隔震建、构筑物限位防护装置试验与理论分析

摘要

隔震技术是目前在减控震技术中最为成熟的，从实际强震观察和试验研究来看，效果也是十分明显的。不论是建筑，还是桥梁或渡槽采用隔震手段，共同的特点是在强震过程中以隔震装置（支座）集中产生大变形来换取结构产生较小的变形，甚至仍保持其在弹性性态内，从而避免强震的破坏确保结构物的安全。隔震结构设计中，必须为隔震装置产生大变形（水平位移）留有足够的空间，但同时当遇到极端强震时，为防止隔震装置变形（水平位移）过大而导致滚翻失稳等现象的发生，必须对其限位。如采用刚性限位装置，强震中上部结构与其发生碰撞，会增加结构地震响应，引起被保护对象的内力明显增加而导致破坏。限位技术是各类建、构筑物减、隔震设计中不可回避的关键技术之一，同时也是减、隔震研究中的薄弱环节。 本文针对国内外限位防护装置的研究设计方面的不足，实际工程的不够重视，提出了一种新型的橡胶隔震限位防护装置。通过试验和理论分析得出一些有益的结论：(1)本文隔震限位防护装置的选材和体型设计是合理可行的。(2)对所设计装置 本研究得到陕西省自然科学研究基金的资助（项目编号：2002E2-32） 在侧向约束与侧向不约束两种条件下进行试验研究，结果表明：前者比后者能够承受更大的外在荷载，限位防护效果更好更合理。(3)运用程序ANSYS有限元分析中，对隔震橡胶防护装置侧向约束时荷载作用下的性能进行了分析，考虑了材料非线性、几何非线性和接触非线性，从理论计算角度进一步了解了其在荷载作用下的变形全过程。结果表明：有限元分析与所进行的试验结果符合良好。