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适于村镇建筑体系的低成本简易隔震支座研究

钱昆  
【摘要】:地震自然灾害危害严重,它给人们特别是在乡村和城镇地区带来了巨大的经济损失和人员伤亡。大量村镇既有建筑已不能满足现有规范设计要求,尤其在地震后建筑基础与上部结构连接处易形成薄弱层,导致结构发生整体性破坏和连续性倒塌。然而防震减灾技术的兴起,能够很好的改善这种震后带来的破坏,它是在建筑基础和上部结构之间设置隔震支座,依靠支座产生的变形消耗或隔离地震能量,从而保护主体结构的安全性。然而传统隔震支座施工工艺复杂,造价成本高,不利于在村镇地区大面积推广使用,因此迫切找寻一种适合于村镇建筑的隔震支座是非常有必要的。因此本文以加筋工程板和橡胶为原材料设计了一种新型的简易隔震支座,运用试验和数值模拟的技术手段对其展开了深入分析,主要研究内容如下:(1)介绍表征超弹性橡胶材料本构关系的各种应变能函数模型,根据已知单轴拉伸和平面拉伸试验数据,对55HA和90HA的两种橡胶材料利用ABAQUS软件进行了有限元分析,拟合出橡胶的应变能函数模型。(2)增强材料选用玻纤布和钢丝网,基体材料选用环氧树脂,制作加筋工程板,对其进行单轴拉伸和三点弯曲的基本力学性能试验。通过复合材料经典层合板理论推导加筋工程板工程常数的计算公式,带入试验数据得出加筋工程板的三维工程常数。(3)利用ABAQUS有限元软件建立加筋工程板有限元分析模型,通过模拟加筋工程板的单轴拉伸和三点弯曲试验,并将分析得到的结果与试验结果作对比,验证有限元分析的有效性。(4)选取不同类型的AB胶水,采用冷粘结成型工艺将加筋工程板与橡胶错落叠合制成加筋工程板叠层橡胶隔震支座成品,系统性地对支座进行展开竖向和水平方向的基本力学性能试验研究。(5)利用ABAQUS有限元软件建立隔震支座有限元分析模型,通过模拟竖向压缩实验和水平剪切实验,将模拟得到的结果与试验作比较,分析支座基本力学性能及隔震性能。


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