大跨空间建筑结构减隔震支座设计及性能研究

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1、大跨空间建筑结构减隔震支座设计及性能研究王勇奎值跃宋建平洛阳双瑞特种装备有限公司摘要：大跨空间建筑结构在风载和地震荷载作用下易产生倾覆和扭转等破坏，而A前常用的建筑隔震橡胶类支座难以解决上述问题，针对此类情况在双曲而球型减隔震支座的基础上研制了一种具备抗拉和抑制扭转功能的新型减隔震支座，样品检验验证了功能可靠性高和性能吻合性好。同时，结合建筑抗震工程软件介绍了该支座的模拟方法，并通过算例验证了支座具备显著的减隔震和抗拉效果，从而为大跨空间建筑结构提供丫一类良好的减隔震产品。关键词：大跨空间;减隔震支座;抗拉;抑制扭转;作者简介：王勇（1983~）,男，

2、高级工程师，硕士，主要从事桥梁、建筑物减隔震装置开发研究收稿日期：2017-01-10ResearchonDesignandPerformanceofSeismicIsolationBearingsforLargeSpan-spaceBuildingsWangYongLiHeng-yueSongJian-pingLuoyangSunruiSpecialEquipmentCo.Ltd;Abstract：Largespanspacebuildingstructuresarepronetocollapseandtorsionunderwindloadande

3、arthquakeload,butthecommonlyusedbuildingisolatedrubberbearingsaredifficulttosolvetheseproblems.Thebasisforthiskindofsituationindoublesphericalaseismicbearingisdevelopedwithatensiletorsionfunctionandinhibitionofthenewisolationbearing,andthehighreliabilityfunction,andgoodperforman

4、ceareverifiedbythesampletests.Atthesametime,thesimulationmethodofthebearingisintroducedwiththesoftwareofbuildingseismicengineering,anditisverifiedbytheexamplethatthebearinghasremarkableseismicisolationandtensileeffect.Thusitprovidesagoodseismicisolationproductforlarge-spanspaceb

5、uildingstructure.Keyword：largespanspace;seismicisolationbearings;anti-tensile;inhibitionoftorsion;Received：2017-01-101前言大跨空间结构因重量轻、受力合理、造型丰富、透光性好等特点，被广泛应用到体育场馆、会展中心、机场及会堂剧院等。但在受到水平地震荷载或风载引起的倾覆力和竖向地震向上作用力时，倾覆力矩会引起较大的柱子拉力，极易产生倾覆失稳问题。而A前橡胶类支座的抗拉性能普遍较差，不宜应用到大跨空间结构建筑物中。因此，大跨空间结构建筑物减隔

6、震首先需耍解决支座的受拉问题ui。其次，扭转反应是造成大跨空间结构建筑物破坏的主要因素之一m;同时支座震后可冋复性［3］、防火功能［4-5］和使用寿命［4］也是需要考虑的性能指标。摩檫摆支座因减隔震效果优异、冋复性好已在桥梁上获得广泛应用，如苏通长江大桥、港珠澳大桥和新建成兰铁路和京沈铁路等。但由于抗拉功能较难实现，很大程度上阻碍了在大跨空间建筑结构中的应用。国内薛素铎等基于传统摩擦摆支座开发了具有竖向抗拔功能的摩擦摆支座M，并对竖向刚度进行了探讨，但无抑制水平扭转功能。王伟强、陈彦北等在摩擦摆支座两侧增加竖向抗拉弹塑性阻尼器实现抗拉功能m。上述两类支

7、座由于在支座纵桥向两侧面增加了抗拉拔结构使支座平面尺寸大幅增加。另外，为了适应支座正常水平滑移导致的抬高和竖向转动的需要均设置了较大的竖向间隙，这会导致一定竖向冲击危害。总体而言,适用于w内在大跨空间结构的减隔震支座研宄成果较少。因此，研究一种新型具备抗拉和抑制扭转功能的新型减隔震支座就显得尤为重要，同时也更有利于减隔震技术在高震区和强风区的推广使用。本文是在桥梁领域广泛使用的双曲面球型减隔震支座（摩擦摆支座在国a的主要结构型式之一）基础上，增加抗拉和抑制扭转功能，使大跨空间结构建筑物能够抗拔和阻止扭转破坏，减小地震和风载灾害。同时，根据设计参数完成了

8、样品制造和试验验证，并通过算例验证其减隔震和抗拉效果。2支座结构设计及力学原理2.1支座结构支