HDR高阻尼隔震橡膠支座湖北廠家 幾種模型介紹

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HDR高阻尼隔震橡膠支座的力學(xué)模型
HDR高阻尼隔震橡膠支座通過鋼板限制橡膠層的橫向位移來支撐上部結(jié)構(gòu)，同時通過延長結(jié)構(gòu)周期、吸收地震能量來減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力。在動力的作用下，HDR高阻尼隔震橡膠支座具有很明顯的粘彈性性質(zhì)，它受溫度、頻率和應(yīng)變值的影響。國內(nèi)外對比提出了很多模型來描述HDR高阻尼隔震橡膠支座的力學(xué)特性。


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等價線性模型
根據(jù)對高阻尼橡膠隔震支座的試驗研究表明，其等價線性化模型中的參數(shù)，如等價剛度和等價阻尼比，均與支座的剪切應(yīng)變呈高度的非線性關(guān)系。目前，關(guān)于HDR高阻尼隔震橡膠支座等價線性化模型中的等價剛度、等價阻尼比的計算以及非線性滯回模型中的參數(shù)，均是基于試驗結(jié)果給出的關(guān)于支座剪切應(yīng)變、加載歷程的經(jīng)驗函數(shù)關(guān)系。日本研究人員給出的高阻尼橡膠等價剛度和等價阻尼比計算公式均為由剪應(yīng)變表示的函數(shù)，我國同濟大學(xué)也曾經(jīng)給出過類似的計算表達式。


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雙線性模型
圖3.4a)為HDR高阻尼隔震橡膠支座的水平荷載一水平位移滯回曲線實例，從圖中可以看到，在循環(huán)荷載作用下曲線所圍成的面積與剪切變形值有關(guān)。當(dāng)支座的剪切變形比較大時，相應(yīng)的滯回曲線圍成的面積大，即吸收的地震能量大、阻尼效果顯著。
在交通荷載作用下的支座水平位移比地震荷載下的位移小，若對大小不同的位移均能地模擬它的變形剛度，計算模型的表達形式比較復(fù)雜，不便于工程設(shè)計的使用，因此常用雙直線模型進行近似計算。如圖3.4b)中所示的實線。


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雙直線計算模型中的荷載循環(huán)計算得到。，HDR高阻尼隔震橡膠支座的剪切變形力學(xué)特性從大形發(fā)生時如圖3.5所示，假定設(shè)計位移為u
1、計算模型中的梁體和墩柱可采用空間桿系單元模擬，單元質(zhì)量可采用集中質(zhì)量代表;墩柱和梁體的單元劃分應(yīng)能反映結(jié)構(gòu)的實際動力特性;
2、支座單元應(yīng)能反映支座的力學(xué)特性。
3,混凝土結(jié)構(gòu)的阻尼比可取0.05;進行時程分析時，可采用瑞利阻尼。
4、計算模型應(yīng)考慮相鄰結(jié)構(gòu)和邊界條件的影響。

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支座的模擬
在橋梁的抗震分析中，正確模擬支座的作用對確保橋梁的整體抗震性能非常重要。梁式橋梁地震變形主要集中在支座位置，支座的力學(xué)特性是影響橋梁減隔震效果的關(guān)鍵f2l。連續(xù)梁橋的抗震性能很大程度上取決于設(shè)置在主梁和橋墩之間的支座類型，因此正確的模擬其邊界連接條件。
對位于軟土場地的橋梁結(jié)構(gòu)進行減隔震設(shè)計時，如果采用鉛芯橡膠支座進行減隔震設(shè)計，相比于板式橡膠支座和HDR高阻尼隔震橡膠支座而言，將會過大地延長橋梁結(jié)構(gòu)的自振周期，進而可能引起地基和橋梁共振。而HDR高阻尼隔震橡膠支座則是主要是通過高阻尼來消耗地震動能量，進而達到減小橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的效果。雖然加設(shè)HDR高阻尼隔震橡膠支座后的橋梁結(jié)構(gòu)的自振周期也會有所增大，但是，只要合理的設(shè)計HDR高阻尼隔震橡膠支座，可以控制其自振周期不會過大延長，避免地基和橋梁的共振。因此，可以采用HDR高阻尼隔震橡膠支座對軟土場地上的橋梁結(jié)構(gòu)進行減隔震設(shè)計，以達到減小震害的效果。


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本論文分別采用普通板式橡膠支座(以下簡稱RB支座)和HDR高阻尼隔震橡膠支座(以下簡稱HDR支座)做對比。原設(shè)計中中墩分別采用采用GYZ-D400 RB支座與HDR-D400-G6/8 HDR支座，邊墩采用GYZ-D300 RB支座。根據(jù)《公路橋梁抗震設(shè)計細則》的6.3.7條，計算支座剛度。邊墩的邊界條件采用彈性連接，支座豎向剛度為591161.7kN/m;中墩采用一般彈性連接模擬支座，GYZ-D400 RB支座豎向剛度為1775618kN/m，水平剛度為2094.4kN/m，屈服力為133.5kN; HDR支座豎向剛度為542867.2 kN/m,水平剛度為1481kN/m，屈服力為38.3kN。本算例的原設(shè)計中，每個箱梁底部設(shè)置兩個支座，建模時為簡化，只在箱梁底部的中心位置設(shè)置支座，但施加兩倍的支座剛度和屈服力。
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