1200型大直径建筑叠层铅芯橡胶隔震支座性能研究(2008年)资源-CSDN文库

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第４０卷　第３期

２００８年６月

西安建筑科技大学学报

（自然科学版）

Ｊ畅Ｘｉ′ａｎＵｎｉｖ．ｏｆＡｒｃｈ．＆Ｔｅｃｈ．

（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）

Ｖｏｌ．４０　Ｎｏ．３

Ｊｕｎ．２００８

１２００型大直径建筑叠层

铅芯橡胶隔震支座性能研究

庄学真

１，２

，周福霖

１，２

，冯德民

３

，徐　丽

１，２

，金建敏

１，２

，沈朝勇

１，２

（１．广州大学工程抗震研究中心；２．广州大学广东省地震工程与应用技术重点实验室，广东广州５１０４０５；

３．株式会社藤田技术中心，神奈川厚木２４３-０１２５）

摘　要：对隔震建筑采用１２００型大直径叠层铅芯橡胶隔震支座进行了力学性能研究，并对其实施了系统性能

试验．研究其竖向压缩性能、水平剪切性能、阻尼比和水平极限变形性能，指出竖向压力及水平剪切变形对大

直径１２００型隔震支座的性能影响．同时使其与 Φ１１００ｍｍ、Φ１０００ｍｍ及 Φ６００ｍｍ型叠层铅芯橡胶隔震支座进

行了对比分析．研究结果表明，中国生产的大直径１２００ｍｍ型叠层铅芯橡胶隔震支座力学性能稳定可靠，可

在实际工程中推广应用，并为高层建筑结构的隔震减震控制提供设计依据．

关键词：铅芯；叠层橡胶隔震支座；性能；刚度；屈服力；阻尼

中图分类号：Ｐ３１５．９　　　　文献标识码：Ａ　　　　文章编号：１００６-７９３０（２００８）０３-０３６８-０８

．

倡

隔震技术是２０世纪６０年代发展起来，为在建筑物的基础结构和上部结构之间设置隔震层———橡

胶隔震支座、阻尼器等隔震装置，阻隔地震能量向上部结构传递使房屋倒塌的地震动作用，而建筑物及

其内部设施在地震中安然无恙

［１ -３］

，这一技术在当前地震工程领域中受到关注

［４］

．我国自１９９３年建成首

栋采用叠层橡胶支座的隔震房屋，至今有数百栋隔震建筑；国际上建成的隔震建筑有近千幢，经受了美

国加州北岭、日本阪神及台湾海峡的地震考验，其减震效果惊叹，地震反应为非隔震结构的１／８～１／１２．

因此，近年来国内外隔震建筑的高度逐年上升，据日本建筑中心统计，１９９５年前建成的隔震建筑高度在

６０ｍ以下；１９９７年建成的隔震建筑高度已达８４．９ｍ．由于高度的增加导致作用于结构单柱上的载荷显

著加大，尽管自２０００年始先后研发出直径 Φ１０００ｍｍ、Φ１１００ｍｍ的铅芯叠层橡胶隔震支座

［５ -６］

，但要求

隔震支座承受建筑物重量的能力越来越强，为此，针对１２００型铅芯隔震支座的性能展开试验研究，其承

载能力：１６９００～２２０００ｋＮ．研究依据：国际规范

［７］

及日本隔震构造协会颁布的标准（１９９６年），研究内

容：竖向性能、水平性能、阻尼特言、压缩应力相关性、水平应变相关性及水平极限变形等对隔震支座力

学性能的影响．

１　实验装置及试验体

研究中所用的实验装置为２００００ｋＮ电液伺加载系统（该系统自２００７年初升级）如图１示，其竖向

出力达２００００ｋＮ，水平向出力达２０００ｋＮ．水平剪切应变试验时，竖向可保持恒定的压力，加载速度为３

～８ｍｍ／ｓ，加载波形采用正弦波，采样频率为２Ｈｚ．

试验体为ＲＩＬΦ１２００ｍｍ型铅芯橡胶隔震支座，铅芯直径２４０ｍｍ，构造如图２所示，其详细参数见

表１．同时，表１给出直径：１２００ｍｍ、１１００ｍｍ、１０００ｍｍ及６００ｍｍ型隔震支座的主要参数，以对比其

力学性能．

倡

收稿日期：２００７-１２-２５　　修改稿日期：２００８-０４ -１８

基金项目：中日合作研究开发项目（２００６１１１５）

