关于新型集合球竖向隔震装置的开发和力学性能的研究

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1、CMYK工艺与设备关于新型集合球竖向隔震装置的开发和力学性能的研究刘逸1马勇2（1广州大学；2广州大学工程抗震研究中心）【摘要】根据竖向地震的特点，设计了一种竖向隔震装置。简要介绍了该装置的基本尺寸与工作原理。制造出一足尺装置，通过对该装置进行力学研究分析。分析表明该装置具有较好的竖向刚度和耗能表现等优点，为装置的进一步的研究和优化指明了方向。【关键词】竖向隔震；竖向隔震筒；竖向刚度；耗散系数1概述2012BAJ07B02）和国家重点基础研究发展计划973项目（编号2012CB723304）与国家

2、自然科学基金重大研究计目前国内外对于隔震领域的探索仍然大部分聚集划集成项目（编号91315301-7）内容，开发出的一种新在水平隔震范围。一般观点认为地震引起破坏的原因是型竖向隔震筒装置。本文介绍了该隔震筒设计基本尺寸主要由于水平向地震作用，而竖向地震作用的峰值一般信息和工作机理，探究了其竖向性能，通过各种对隔震只相当于水平向地震加速的1/3～1/2。所以在一般观筒会产生影响的因素进行试验，对其竖向刚度和耗能进点看来，竖向地震作用较水平地震作用要小，而且一般行了试验研究。结构都具有很大的竖向承载的

3、冗余度，在正常情况下不会对结构造成毁灭性的影响，从另一个角度来看，隔震2集合球竖向隔震筒装置的设计垫或隔震支座一般安装在建筑结构底部或者桥梁上部2.1集合球竖向隔震筒的构造结构与桥墩墩顶之间的接触部位，这就要求隔震装置的此竖向隔震筒基本构造如图1所示。竖向承载力足够大到能承受上部结构的自重，但是在隔震技术和原理的要求下，隔震装置具有较小的隔震刚度[4]为好。由于这些原因所具有的矛盾，造成了竖向及三维隔震领域的探索进度远远落后于水平隔震领域的研究进度。通过近年来监测技术的不断进步，在近断层多次监测到

4、了大量的地震竖向加速度分量，有些还甚至超过了地震的水平加速度的分量。所以地震动竖向加速度分量对重要设施（比如大跨结构、高耸的名胜古迹、大型（核）1.一端封闭一段开放的圆柱形下筒；2.一端封闭一段开放的圆柱形上筒；4.直径略小于下筒内径的圆隔板；5.阻发电站等等）的破坏力和破坏程度是值得我们努力去探尼填充体；6.橡胶保护套；31.弹性球集合体索和减小由此来的损失。同时，随着社会的发展，地铁的图1三维隔震筒示意图兴起也给我们带来了新的出行方式，但是地铁经过时引2.2集合球竖向隔震筒的工作原理起的竖向震

5、动也带给其周围建筑不小的安全隐患。所以本装置在非竖向地震作用下，上筒嵌套在下筒之基于以上问题，竖向隔震的概念也渐渐被人重视。近年上，上下套筒间以橡胶球或者以其他材质小球填充，在来国内外有许多科研工作者进行了有关于竖向和三维小球填充过程中防止小球过度挤压滑动，辅助以直径略隔震装置和产品性能方面的研究[5-10]。小于下筒内径的圆隔板将小球分区隔离，在最上层小球本文是基于十二五国家科技支撑计划课题“高烈度之上再覆盖一块圆隔板以支撑上套筒内部较小直径圆区高层与大跨度建筑物隔减震技术（编号CMYK工艺与设

6、备2[3]形支撑筒，上下筒充填完毕后，由于上筒内筒的支撑，上积0.00785m；参照10～15MPa的隔震橡胶垫设计标下外筒嵌套部分会形成一定的可供外筒上下活动空间，准，可由公式（1）：此区域则为竖向隔震筒的隔震工作区域。F=P·S（式1）当发生竖向地震作用时，由于竖向隔震筒上下两部得到隔震筒竖向荷载设计值为78.5～117.75KN。分分别固定于上部和下部结构，上部结构及内套筒会随隔震筒达到极限承载力判断条件有三个，三者满足上部结构相对于下部结构及套筒做上下往复运动。当上其一即可视为隔震筒达到极

7、限承载力：筒及内套筒相对于下筒做向上运动时，由于没有约束，⑴小球破坏；在竖向拉力作用下，上部结构往上运动，此时下筒内的⑵上下套筒接触；小球整体受到压力减小，化解了竖向震动引起的拉力；⑶内筒破坏。反之，当上下筒受到压力呈挤压状态时，小球整体受到分别对第一组、第二组进行位移控制下的极限承载冲击和压缩，会促使小球因挤压变形填充小球之间的空力试验，隔震筒装配完毕后无压力作用下的高度分别为隙，从而吸收了竖向地震所产生的压力，使整体受到的50.0cm、50.3cm；受压完毕后，隔震筒高度分别为竖向震动得到衰减

8、。通过调节小球的硬度，改变小球集42.0cm、42.0cm，对比分析套筒尺寸可知，达到了判断条合体内部孔隙率，促使竖向隔震筒整体刚度和耗能发生件的第二点。第一组极限承载力最大值达到79.39KN，改变，减小竖向震动对隔震筒上部结构的影响。第二组极限承载力最大值达到80.00KN，均超过最小设计值，达到设计许可范围。3集合球竖向隔震筒竖向力学性能试验竖向刚度的评价方法为：设定竖向应力，试验取施3.1试验设置加竖向荷载，取相应数值按公式（2）计算。为了研究竖向隔震筒的竖向减震的力学性能