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红山高阻尼橡胶支座作为环保经济型支座值得研究

双林橡胶  2020-9-24 12:52:59  79
内容摘要:红山高阻尼橡胶支座是用复合橡胶材料制成的具有较高阻尼性能的隔震橡胶支座,通过高阻尼橡胶支座在水平方向大位移剪切变形及滞回耗能实现减隔震功能。支座中使用的复合橡胶材料,是在天然橡胶或合成橡胶的聚合物中,加入...

红山高阻尼橡胶支座是用复合橡胶材料制成的具有较高阻尼性能的隔震橡胶支座,通过高阻尼橡胶支座在水平方向大位移剪切变形及滞回耗能实现减隔震功能。支座中使用的复合橡胶材料,是在天然橡胶或合成橡胶的聚合物中,加入填充剂、补强剂等配合剂制成,不需要额外的阻尼器也能获得较强的阻尼特性,同时仍有普通橡胶支座的水平和竖向力学性能。这样的支座代替了传统的隔震支座加阻尼器的形式,使得隔震层的结构布置更加简单规则。

橡胶材料为超弹性材料,其力学性能随着时间延长而不断变化,同时对环境条件、应变历程、加载速率和应变率十分敏感,在大应变下很多橡胶材料还会出现应力加速增大或应力加速减小的现象。而高阻尼橡胶材料中聚合物的添加又使得其非线性特性更为复杂。由于高阻尼橡胶材料的使用,增加了叠层橡胶支座的阻尼,增强了支座抵抗水平变形的能力,起到一定的自复位效果,大震后自复位能力强,残余变形小;并且支座较高的阻尼功能使得其滞回曲线较为丰满,耗能显著。对支座橡胶配方进行改进,可显著提高高阻尼橡胶支座的等效阻尼比。

高阻尼橡胶支座还具有维修管理成本低,耐老化性好,环保无污染等优点。高阻尼橡胶支座这种即对环境没有污染,又具备稳定的力学性能及阻尼的新型支座,正逐渐成为国内外研究的热点。但是由于橡胶本身的性能,以及聚合物的添加,使得红山高阻尼隔震橡胶支座非线性特性复杂,这对高阻尼橡胶支座的研究造成了一定的困难。

高阻尼橡胶支座

高阻尼橡胶支座这种环保经济型支座,正在不断的被应用于工程实践中,国内外学者对其力学性能也进行了多方面的研究,取得了不错的成果。但为了能够更确切地掌握高阻尼橡胶支座在地震作用下的性能,保证设计分析的可靠性,不仅要对高阻尼橡胶支座进行力学性能试验研究,更应该对高阻尼橡胶支座的恢复力模型进行研究分析。通过对高阻尼橡胶支座的水平单向压剪试验和水平双向压剪试验结果进行分析,研究高阻尼橡胶支座的水平单向恢复力模型和水平双向恢复力模型,具体研究内容如下:

(1)介绍高阻尼橡胶支座的试验工况,分别对高阻尼橡胶支座的水平单向压剪试验结果和水平双向压剪试验结果进行分析,根据试验结果,对支座的等效刚度、等效阻尼比、屈服后刚度和屈服力进行研究,分析支座的剪切力学性能参数与剪切应变、竖向压应力以及剪切应变幅值的关系,并研究水平双向加载对支座剪切性能的影响。

(2)根据高阻尼橡胶支座的力学性能,选取合适的恢复力模型,基于高阻尼橡胶支座水平单向压剪试验结果,对该恢复力模型进行改进,并对支座滞回特性及性能参数进行更深入的分析,进行参数修正,建立能够反映高阻尼橡胶支座剪切应变相关性和竖向压应力相关性的水平单向恢复力模型。

(3)将建立的高阻尼橡胶支座水平单向恢复力模型进行扩展,基于支座水平双向压剪试验结果,对支座水平双向压剪下的性能参数进行修正,建立能够反映高阻尼橡胶支座剪切应变相关性和竖向压应力相关性的水平双向恢复力模型。

(4)对建立的水平单向恢复力模型和水平双向恢复力模型分别编写相应的程序,将模型的计算结果与试验结果进行对比,验证该水平单向恢复力模型和水平双向恢复力模型的有效性。

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