

带抗拉装置高层隔震结构振动台试验研究

西昌（9度区）某高层基础隔震结构,其上部为框架-核心筒结构,总高度为58.3m（不计入隔震层）,隔震层采用铅芯橡胶隔震支座。为研究该隔震结构的抗震性能及检验带抗拉装置隔震支座的有效性,进行了缩尺比为1/15模型的模拟地震振动台试验。结果表明,隔震层降低了上部结构的加速度反应,隔震层上加速度放大系数小于0.5,可满足抗震设防烈度降低一度的设计目标;隔震结构的位移集中在隔震层,上部结构的层间位移较小,层间位移角满足规范层间位移角限值要求;隔震层力-位移滞回曲线较为饱满,具有良好的耗能能力。罕遇地震作用下,支座出现拉应力,说明隔震结构在高烈度地震作用下存在倾覆的可能性。对角部隔震支座加装抗拉装置后,再次进行振动台试验,结果表明,抗拉装置不会对结构水平向动力特性及支座在正常受压状态下的竖向运动和水平向运动产生显著影响,通过对比证明了其在隔震支座受拉情况下提供的有效抗拉作用。     

复合隔震支座在单层球面网壳中的参数分析(英文)

为解决目前大跨空间结构隔震中存在的问题,本文介绍了一种新型的三维复合隔震支座,并将它应用于某一单层球面网壳结构中.根据支座的隔震目标设计了40种不同类型的支座进行参数分析.结构分析采用时程分析法,通过改变地震动的强度,全面研究了该三维复合隔震支座水平刚度及竖向刚度变化对网壳结构周期、杆件轴力及节点加速度的影响,并总结了不同工况下的变化规律.结果可为该支座在网壳中的参数选择提供参考,对推动该支座在实际工程中的应用具有积极意义.     

自阻尼叠层橡胶隔震支座力学性能试验研究及刚度分析

对西安建筑科技大学研制的自阻尼橡胶隔震支座在竖向及压剪荷载作用下的力学性能进行了试验研究 ,并与普通橡胶隔震支座进行了对比分析 ,给出了隔震装置的水平及竖向刚度系数。试验研究表明 :自阻尼叠层橡胶隔震支座性能稳定 ,受力性能良好、价格合理、安装方便 ,是一种理想的基础隔震装置。     

V形索线抗拉隔震装置拉伸性能试验研究

针对索线导轨滑块与橡胶隔震支座并联的抗拉隔震装置,本文将索线布置成V形并减少了导轨的数量。设计了2种不同规格的抗拉隔震装置,并针对其拉伸性能进行了试验研究。试验结果表明,该装置对支座水平刚度的影响较小,能够在不同水平剪应变下为橡胶支座提供稳定的抗拉能力。另外,在剪切拉伸滞回过程中,装置的拉伸性能随滞回次数的增加逐渐趋于稳定,索线提供的拉力随其数量的增加而增大,并与其本身的抗拉性能有关。     

SBS改性沥青隔震支座性能及其应用研究

提出利用SBS改性沥青隔震支座作为村镇民居建筑的隔震装置。通过实验研究了SBS改性沥青隔震支座的竖向性能和水平性能,结果表明该隔震支座具备一定的竖向承载能力且水平滞回曲线饱满,与铅心橡胶隔震支座类似。根据实验获得的性能参数,选择合理的数值模型,采用有限元软件分析了装有SBS隔震支座的一栋三层民居建筑的隔震效果。结果表明虽然在多遇地震条件下SBS改性沥青隔震支座对村镇民居建筑的隔震效果并不明显,但在罕遇地震作用下的隔震功效显著。说明SBS改性沥青隔震支座是一种造价低廉,施工方便,在村镇民居建筑中有应用潜力的隔震装置。     

新型叠层橡胶隔震支座抗拉机构研究

叠层橡胶隔震支座抗拉性能远小于抗压性能这一客观情况制约了叠层橡胶隔震支座在大高宽比建筑的推广应用。在研究叠层橡胶隔震支座力学性能的基础上,提出一种新型抗拉机构,利用叠层橡胶隔震支座的抗压能力来承受隔震层的拉力。通过对一栋高层隔震结构在罕遇地震中的地震响应分析,研究新型抗拉机构对大高宽比隔震结构的影响。研究表明新型抗拉机构巧妙地把拉力转化成压力,构造简单,易于设计和制造,采用新型抗拉机构,可以提高隔震层的抗拉能力,减少隔震层竖向位移,降低上部结构地震响应。此机构对于隔震技术向大高宽比结构应用和推广有实际应用的意义。     

组合式三维隔震支座力学性能试验研究

提出并设计了一种新型组合式三维隔震支座(3DIB),该支座由铅芯橡胶支座(LRB)和组合式碟形弹簧竖向隔震支座(DSB)组合而成,并进行了性能试验。性能试验结果表明,3DIB具有与LRB类似的水平特性、与DSB近似的竖向特性。3DIB具有可变的水平刚度与竖向刚度,水平等效阻尼比与竖向等效阻尼比均达到20%左右,并且具有较高的承载力,可以用于建筑结构的三维隔震。     

抗拔型TFPB隔震结构动力特性及地震响应分析

抗拔型三重摩擦摆隔震支座是一种新型隔震支座。本文以框架结构为例,利用ANSYS软件建立了普通抗震结构和带该支座的基础隔震结构两种模型。通过模态分析,得到了结构的自振周期和振型参与系数;通过地震响应分析,得出结构各层间位移、加速度及剪力幅值,并提取了隔震层和顶层的位移、加速度和剪力时程曲线。结果表明:与抗震结构相比,基础隔震结构周期显著增大;各楼层的加速度幅值、层间剪力、层间位移幅值也相应地得到了控制,具有良好的减震效果。     

新型三维隔震装置力学性能试验研究

基于铅芯橡胶隔震垫、组合碟形弹簧和钢板阻尼器的各自力学性能特点,设计开发出一种新型的三维隔震装置,首先简要介绍了该三维隔震装置的组成构造和力学性能设计方法;通过一足尺三维隔震装置分别进行了水平向和竖向力学性能试验。试验结果表明,该三维隔震装置具有构造合理、传力机制明确等优点,在水平向和竖向都能够具有适宜的隔震刚度和阻尼耗能性能,并且在较大水平剪切变形时仍具有良好的整体稳定性。