亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        隔震支座抗拉性能預(yù)測(cè)及構(gòu)造優(yōu)化的研究

        2021-11-19 08:16:02劉恩雄潘文王星然
        工業(yè)安全與環(huán)保 2021年11期
        關(guān)鍵詞:抗拉隔震屈服

        劉恩雄 潘文 王星然

        (1.昆明理工大學(xué)建筑工程學(xué)院 昆明 650500; 2.昆明理工大學(xué)工程抗震研究所 昆明 650500)

        0 引言

        隔震支座有限的抗拉性能嚴(yán)重制約了隔震技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用與發(fā)展。隔震支座的拉伸破壞一般由橡膠引起,橡膠的化學(xué)組成和物理狀態(tài)是橡膠破壞最大的影響因素[1],前者主要包括橡膠添加劑的成分,后者主要與外界溫度等環(huán)境因素、橡膠吸收的能量與橡膠散射的能量有關(guān)。針對(duì)隔震支座在實(shí)際工程中存在支座受拉性能不足的問題,學(xué)者們?cè)诟粽鸾Y(jié)構(gòu)的高寬比限值、設(shè)置抗拉裝置并通過模型試驗(yàn)和振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)證明可行性、隔震層支座的布置等方面進(jìn)行大量研究,而對(duì)能反映隔震支座受拉性能的預(yù)測(cè)方法和提高隔震支座受拉性能的構(gòu)造優(yōu)化設(shè)計(jì)方案研究較少。

        王星然等[2]通過小試件試驗(yàn)以彈塑性力學(xué)與數(shù)學(xué)擬合分析來提出能反映試件與隔震支座受拉性能的預(yù)測(cè)方法,但是這種預(yù)測(cè)方法是基于小試樣的受力分析提出的,而小試樣中橡膠的應(yīng)力狀態(tài)只是與隔震支座相似,并不相同,為此本文對(duì)此種方法進(jìn)行修正,通過有限元模擬以及數(shù)學(xué)擬合修正改進(jìn)這種預(yù)測(cè)方法,基于前期的預(yù)測(cè)方法設(shè)計(jì)一個(gè)4因素3水平正交試驗(yàn),預(yù)測(cè)出了不同構(gòu)造的隔震支座的抗拉性能。

        1 改進(jìn)隔震支座抗拉性能預(yù)測(cè)方法

        本文基于團(tuán)隊(duì)課題的試驗(yàn)數(shù)據(jù),改進(jìn)了文獻(xiàn)[2]中提出的對(duì)隔震支座抗拉性能的預(yù)測(cè)方法,對(duì)試驗(yàn)部分不再進(jìn)行贅述。

        1.1 隔震支座參數(shù)

        進(jìn)行試驗(yàn)的隔震支座的具體參數(shù)如表1(表中A1、A2為支座編號(hào),B1—B6代表不同橡膠材料種類)。

        表1 隔震支座參數(shù)

        1.2 隔震支座拉伸性能試驗(yàn)

        隔震支座、儀器、試驗(yàn)過程小試樣尺寸等按照標(biāo)準(zhǔn)《橡膠支座第1部分:隔震橡膠支座試驗(yàn)方法》(GB/T 20688.1—2007)[3]設(shè)定,并且本文補(bǔ)充了橡膠試片的極限拉伸試驗(yàn),試驗(yàn)過程及試樣參照上述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

        1.3 有限元分析

        隔震支座與試樣的幾何參數(shù)按理論值進(jìn)行建模。本次模擬采用雜交單元C3D10H模擬橡膠層,橡膠的本構(gòu)關(guān)系按照啞鈴型試片的單軸拉伸實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,將試樣數(shù)據(jù)輸入軟件后,由軟件進(jìn)行擬合。模擬模型采用Ogden模型進(jìn)行分析,忽略溫度對(duì)隔震支座抗拉性能的影響,以10-B5號(hào)為例,參數(shù)擬合計(jì)算結(jié)果如下:

        μ1=76 928.661 9,α1=3.160 405 96;

        μ2=-11 865.299 2,α2=3.687 182 11;

        μ3=1 403 268.44,α3=-2.466 076 43。

        通過有限元分析可得出隔震支座和試樣的最大Mises應(yīng)力均出現(xiàn)在橡膠層最外側(cè)。

        1.4 反映隔震支座抗拉性能改進(jìn)的計(jì)算方法

        本文參考文獻(xiàn)[2]的思路,通過畸變能條件判斷隔震支座屈服條件。采用理想彈塑性線性強(qiáng)化模型(圖1)近似代替支座拉伸變形過程,假設(shè)在彈性拉伸階段,支座橡膠層的最大Mises應(yīng)力隨拉力的增加而線性增加,當(dāng)隔震支座發(fā)生屈服時(shí),隔震支座橡膠層的最大Mises應(yīng)力相同,即:

        KMSσS=KMBσB

        (1)

