【摘要】：在進行疊層橡膠支座受力性能分析及設(shè)計時,通常假定疊層橡膠支座處于軸壓的理想狀態(tài)。然而在實際工程中,由于上部構(gòu)件形心與疊層橡膠支座形心之間的偏移,使得疊層橡膠支座處于偏心受壓狀態(tài)(如角柱下方、電梯井剪力墻下方的疊層橡膠支座);對于上部為非規(guī)整(L型、C型)的隔震結(jié)構(gòu),由于其質(zhì)量中心與剛度中心的不重合,在水平單向地震作用時,疊層橡膠支座往往出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)響應(yīng)�，F(xiàn)有疊層橡膠支座力學(xué)模型無法模擬豎向偏壓、扭矩等荷載工況下的力學(xué)行為�；诖吮疚臄M提出豎向偏壓、扭矩荷載作用下疊層橡膠支座力學(xué)性能評估的理論模型,揭示豎向力偏心距、扭矩等因素對疊層橡膠支座力學(xué)性能的影響規(guī)律。首先,本文在Koh-Kelly模型和Iizuka模型框架內(nèi)引入豎向力偏心距,建立豎向偏心壓力下隔震支座力學(xué)性能機理模型。對比分析疊層橡膠支座在豎向軸壓及豎向偏心壓力作用下力學(xué)性能的變化規(guī)律。其次,構(gòu)建扭矩荷載作用下疊層橡膠支座力學(xué)模型。分析扭矩作用下疊層橡膠支座力學(xué)性能的變化情況,并通過與試驗數(shù)據(jù)對比驗證該理論模型的有效性。通過以上理論模型的建立和分析得到以下結(jié)論:(1)豎向偏心壓力作用下支座豎向屈曲荷載和極限水平屈曲位移在偏心一側(cè)隨著偏心距的增大而不斷降低。(2)豎向偏心壓力作用下,疊層橡膠支座豎向位移、轉(zhuǎn)動角等各項力學(xué)特性在偏心一側(cè)隨著偏心距的增大而不斷降低。(3)疊層橡膠支座發(fā)生扭轉(zhuǎn)時,疊層橡膠支座的極限承載能力隨著扭矩的增大會不斷降低。
【圖文】：

圖 1-4 橡膠支座等效 Haringx 模型模型的基本單元是一層橡膠加相鄰的一層鋼板，接受平移 v(x)和轉(zhuǎn)角 φ(x)來描述，剪切平面上內(nèi)力為剪力 V(x)、變形本構(gòu)方程為：( x)M EIx （x)= ( )( ) [ ( )]v xV x GA xx 為有效彎曲剛度，剪切模量和總剪切面積。當轉(zhuǎn)角 φ(x 可得到如圖 1-4 右側(cè)所示變形狀態(tài)下的彎矩和剪切方程：1 1 1( )[ ( ) ] 0xEI P v x v M V xx 1( )[ ( )] ( ) 0v xGA x P x Vx 為豎向力，支座底部的水平力和彎矩，v為底部水平位

個可以直接確定單元壓應(yīng)力的附加自由度，節(jié)點位移只用來計算偏（剪應(yīng)力。橡膠是一種典型的不可壓縮性材料，其體積在荷載作用下不改變用常規(guī)單元來模擬不可壓縮材料的響應(yīng)，采用六面體雜交單元（C3D8H膠支座中的橡膠材料[47]。影響有限元計算精度和時間的因素除了單元格的劃分。在進行網(wǎng)格劃分時要盡量做到網(wǎng)格粗細合適、形狀規(guī)整，變要網(wǎng)格相對細劃，對于環(huán)形支座采用 HyperMesh 進行扇形劃分[49]，將導(dǎo)入 ABAQUS 中，最終建成如圖 2-3 所示的疊層橡膠支座模型。采用本文建立的考慮豎向偏心壓力作用下疊層橡膠支座力學(xué)理論hez 等人論文中的支座在豎向軸心壓力作用下進行分析得到豎向屈曲荷平極限位移（ucr）之間的關(guān)系，加載方式同 Sanchez 文中的方法 2 相同力法（ConstantForceMethod）簡稱為 CFM[50]，理論模型結(jié)果和 Sanch圖 2-3 支座 1 有限元模型：(a)正視圖；（b）對角視圖(a) (b)
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU352.12

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本文編號：2614540