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長治鋼建筑減隔震支座的試驗研究
研究適用于大跨空間結(jié)構(gòu)三維復(fù)合隔震的支座,使其具有能水平與豎向同時隔震;良好的耗能能力;震后自復(fù)位功能;耐候、耐久性強;具有足夠的抗拔與轉(zhuǎn)動能力。此外,支座的高度不宜太大,否則在隔震支座處會出現(xiàn)較大的附加彎矩,不利于支座的穩(wěn)定。
(一)減隔震支座的豎向力學(xué)性能測試表明。碟形彈簧具有一定的阻尼特征,其等效阻尼比約為0.10~0.15,阻尼比與加載頻率、豎向預(yù)壓荷載等因素相關(guān),隨加載頻率與預(yù)壓荷載的增加而有所提高;柱狀螺旋彈簧在反復(fù)荷載作用下其位移與荷載關(guān)系基本呈線性,與該類彈簧的理論性能一致,同時也說明支座在水平與豎向地震作用下的豎向變形是自由的,支座水平隔震系統(tǒng)不影響其豎向隔震裝置的豎向剛度。
(二)減隔震支座的水平隔震性能試驗表明。在簡諧激勵作用下摩擦滑移隔震系統(tǒng)具有良好的耗能能力,其滯回曲線為平行四邊形,具有彈塑性阻尼特征。支座的水平隔震性能與豎向荷載、滑移速度等因素相關(guān)。當(dāng)水平單向輸入地震激勵時,三類支座的滯回特征與簡諧激勵作用相似,支座也具有良好的耗能能力。
(三)當(dāng)水平與豎向同時輸入地震激勵時,支座的滯回曲線出現(xiàn)小波動。但其包絡(luò)線的形狀總體與簡諧激勵下的滯回曲線形狀相似,這說明在雙向地震作用下支座的性能仍較為穩(wěn)定,與單向輸入相比,雙向輸入時的滯回曲線更趨飽滿。試驗同時還發(fā)現(xiàn),在地震激勵作用下,三類支座的峰值位移隨輸入加速度峰值的增加呈線性增長,這對大震下控制支座位移具有重要意義。
(四)對比分析三類支座的水平滯回曲線可看出,支座的滯回性能具有相同特征。這表明豎向剛度在一定的條件下變化對支座的水平隔震性能不會產(chǎn)生重要影響,支座的水平剛度與豎向剛度可視為非耦合。其中,剛度變化導(dǎo)致支座水平滯回曲線的部分影響,可通過試驗結(jié)果確定合理的滯回特征參數(shù)進行調(diào)整。
減隔震支座能試驗與隔震效果分析表明,此支座在水平具有良好的滯回性能,在豎向具有部分隔震功能,這與支座的設(shè)計初衷是一致的;采用支座隔震后的機庫結(jié)構(gòu)的軸力與加速度響應(yīng)均得到了有效的降低,而支座的水平位移值可控制在設(shè)計范圍內(nèi)。
減隔震支座具有良好的抗拔與轉(zhuǎn)動能力,是適用于大跨空間結(jié)構(gòu)復(fù)合隔震的一種較為理想的支座。
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