铅芯橡胶支座分析
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LRB 我国的建筑隔震技术的研究开始于上世纪90年代,建筑用的隔震支座主要两大类:橡胶隔震支座和滑动隔震支座。
橡胶隔震支座的工艺比较成熟,主要谈橡胶隔震支座中铅芯橡胶隔震支座。
在普通橡胶隔震支座中开孔注铅,利用橡胶部分承重,利用铅芯部分在地震中的弹塑性性能达到耗散地震能量,减小地震震害效果、铅充当阻尼,还能提高竖向承载力,降低地震作用和减小隔震层位移。
目前国内隔震普遍采用铅芯橡胶支座,但也有不少问题,在大变形阶段,铅芯易挤压不易复位,铅对环境也有影响。
我国正研究高阻尼橡胶支座。
铅芯橡胶支座是目前国内外隔震结构设计中应用最广的一类隔震装置和弱连接装置,被广泛应用于新建隔震结构,加固改造工程以及连廊、雨篷、网架屋盖等与主体结构之间。
橡胶隔震支座是目前世界范围内各类隔震结构中最常用的一类隔震装置,主要包括天然橡胶支座、铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座及各类改进型支座。
不足:因为橡胶支座通过水平剪切变形延长建筑桥梁的一阶固有周期,水平位移不能超过直径四分之三,否则发生失稳破坏,对于大型建筑需要支座比较大,导致设计施工造价等问题,满足要求的新型支座。
耐久性和耐火性:橡胶空气氧化、气温、震动等影响发生火灾时钢板良好的导热性会加速橡胶损坏,要注意。
研究表明:通过对比分析和国内实际情况,现阶段铅芯橡胶隔震支座具有更好的隔震效果和经济效益(直接建设经费和震后减少的损失费用).建筑铅芯橡胶隔震支座从原始的应用于建筑桥梁工程中,逐渐应用到军队、医院、学校、消防中心、计算机中心、博物馆、商场、工厂、住宅等重要建筑工程中。
经过几十年的淘汰式发展,隔震技术成为最有效的结构振动控制技术。
借助铅芯橡胶支座这种隔震装置,人类对建筑结构进行隔震设计的梦想终于得以实现。
然而,建筑结构隔震设计效果的保证不仅仅依赖于能否生产制造出力学性能符合设计要求的铅芯橡胶支座,还更大程度上依赖于能否对整体建筑结构进行可靠的隔震设计及计算分析。
从国内外隔震技术发展的现状来看,叠层橡胶隔震技术室现代隔震领域的主流,且主要分布在人口稠密,经济发达的城市。
铅芯橡胶隔震支座参数计算铅芯橡胶隔震支座是一种广泛应用于建筑隔震的装置,其核心组成部分包括橡胶层和嵌入其中的铅芯。
这种结构在地震时能够吸收和分散地震能量,从而减少对建筑物的破坏。
为了选择合适的铅芯橡胶隔震支座,需要对其参数进行计算。
以下是一些关键参数的计算方法:1.设计位移:这是指隔震支座在地震作用下预期的最大位移。
设计位移通常根据建筑物的地震响应分析来确定,需要确保支座在此位移范围内能够正常工作。
2.水平刚度:水平刚度是指隔震支座在水平方向上抵抗变形的能力。
它可以通过实验测定或根据制造商提供的数据来确定。
水平刚度对建筑物的自振周期有重要影响,进而影响地震响应。
3.阻尼比:阻尼比是衡量隔震支座耗能能力的一个指标。
铅芯橡胶隔震支座的阻尼主要来源于橡胶材料的剪切变形和铅芯的塑性变形。
阻尼比可以通过实验测定或根据制造商提供的数据来确定。
4.竖向承载力:这是指隔震支座在竖向方向上能够承受的最大压力。
竖向承载力应根据建筑物的重量和可能产生的竖向力(如风力、雪载等)来确定。
5.铅芯含量:铅芯含量是指隔震支座中铅芯所占的比例。
铅芯含量会影响支座的耗能能力和延性。
一般来说,铅芯含量越高,耗能能力越强,但延性可能会降低。
因此,铅芯含量应根据具体工程需求进行优化设计。
在计算这些参数时,需要考虑建筑物的具体情况,如结构形式、地震烈度、场地条件等。
此外,还应参考相关的国家和地方标准,确保隔震支座的设计符合规范要求。
最后,需要注意的是,铅芯橡胶隔震支座的参数计算是一个复杂的过程,建议在实际工程中咨询专业的结构工程师或隔震技术专家。
橡胶支座的拉伸弹塑性力学分析摘要:铅芯橡胶支座是目前结构中最常用的支座之一,由于支座在工作中的绝大部分情况下都处于受压状态,因而对于橡胶支座的拉伸弹塑性力学分析极为少见,但是在地震中极有可能出现拉伸状态。
研究内容包括:胶支座拉伸恢复力模型骨架曲线拉伸加载段分析、拉伸卸载段分析、和压缩段的衔接,加载后再卸载的恢复力方程。
关键词:铅芯橡胶支座,弹塑性力学分析,拉伸状态。
Abstract:Lead rubber bearing is one of the most commonly used supports in the structure. For the reason that the support is in the state of compression in most conditions, so the the analyses in support’s tension is rare, but in earthquake is likely to occur. The research contents include: rubber bearing tensile model of restoring forceskeleton curve of tensile loading section cohesion analysis, tensile unloadsection analysis, and the compression section, restoring force equation after loading unloading.key word:lead rubber bearing;analysis of elastoplastic mechanics; tension.一、铅芯橡胶支座支座是指用以支承容器或设备的重量,并使其固定于一定位置的支承部件,还要承受操作时的振动与地震载荷。
第40卷增刊建筑结构 2010年4月铅芯橡胶隔震支座阻尼特性有限元分析庄文娟,朱玉华(同济大学土木工程学院,上海 200092)[摘要]通过建立铅芯橡胶隔震支座的ANSYS模型,主要研究了铅芯橡胶隔震支座(LRB)的等效阻尼比和耗能特性的影响因素。
采用铅芯橡胶支座四分之一模型模拟支座在水平正弦波荷载作用下的滞回曲线,大大缩短了有限元软件运行的时间,提高效率并获得较好的结果。
分析结果表明,LRB的阻尼特性主要与水平剪应变、铅芯直径有关。
水平位移越大,等效阻尼比越小,能量耗散越大;铅芯直径越大,等效阻尼比和能量耗散同时都增大。
分析还表明,竖向面压、橡胶剪切模量、第二形状系数对阻尼特性的影响很小。
可见,在一定的地震烈度下,阻尼的选取主要与铅芯直径有关。
