高性能低造价隔震支座力学性能简化计算方法-工程科学与技术.PDF

第 50 卷 第 3 期 工 程 科 学 与 技 术 Vol. 50 No. 3 2018 年 5 月 ADVANCED ENGINEERING SCIENCES May 2018 •研究论文• DOI: 10.15961/j.jsuese.201800304 高性能低造价隔震支座力学性能简化计算方法 1,2 2,3 * 1,2 1,2,3 谭　平 ，刘　晗 ，张亚飞 ，周福霖 (1.广州大学 工程抗震研究中心，广东 广州 510405 ；2.广东省地震工程与应用技术重点实验室，广东 广州 510405 ； 3.武汉大学 土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072) 摘　要:提出一种适用于经济欠发达地区的高性能低造价隔震支座，该支座采用工程塑料板代替传统橡胶隔震支 座中的钢板制成，传统隔震支座的理论公式不再适用，必须通过柔性加劲层隔震支座理论求解，其解析表达式运 算复杂，不便于工程应用。作者提出一种简化计算方法用于计算该型隔震支座在压缩和纯弯曲状态下的强度、刚 度与应力值。引入加权残值法，求解基于柔性加劲层隔震支座理论的橡胶层应力的平衡方程。根据精度要求，通 过试算选取合适的试函数，求解高性能低造价隔震支座在压缩和纯弯曲状态下橡胶层应力的简化解，进一步推 导出隔震支座的应力分布、压缩刚度、弯曲刚度以及极限压缩应力的简化公式。引入隔震支座特征参数，通过参 数分析发现简化公式的误差随着隔震支座长宽比和特征参数的增加而增加，进而给出简化公式的适用范围。最 后选取不同长宽比和特征参数的四组典型的高性能低造价隔震支座试件进行系统的力学性能试验。结果表明对 于常用的方形和条形隔震支座，简化公式求解竖向刚度的误差总体上与解析公式相近，验证了简化公式的准确 性与简化计算方法的合理性。该方法可推广至采用任意几何形状和其他加劲材料的隔震支座力学性能的简化计 算，有利于高性能低造价隔震技术在经济欠发达地区的推广应用。 关键词:隔震；隔震支座；力学性能；简化计算；加权残值法 中图分类号:TU318　　　　　文献标志码:A　　　　　文章编号:2096-3246（2018 ）03-0134-08 A Simplified Method for Computing Mechanical Properties of High-performance Low-cost Seismic Isolators TAN Ping1,2，LIU Han2,3 * ，ZHANG Yafei1,2，ZHOU Fulin1,2,3 (1.Earthquake Eng. Research Test Center, Guangzhou Univ., Guangzhou 510405, China; 2.Key Lab. of Earthquake Eng. and Applied Technique of Guang- dong Province, Guangzhou 510405, China; 3.School of Civil Eng., Wuhan Univ., Wuhan 430072, China) Abstract: An innovative high-performance low-cost isolat