高温后叠层橡胶支座及串联隔震体系性能研究.pdf

兰州理工大学
硕士学位论文
高温后叠层橡胶支座及串联隔震体系性能研究
姓名:寇巍巍
申请学位级别:硕士
专业:防灾减灾及防护工程
指导教师:李慧;杜永峰
20090501
摘要在基础隔震建筑中,为了有效的利用隔震层顶部的楼板,越来越多的隔震建筑将安层。当地下室发生火灾时,随着温度的升高,对流、辐射等作用会使叠层橡胶支座处在变,所以有必要对高温下和高温后叠层橡胶支座的性能进行研究。本文对国内外一些已有的研究成果进行整理,对火灾高温下钢板和橡胶的性能进行本文以其他学者做过的叠层橡胶支座耐火试验为基础,结合自己所做的高温后叠层橡胶支座试验,采用材料非线性和几何非线性的有限元双重非线性方法进行分析。以标准温度一时间曲线模拟火灾呶,采用大型有限元分析软件械三维热力耦合单元进行温度计算和力学分析。对叠层橡胶支座进行高温下的反应分析,得到叠层橡胶支座内部温度场的分布情况。根据叠层橡胶支座中橡胶和钢板的最高温度分布,确定高温后橡胶和钢板的材性,建立高温后叠层橡胶支座的有限元模型,进行了高温后叠层橡胶支座各种性能的模拟分析,并与其他学者的试验结果进行了对比分析,确定了模型的可行性。模拟分析的结果表明:高温后叠层橡胶支座的竖向刚度和水平刚度较常温下有所降低,且模拟结果与试验结果基本相符合。此外,本文利用已建立的高温后叠层橡胶支座有限元模型,对隔震建筑中叠层橡胶支座和柱组成的串联隔震体系进行了高温后的模拟分析,然后与所做的高温后串联隔震体系的试验进行了对比分析,并得出了初步结论。通过对叠层橡胶支座高温后性能的模拟研究,希望能为叠层橡胶支座温度相关性能研究提供一些参考意见。关键词:高温;叠层橡胶支座;串联隔震体系;有限元模拟装及维修层直接做成地下室或半地下室,把叠层橡胶支座放置在柱顶或墙顶,形成隔震一个高温的环境中。由于组成叠层橡胶支座的橡胶和钢板在高温下力学性能会发生改了一定的对比分析,得到了两种材料高温下材性的计算模式,同时介绍了温度场理论的相关知识。硕:宦畚一
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作者签名:寇锐截兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明学位论文版权使用授权书‘月甲日日期:叩年歹月争日日期:口宁年原创性声明日期:赌∥月本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据竿日本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名:导师签名:
第绪论引言叠层橡胶支座隔震系统概述遇难与失踪,数百万灾民急需救助。此次地震是新中国成立以来破坏性最强、波坏之严重、人员伤亡之多、救灾难度之大均为历史罕见。随着灾后重建的进行,如何使再建建筑能抵御地震的破坏,这一问题摆在了人们的面前。抗震隔震也越目前,国内外已经开发应用的各种隔震技术中,叠层橡胶支座是较为成熟的·种。由于叠层橡胶支座构造简单,性能稳定,因此,它已为世界各国广泛接受和研究。现在叠层橡胶支座隔震系统己成为国际上隔震体系的主流,近几年,国内已从工程试点阶段发展到推广应用阶段。日本于年、美国于年、中国于年分别建造了第一栋叠层橡胶支座隔震房屋。⒌阆鸾褐ё母粽鹣低车幕驹建筑物的规模、重量、强度、坚固性与人体的大小、体重、柔韧性相比要大得多,这种由质量和刚度构成的安定的建筑保障了人类的日常生活空间АU庑建筑物最重要的功能是能够承受持续发挥作用的重量,但同时也要能够抵挡频率较小的地震、台风等外界自然灾害。大部分地震灾害是地震发生时的晃动使结构构件遭到破坏,使建筑物不能支持自身重量而倒塌,以致引起人类居住空间的毁坏。抗震设计的基本要素中,首先是建筑物要能持续支持自身重量,其次是能够通过结构构件的强度和延性来吸隔震的本质作用是使结构与可能引起破坏的地震地面运动或支座运动分离开来,这种分离或解耦是通过增加系统的柔性和提供适当的阻尼来实现的。其原理是在建筑物的上部结构与地基之间设置隔震系统,延长建筑结构的水平自振周期,增大地震波与建筑结构之间的频率比,使建筑物只在地震作用下轻微平动