【摘 要】
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传统建筑物的抗震设计是通过提高结构自身的强度、刚度和延性来抵抗地震作用,当遭遇较大地震时,建筑内的家具、精密仪器设备等容易倾覆、损坏,甚至引起人员伤亡。隔震设计是利用隔震层把上部结构与基础隔离开,延长结构自振周期,避开地震能量相对集中的频段,减小输入上部结构的能量,以达到减小结构响应的目的。隔震设计中隔震层常用的是天然橡胶支座和铅芯橡胶支座。随着国内振动台试验室建设的发展,越来越多学者选择通过振动
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传统建筑物的抗震设计是通过提高结构自身的强度、刚度和延性来抵抗地震作用,当遭遇较大地震时,建筑内的家具、精密仪器设备等容易倾覆、损坏,甚至引起人员伤亡。隔震设计是利用隔震层把上部结构与基础隔离开,延长结构自振周期,避开地震能量相对集中的频段,减小输入上部结构的能量,以达到减小结构响应的目的。隔震设计中隔震层常用的是天然橡胶支座和铅芯橡胶支座。随着国内振动台试验室建设的发展,越来越多学者选择通过振动台试验深入研究隔震结构在地震动下的动力响应,由于试验场地和仪器的限制,试验中多采用缩尺模型,而国内对小型橡胶隔震支座的研究较少。本文对小型橡胶隔震支座力学性能展开研究,主要研究内容如下:1、设计并完成静力加载试验,小型天然橡胶支座水平等效刚度研究剪应变、压应力、加载频率对小型天然橡胶支座水平等效刚度的影响,由结果可知,随着剪应变由50%增大至250%,小型天然橡胶支座水平等效刚度呈减小趋势;随着压应力由0.5σ0增大至2.5σ0,小型天然橡胶支座水平等效刚度逐渐减小,加载频率在0.01Hz-0.4Hz内变化时,小型天然橡胶支座水平等效刚度基本不受影响。通过拟合分析,建立不同剪应变下水平等效刚度压应力经验公式。2、通过静力试验研究可知,随着剪应变由100%增大至250%,小型铅芯橡胶支座的水平等效刚度、等效阻尼比、屈服后刚度呈减小趋势,耗能、屈服力逐渐增大;随着压应力由σ0增大至2.5σ0,小型铅芯橡胶支座水平等效刚度、屈服后刚度呈减小趋势,耗能、等效阻尼比、屈服力逐渐增大;加载频率在0.01Hz-0.4Hz内变化对水平剪切性能基本没有影响。通过分析竖向压应力对小型橡胶支座剪切性能的影响,建立小型橡胶支座剪切性能的压力相关性经验公式。3、通过静力试验研究,分析不同加载应力（压应力变化范围）和不同压应力设计值对小型天然橡胶支座和铅芯橡胶支座竖向压缩刚度的影响,随加载应力范围的增大支座竖向压缩刚度近似呈线性减小趋势,随着设计压应力的增大,支座竖向压缩刚度逐渐增大。4、利用Abaqus有限元软件建立小型天然橡胶支座和小型铅芯橡胶支座实体模型,分析剪应变、压应力和加载频率对水平等效刚度的影响,有限元模拟所得规律与静力试验相同。5、通过振动台试验,计算实际地震动下小型天然橡胶支座和小型铅芯橡胶支座的水平等效刚度,并与静力试验值和有限元模拟值进行对比分析可知,动力试验所得支座水平等效刚度大于静力试验值和有限元模拟值。
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