三维复合隔震支座的碟形弹簧试验与应用研究

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1、劣臻交硕士学位论文三维复合隔震支座的碟形弹簧试验与应用研究MechanicalPerformanceTestofDiscspringsandApplicationAnalysisofThree-DimensionalSeismicIsolationBearing作者：黄河导师：邢佶慧北京交通大学2013年6月学僦姗权使脓权书I嗍嬲本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或

2、扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：童确签字日期：矽f弓年7月岁日导师签名：母依蒸签字日期：劢乃年7月岁日中图分类号：TU3UDC：学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文三维复合隔震支座的碟形弹簧试验与应用研究MechanicalPerformanceTestofDiscspringsandApplicationAnalysisofThree—DimensionalS

3、eismicIsolationBearing作者姓名：黄河导师姓名：邢佶慧学位类别：工学学科专业：结构工程学号：10121230职称：副教授学位级别：硕士研究方向：钢结构北京交通大学2013年6月致谢感谢导师邢佶慧副教授在课题研究与论文撰写过程中的悉心指导。导师严谨求实的学术态度和勤勉务实的工作作风潜移默化的影响着我，将使我受益终生。感谢北京交通大学陈爱国副教授在课题进行中提供的指导与帮助。感谢北京交通大学杨庆山工作室为我提供了良好的学习科研环境。感谢刁焕玺师兄在课题有限元模拟中给予我的指导，对

4、课题试验中师弟张家云、刘文涛的准备工作及史一剑同学提供的帮助一并致谢。最后感谢我的家人，他们的关心、支持、鼓励和资助使我能够顺利完成学业。摘要摘要：本文主要对新型三维复合隔震(3DGZ)支座进行性能研究，进行了水平隔震装置设计方法的修正，提出了组合碟形弹簧件设计存在的问题；为了获得组合碟形弹簧件实际工作状态下的等效刚度和等效阻尼比，进行了组合碟形弹簧组的静态和动态加载试验研究，进行了试验结果分析研究；利用ANSYS有限元模拟，对3DGZ支座偏心工作状态下的稳定性进行分析。具体研究工作和成果如下：

5、修正了3DGZ支座水平隔震装置设计方法，并在ANSYS有限元软件中建立支座模型对支座水平隔震工作状态进行模拟。模拟结果显示，修正后设计方法能够较好的达到水平设计刚度。针对3DGZ支座碟形弹簧组选取存在的不足，采用试验的方法研究碟形弹簧静态和动态加载特性，研究结果表明：(1】对于单片碟簧刚度曲线，数值模拟曲线与大挠度薄板假设算法所得加载曲线相差不大，与《GBl972．2005(碟形弹簧)》规范计算方法所得曲线相比更接近于试验加载曲线。(2)在动荷载作用下，碟形弹簧组在一定加载频率以上能够保持较好的

6、耗能能力。随着预压量的增大，组合碟形弹簧件耗能能力增强。(3)在较大预压量下，随着动载幅值的增大，组合碟形弹簧的的竖向等效剐度降低，等效阻尼比降低，但在较大预压量下仍能保持在20％以上，这说明组合碟形弹簧仍具有较高的阻尼。(4)分析规范给出组合碟形弹簧承载力计算公式中的叠合面摩擦系数物理意义及取值，将该摩擦系数实测值用于ANSYS有限元数值模拟，对比数值计算结果与碟形弹簧实验数据，探索数值分析时叠合面摩擦系数的设置方法。(5)在偏心压力作用下，3DGZ支座的稳定性较好，在水平滞回耗能、水平运动与

7、竖向运动解耦方面均优于同类型支座。关键词：三维隔震；支座；碟形弹簧；等效阻尼比；有限元分类号：TU3ABSTRACT：TlliSthesis，focusesontheperformanceof3-Dimensionalseismicisolationbearing(3DGZ)，correctstheexistingmethodsindesigningproceduresofthehorizontalspringandsuggeststhedefectsofthedesigningprocedur

8、esoftheverticalspring．Inordertoobtaintheverticalequivalentstiffnessanddampratio，theloadingcapabilityanddynamiccharacteristicstestsofdiscspringswerecarriedoutandanalysisandresearchweredoneontheresultsofthetests．Finally,theperformanceofseismicisolation