钢筋沥青隔震装置的位移控制研究及工程应用

发布时间：2020-07-17 08:51

【摘要】：地震是一种极其普通和常见的自然现象,但是由于复杂的地壳构造和不可直观的震源区,其形成的原因和机制至今尚无明确答案。这就很难可靠地预测地震何时发生,以减少人员伤亡和财产损失。据统计,震后人员的伤亡、生命线工程的破坏,绝大多数是由于建筑物倒塌造成的。因此,提高建筑物结构的抗震安全性是减少震后人员伤亡和财产损失的主要对策。我国国土面积辽阔,约70%国土面积处于地震区,约50%国土面积处于7度以上高烈度区,加之我国是一个农业大国,其经济的相对落后造成了村镇地区建筑抗震措施的不足,以及抗震意识的薄弱,往往出现“小震大破坏”的现象。课题组针对隔震技术高造价和我国村镇地区经济相对落后之间的这一矛盾,提出了一种极具发展前景的基础隔震技术-钢筋沥青隔震技术。这种技术具有经济环保、安全可靠、施工简单及减震效果显著等特点,非常适合在我国相对落后的广大村镇地区推广应用。本文根据课题组基于钢筋沥青隔震层的构造和工作原理简化的计算模型,利用有关的力学原理对钢筋沥青隔震装置的极限水平位移进行理论分析,推导了钢筋沥青隔震装置在多遇、罕遇地震作用下其容许位移的计算公式;探讨了钢筋沥青隔震装置在不发生第二类失稳破坏时,对隔震竖向钢筋长径比及根数的要求,得到大量计算数据,分析数据并拟合关系曲线,得到相关关系式。通过对多种工况下的隔震层试件进行振动台试验,研究钢筋-沥青隔震装置在不同隔震竖向钢筋直径和不同加速度幅值输入时的隔震层相对位移及动力特性。结果表明:理论分析与试验结果比较吻合,验证了钢筋-沥青隔震装置在多遇、罕遇地震作用下其容许位移的计算公式和隔震竖向钢筋长径比与根数的关系式的可靠性。并有一下结论:按本文给出的公式设计钢筋沥青隔震建筑,能够保证隔震结构不发生第二类失稳破坏,并满足隔震结构变形的要求。本文还在该技术已有的研究成果的基础上,同时考虑本文所研究的成果,对钢筋沥青隔震技术的设计方法进行了归纳、梳理。总的来说,该技术设计计算主要包括四部分内容,稳定验算、强度验算、位移验算和减震系数计算。在钢筋沥青隔震结构的设计中,要综合考虑这四部分计算结果,选用最佳设计方案。为便于该技术的推广应用,本文最后对一栋六层的砌体结构建筑进行了钢筋沥青隔震设计,详细地阐述了该技术的设计过程及步骤。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU352.12
【图文】：

受力图,钢筋,受力,沥青

钢筋-沥青隔震层原理相同，且其主要构件研究对象，对其进行理论分位移限值计算隔震竖向钢筋为主要的受力力简图如图 2.1 所示。当提供承载竖向重力荷载的低上部结构水平运动加速砖墩竖向承载能力、沥青。

弯矩图,弯矩图,附加变形,附加内力

用下产生初始变形0Δ ；构件在实际轴向压力 P 作用下附加外弯矩0M 作用下产生附加变形1Δ ，这样就启动互促进过程，P 在附加变形1Δ 上继续产生新的附加变，则构件产生的总变形为：n 012Δ Δ构件的二阶变形是其初始变形和一系列附加变形级时刻，P =0，弯矩图如图 2.2 a)所示，由结构力学图EIFh1230 轴压力 P 在该变形上产生的附加内力，考虑压弯构内力的影响，对附加内力进行调整，弯矩图如图 2.2，求得构件的附加变形1 。EIPh9.6201

荷载—挠度曲线,竖向钢筋,抗震设防烈度

图2. 3 荷载—挠度曲线图2. 4 荷载—挠度曲线2.1.3 计算结果通过 2.1.2 节中的计算理论分析，取不同的抗震设防烈度、隔震竖向钢筋强度等级及其长径比（h/d）进行计算。本文以 6、7、8、9 度抗震设防烈度，采用HRB335、HRB400、HRB500 级钢筋为例，计算隔震竖向钢筋长径比取不同值时的情况。计算结果列于表 2.1-表 2.36，其中，表中 ηs为二阶效应影响系数。1. 隔震竖向钢筋强度等级为 HRB335（1）抗震设防烈度为 6 度表2. 1 钢筋长度为200mm、250mm的隔震层计算h mm 200 250d mm 6 8 10 12 14 6 8 10 12 14h/d — 33.3 25 20 16.7 14.3 41.7 31.3 25 20.8 17.9h2/d mm 66667 5000 4000 3333 2857 10417 7813 6250 5208 4464P N 1880 4493 8224 13371 20048 1309 3702 7021 11514 17398

【参考文献】