[关键词]铅芯橡胶支座;双线性滞回模型;等效阻尼比;耗能;铅芯直径;ANSYS模型Finite element analysis on damping properties of lead-rubber bearingsZhuang Wenjuan,Zhu Yuhua(College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China)Abstract: The equivalent linear damping ratio and the energy dissipation of lead-rubber bearings are studied by finite element simulations of lead-rubber bearings. The FEA program ANSYS is adopted to establish a quarter model of lead-rubber bearing to simulate the hysteretic curve of LRB under the sinusoidal load, which not only reduce the operating time, but also improve the efficiency and show a good agreement with the actual situation. It is demonstrated that the horizontal shear strain and diameter of the lead have a primary influence on damping properties. The results are that the equivalent linear damping ratio decreases, the energy dissipation increases as a result of the horizontal shear stain increasing. And the both properties increase with the diameter of lead increasing. In addition, the damping is almost no affected by compression, shape factor and shear modulus of rubber. Finally, in a certain seismic intensity, it can be seen that the selection of damping mainly relates to the diameter of lead.Keywords:lead-rubber bearings; equivalent linear damping ratio; bilinear hysteretic model; energy dissipation; the diameter of lead; ANSYS model0 引言基础隔震技术通过在基础与上部结构之间设置隔震层来改变整体结构的动力特性,延长结构的基本振动周期,从而减少上部结构输入的地震能量及上部结构的地震反应,而达到保护结构的目的。
[文章编号] 100228412(2006)0620053204铅芯橡胶支座非线性动态特性的显式有限元分析叶志雄,李 黎,聂肃非,江宜城(华中科技大学土木工程与力学学院,湖北武汉430074)[摘 要] 本文在分析铅芯橡胶隔震支座力学特性的基础上,提出了采用显式有限元分析软件ANSY S ΠLS 2DY NA 来分析铅芯橡胶支座的非线性动态特性。
建立铅芯橡胶支座的FE A (有限元)模型,针对支座中心加竖向荷载和水平向循环往复位移荷载,进行了数值模拟分析,结果表明,利用有限元数值分析的结果与试验曲线基本吻合,从而为确定铅芯橡胶支座的动力分析参数提供计算方法,进而可为设计新型铅芯橡胶支座提供指导。
[关键词] 铅芯橡胶支座;力学参数;显式有限元;非线性动力分析[中图分类号] T U35211;T U31113 [文献标识码] AExplicit Finite E lement Study of Mechanical P arameters of Lead 2rubber B earing for N onlinear Dynamic AnalysisYe Zhi 2xiong ,Li Li ,Nie Su 2fei ,Jiang Yi 2cheng(School o f Civil Engineering &Mechanics ,Huazhong Univer sity o f Science and Technology ,Wuhan 430074,China )Abstract :Based on the analysis of mechanical characteristics of lead 2rubber bearings ,using explicit finite element s oftware ANSY S ΠLS 2DY NA to analysis the nonlinear dynamic characteristics of lead 2rubber bearings is presented.In this paper ,the FE A m odel of representative sam ples are established ,then the hysteresis loop for lead 2rubber bearing in a horizontal cyclic shear under a com pressive axial load is simulated.The analytical results are com pared with experimental results ,and very small differences are found.Thus ,The proposed method not only can evaluate the parameters in nonlinear dynamic analysis of bearings ,but als o useful for design new bearings.K eyw ords :lead 2rubber bearing ;mechanical parameter ;explicit finite element ;nonlinear dynamic analysis[收稿日期] 20062032151 引言铅芯橡胶支座是基底隔震技术的关键元件,其主体由橡胶板和薄钢板堆叠经热硫化而成,中间竖直地灌入铅芯,上下为厚连接钢板。