為研究地震作用下板式橡膠支座的剪切變形及摩擦滑移特性,對(duì)7組無(wú)頂?shù)卒摪宓陌迨较鹉z支座進(jìn)行了水平循環(huán)加載試驗(yàn),考慮了不同豎向壓應(yīng)力、加載速度及橡膠材料等因素的影響,分析了不同加載階段的板式橡膠支座變形及受力狀態(tài),并討論了不同影響因素下水平等效剛度、能量耗散等抗震性能參數(shù)變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:循環(huán)荷載作用下的板式橡膠支座工作狀態(tài)可分為4個(gè)階段,不同階段下支座水平力及剛度的變化明顯,第Ⅲ階段中支座接觸面處會(huì)因顯著滑移而發(fā)生嚴(yán)重磨損,導(dǎo)致水平承載力及剛度發(fā)生下降,水平力下降可達(dá)30%,建議在橋梁抗震性能分析及評(píng)價(jià)時(shí)考慮支座翹曲及摩擦磨損導(dǎo)致的力學(xué)性能的下降;不同影響因素下,支座滑移后的力學(xué)性能會(huì)發(fā)生不同程度的變化,但其力-位移關(guān)系最終逐漸穩(wěn)定,并表現(xiàn)出穩(wěn)定的滯回特性,可將板式橡膠支座作為"保險(xiǎn)絲式單元"設(shè)計(jì)。 

【文章來(lái)源】：振動(dòng)與沖擊. 2020年19期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

試驗(yàn)儀器

試驗(yàn)在衡水中鐵建工程橡膠有限責(zé)任公司的30 000 kN七通道協(xié)調(diào)加載試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,試驗(yàn)儀器如圖2,試件安放在兩鋼板間。試件與上、下鋼板間不采取任何錨固措施,其加載位移包括支座剪切變形和滑動(dòng)位移兩部分。試驗(yàn)過(guò)程中,首先由豎向作動(dòng)器施加穩(wěn)定的豎向壓應(yīng)力,并保持不變,然后在水平向施加循環(huán)的水平位移,以等效剪切應(yīng)變(ESS)表示,為加載位移與支座橡膠層總厚度的比值,并確定400%ESS對(duì)應(yīng)的位移值作為加載極限位移。加載過(guò)程按ESS分別為25%(4)→50%(4)→75%(4)→100%(4)→150%(4)→200%(4)→250%(8)→300%(8)→350%(8)→400%(8)依次進(jìn)行,其中括號(hào)內(nèi)數(shù)值表示每級(jí)荷載循環(huán)次數(shù),250%ESS前每級(jí)荷載循環(huán)4次,而250%ESS后每級(jí)荷載循環(huán)8次,以觀察大剪切變形多次循環(huán)作用下支座摩擦滑移特性。每一工況完成后,立即采用工具刀將支撐鋼板表面橡膠碎屑去除,并擦洗干凈,待支承面冷卻后方可進(jìn)行下一組試驗(yàn),以保證支承面摩擦條件一致。圖2 試驗(yàn)儀器

綜上所述,在豎向壓應(yīng)力、加載速度及橡膠材料因素影響下,各支座試件在超過(guò)75%ESS時(shí)出現(xiàn)明顯翹曲,支座水平剛度下降。在100%～150% ESS間,支座發(fā)生初始滑動(dòng),水平承載力達(dá)到最大。在150%～250%ESS階段,支座發(fā)生顯著滑移,水平力及水平剛度顯著下降,而且由骨架曲線可看出,板式橡膠支座的摩擦滑移是一個(gè)逐漸損傷的過(guò)程,水平力變化不同于兩個(gè)剛性物體間由靜摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)摩擦力的突然下降,這是由于支座橡膠材料與鋼板/混凝土支承面間的摩擦滑移,存在一種黏結(jié)力[16]。在ESS達(dá)到250%ESS時(shí),水平力下降值最大達(dá)30%。而在ESS達(dá)到250%后,其滑移量已經(jīng)很大,支座磨損嚴(yán)重,水平力已基本穩(wěn)定。整個(gè)加載過(guò)程中支座工作狀態(tài)如表2。表2 板式橡膠支座工作狀態(tài)描述Tab.2 Stages description of laminated elastomeric bearings 階段 狀態(tài)描述 剪切變形狀態(tài) Ⅰ 支座僅發(fā)生橡膠層彈性剪切變形,支座承載力不受影響。 γ<75% Ⅱ 支座頂?shù)酌姘l(fā)生翹曲或輕微滑移,剛度發(fā)生下降,水平力無(wú)下降。 75%≤γ<150% Ⅲ 支座發(fā)生顯著滑移,支座頂?shù)捉佑|面發(fā)生磨損,摩擦面處出現(xiàn)大量碎屑,水平力及剛度明顯下降。 150%≤γ<250% Ⅳ 支座滑動(dòng)距離較大,支座磨損嚴(yán)重,但水平力-位移關(guān)系穩(wěn)定,下降幅值較小。若位移過(guò)大,會(huì)發(fā)生脫落等現(xiàn)象。 γ≥250%

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]考慮摩擦滑移的板式橡膠支座連續(xù)梁橋地震反應(yīng)分析[J]. 李沖,王克海,惠迎新,吳剛.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2016(03)
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[3]板式橡膠支座摩擦滑移抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 李沖,王克海,李悅,李茜.  東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(01)
[4]中小跨徑公路橋梁抗震設(shè)計(jì)理念[J]. 王克海,韋韓,李茜,李悅.  土木工程學(xué)報(bào). 2012(09)



本文編號(hào)：2925927