螺栓对板式橡胶支座抗震性能影响分析

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1、万方数据第23卷第1期2011年3月甘肃科学学报JournaIofGansuSciencesV01．23NO．IMat-．20ll螺栓对板式橡胶支座抗震性能影响分析王秀丽，李志利(兰州理工大学土木工程学院，甘肃兰州730050)摘要：实际工程中，由于没有通用软件可以应用、设计人员对带螺裣板式橡胶支座的抗震性能认识不一致，因而使支座设计成为整个结构设计的薄弱环节．通过采用ANSYS大型通用有限元分析软件，详细分析了螺栓对实际工程常采用的板式橡胶支座抗震性能的影响．结果表明：螺栓可有效提高板式橡胶支座的水平刚度，改善其滞回性能．关键词：板式橡胶支座；螺栓；抗震性能

2、；滞回曲线；骨架曲线中图分类号：TU352．1+1文献标志码：A文章编号：1004—0366(2011)01-0087-04TheEffectofBoltsontheAseismaticPerformanceofLaminatedRubberBearingsWANGXiu-Ii．LIZhi-Ii(CollegeofCivilEngineering。LanzhouUniversityofScienceandTechnology·Lanzhou730050·China)Abstract：Inactualprojects，sincethereisnouniversa

3、lsoftwaretObeappliedandthelevelsofdesigners’aredif-ferent．SOtheaseismaticperformanceoflaminatedrubberbearingswithboltshasnotbeenaffirmed．Therebythedesignofbearingsbecomestheweakestlinkofthestructuraldesign．BymeansofANSYSlarge-scalegeneral—pur—posesoftwareoffiniteelementanalysis(FEA)

4、，theeffectoftheboItsontheaseismaticperformanceoflmlaimtedrubberbearingshasbeenanalyzedindetail．Theresultshowsthattheboltsmayeffectivelyimprovethehorizontalstiffnessandhystereticperformanceoflaminatedrubbetbeatings．Keywords：laminatedrubberbearings；bolts；aseismaticperformance；hysteret

5、iccurve；skeletoncurve．大跨空间网壳结构在国内外的应用越来越广泛．网壳结构是我国应用最早也是最为广泛的空间结构形式之一．网壳结构的跨度越来越大，随着跨度的加大引起屋盖自质量的增加，在曲面网壳结构设计中遇到的最大问题是大跨空间网壳结构具有很大的水平推力，下部结构往往难以承受．而且我国大部分地区处于地震区，需要考虑到地震的影响，为此“如何减小大跨空间网壳结构的地震反应”问题显得尤为突出．近年来，随着高层建筑结构减震控制技术研究的深入，人们已经将这门技术应用到大跨空间网壳结构上，通常采用板式橡胶支座来解决以上问题．但是由于现在支座的设计没有软件可

6、用，工程设计人员对其认识不一致．对支座设计的理解千差万别，有的甚至是错误的，使支座设计成为整个结构设计的薄弱环节，尤其是对带有螺栓的板式橡胶支座的抗震性能认识还不清楚n{]．因此我们在板式橡胶支座的基础上，加入C级普通螺栓，以考虑其对实际工程常采用的板式橡胶支座水平刚度的有利影响，主要分析了螺栓个数对板式橡胶支座抗震性能的影响．1板式橡胶支座有限元模型1．1橡胶垫板的平面尺寸及构造参数的确定我们就实际工程中常用的板式橡胶支座的构造及规格(见表1)．依据文献1-43建立如下几种模型，螺栓布置见图1．收搠日期，20lo—03．08基金项目。国家FI然科学基金(50

7、678078)l甘肃省建设厅科技攻关项目(JK2008一01)万方数据88甘肃科学学报2011年第1期注t橡胶垫共10层，上下2层橡胶的厚度为中同各层厚度的一半．(a)41嘲I栓Co)61咽凇(c)81螺拴图1板式橡肢支座的有限元模型1．2板式橡胶支座有限元模型的建立建立模型时钢板采用SOLID45单元，弹性模量E为2．06×105MPa，泊松比为0．3，屈服应力为235MPa．橡胶采用SOLIDl85超弹性单元，通过Mooney-Rivlin常数定义材料的应变能密度，依据文献Is]取常数cl。=2．0601xlo-1MPa，col一1．8577×10一MPa

8、，cll一1．0092×10～MPa，