刚性滑板-复位橡胶新型组合式隔震结构振动台试验研究

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基础摩擦滑移隔震技术早期主要被应用到一些高宽比小、高度低的砖混砌体结构中,对框架结构的研究还较少。同时,由于该技术耗能方式为摩擦耗能,在地震时位移过大可能会造成限位装置的破坏且需要单独设置复位机构,施工难度较大。本文提出一种新型组合式隔震支座,主要由刚性滑块元件与复位橡胶元件并联组合而成,充分利用了橡胶隔震支座和摩擦滑移支座各自的特点,是对摩擦滑移隔震技术的改良。新型组合式隔震支座具有结构简单、功能清晰、造价低、承载力大、便于运输与施工等优点。介绍了新型组合式隔震支座的基本构造、工作原理及力学恢复力特性,并对采用两种不同摩擦系数的改性PTFE的支座进行了力学性能试验。提出了新型组合式隔震结构的动力分析模型、运动方程及时程分析方法等,为振动台试验和有限元模拟分析提供理论指导。针对新型组合式隔震支座设计制作了三层钢框架结构足尺模型作为上部结构进行振动台试验,选用了两条天然波及一条人工波,采用X、Y单向加载的方式进行了7度(0.15g)多遇、设防及罕遇地震的地震波激励。试验共进行三组,包括两组采用不同改性PTFE作为摩擦材料的隔震结构模型,以及一组基础固定的非隔震结构模型。观察结构模型在试验过程中的变形、运动情况等宏观现象,收集并整理、分析了试验数据,得到了三组结构模型的加速度、位移、楼层剪力、隔震层滞回耗能等地震反应。并且建立新型组合式隔震结构的SAP2000有限元分析模型,通过分析其地震反应与振动台试验结果进行对比。最后总结了本文研究的内容,结论表明该刚性滑板—复位橡胶新型组合式隔震支座的设计是合理的,支座具备可靠的承载能力、水平恢复力和摩擦耗能能力。其减震效果良好,具备很高的推广应用价值。指出了本文的不足之处,提出了进一步研究的建议。
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