作者简介：庄学真（１９５９ -），女，湖北应山县人，高级实验师，主要从事结构工程隔震、减震及抗震试验研究．

　　　　　　图１　实验装置　　　　　　　　　　　图２　ＲＩＬ１２００型隔震支座结构图

　　　　　　　　Ｆｉｇ．１　Ｔｅｓｔｆａｃｉｌｉｔｙ　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｆｉｇ．２　ＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｓｉｚｅＲＩＬ１２００　　　　　

表１　隔震支座几何参数

Ｔａｂ．１　Ｄｅｔａｉｌｓｏｆａｌｌｉｓｏｌａｔｏｒｓ

Ｔｙｐｅ H ／ｍｍ

ｒ

／ｍｍ T

ｐ

／ｍｍ

d ／ｍｍ

１

２

G ／Ｎ· ｍｍ

－２

ＲＩＬ-１２００４２９２０３／２４０４２．９５．９０．３９

ＲＩＬ-１１００４２９２０３／２２０３９．３５．４０．３９

ＲＩＬ-１０００４５３２０４／２００４１．７４．９０．３９

ＲＩＬ-６００３１０１２０／１２０３７．５５．００．３９

２　试验内容

2．1　竖向纯压缩性能试验

竖向纯压缩性能试验是确定隔震支座的竖向刚度及竖向变形量，且观测隔震支座在高压缩应力状

态下的变形性能．试验中先对试验体支座进行了１５ＭＰａ（１６９６５ｋＮ）预压测试，而后分别进行了设计值

为１０ＭＰａ（１１３１０ｋＮ）、１３ＭＰａ（１４７０３ｋＮ）和１５ＭＰａ（１６９６５ｋＮ）的纯压缩性能试验，各相应压缩应力

荷载循环是在设计值的 ±３０％内进行，循环次数为４次，具体见表２．竖向荷载值由油压力传感器采集，

竖向位移通过ＣＬＰ５０型位移传感器采集，采集时间间隔０．５ｓ．

表２　纯压缩性能试验

Ｔａｂ．２　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｔｅｓｔｏｆｐｕｒｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ

Ｓｔｅｐ

ｖ

／ＭＰａ

γ／％ｃｙｃｌｅｓ f ／Ｈｚ P／ｋＮ

１０

→

１５０Ｍｏｎｏｔｏｎｏｕｓｌｏａｄｉｎｇ０．０１１６９５０

２１０ ×（１ ±３０％）０４０．０１７９１７～１４７０３

３１３ ×（１ ±３０％）０４０．０１１０２９２～１９１１３

４１５ ×（１ ±３０％）０４０．０１１１８７５～２００００

2．2　水平性能试验

水平性能试验是确定隔震支座水平等效刚度、屈服后刚度、屈服力及阻尼特性．研究中先测定试验

体支座竖向压应力为１５ＭＰａ（１６９６５ｋＮ），剪切应变为 ±１００％（ ±２０３ｍｍ）的基本性能试验；其后对试

验体进行压缩应力相关性和水平应变相关性试验；及竖向压应力为１５ＭＰａ，水平剪切应变为３５０％（－

７１０ｍｍ）的极限变形性能试验，从而确定１２００型隔震支座力学性能随竖向压缩应力和剪切变形的变化

范围，内容详见表３和表４．

表３　压力相关性

Ｔａｂ．３　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｓｔｒｅｓｓｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ（ｒｅｌｅｖａｎｃｅ）

Ｓｔｅｐ

ｖ

／ＭＰａ

γ／％ｃｙｃｌｅｓ f ／Ｈｚ P ／ｋＮ

ｆ

／ｍｍ

１７．５ ±１００４０．００８８４８２ ±２０３

２１０ ±１００４０．００８１１３１０ ±２０３

３１５ ±１００４０．００８１６９６５ ±２０３

４１７．７ ±１００４０．００８２００００ ±２０３

３７３

第３期　　　　　　庄学真等：１２００型大直径建筑叠层铅芯橡胶隔震支座性能研究

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