        式中,KMS為試樣在1 MPa的拉應(yīng)力作用下試樣橡膠對(duì)應(yīng)的最大Mises應(yīng)力;KMB為支座在1 MPa的拉應(yīng)力作用下支座橡膠層對(duì)應(yīng)的最大Mises應(yīng)力;σS為試樣拉伸時(shí)的平均屈服拉應(yīng)力實(shí)測(cè)值;σB為隔震支座拉伸時(shí)的平均屈服拉應(yīng)力預(yù)測(cè)值。

        圖1 隔震支座拉伸狀態(tài)下理想彈塑性線性強(qiáng)化模型示意

        按上述方法,隔震支座的預(yù)測(cè)結(jié)果見表2。從表2可看出B類橡膠制成的隔震支座預(yù)測(cè)值較實(shí)測(cè)值的誤差均在10%內(nèi),因此在一定程度上以畸變能條件判斷隔震支座屈服條件是可行的。但對(duì)于A類橡膠制成的隔震支座,誤差最大可達(dá)17.5%。

        表2 隔震支座的預(yù)測(cè)結(jié)果

        為使預(yù)測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確,對(duì)支座橡膠屈服所需的畸變能進(jìn)行修正。根據(jù)橡膠單向拉伸的極限拉應(yīng)力對(duì)隔震支座預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正,修改公式如下:

        σMB=KMσB

        (2)

        式中,σMB為修正后的隔震支座平均屈服拉應(yīng)力預(yù)測(cè)值;KM為修正系數(shù)。

        修正系數(shù)通過橡膠單向拉伸對(duì)應(yīng)的平均極限拉應(yīng)力σc和支座屈服拉應(yīng)力實(shí)測(cè)值與支座未修正的支座平均拉應(yīng)力預(yù)測(cè)值的比值進(jìn)行線性回歸確定,修正系數(shù)為

        KM=0.011 5σc+0.855 3

        (3)

        修正后的隔震支座的預(yù)測(cè)結(jié)果見表3。

        表3 修正后的隔震支座的預(yù)測(cè)結(jié)果

        2 提高隔震支座抗拉性能的優(yōu)化方案

        2.1 隔震支座的性能影響因素

        隔震支座的力學(xué)性能一般通過支座本身的幾何參數(shù)進(jìn)行控制,即第一和第二形狀系數(shù)。第一形狀系數(shù)越大,意味著支座單層橡膠越薄,支座對(duì)橡膠的約束作用也就越大,支座的豎向剛度與承載能力也越高。第二形狀系數(shù)主要影響隔震支座的壓屈荷載與水平剛度。

        當(dāng)隔震支座的拉應(yīng)力接近極限拉應(yīng)力時(shí),隔震支座內(nèi)部鋼板會(huì)發(fā)生翹曲,不滿足鋼板剛性假設(shè),為了避免支座內(nèi)部鋼板過早翹曲,需要控制鋼板厚度,為此引入?yún)?shù)S3,定義如下:

        (4)

        式中,tR為隔震支座單層橡膠厚度;tS為隔震支座單層鋼板厚度。

        橡膠的應(yīng)力分布參照文獻(xiàn)[3-4]研究理論可得橡膠的應(yīng)力分布表達(dá)如下:

        (5)

        式中,σC為橡膠所受的平均拉應(yīng)力;R0為橡膠片半徑;r為離中心距離。

        當(dāng)中心孔直徑遠(yuǎn)小于外徑時(shí),橡膠的應(yīng)力分布可近似按照式(5)求得,當(dāng)中心孔存在邊界條件時(shí)應(yīng)力分布參照文獻(xiàn)[4],即:

        (6)

        (7)

        (8)

        由上述公式可以看出,橡膠的應(yīng)力狀態(tài)與參數(shù)S3有關(guān)。

        2.2 正交試驗(yàn)

        以隔震支座屈服拉應(yīng)力預(yù)測(cè)值為指標(biāo),以第一形狀系數(shù)S1、第二形狀系數(shù)S2、參數(shù)S3和支座內(nèi)外徑比值為影響因素設(shè)計(jì)試驗(yàn),得出在滿足隔震支座水平性能要求的前提下,隔震支座的抗拉性能較好的構(gòu)造設(shè)計(jì)方案。設(shè)4個(gè)影響因素之間不存在相互作用,各因素的取值范圍參考規(guī)范要求與實(shí)際隔震支座。根據(jù)表3中的結(jié)果,以6-B2類橡膠進(jìn)行模擬。正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)如表4所示。因隔震支座的橡膠層數(shù)須為整數(shù),第9次試驗(yàn)的計(jì)算結(jié)果通過線性內(nèi)插法確定。

        表4 正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)

        2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果

        正交試驗(yàn)分析結(jié)果如表5所示。

        續(xù)表5

        從極差分析結(jié)果上看,參數(shù)S3對(duì)隔震支座抗拉性能影響最大,第二形狀系數(shù)對(duì)支座拉伸性能的影響其次,而第一形狀系數(shù)和內(nèi)外徑比值對(duì)支座抗拉性能的影響可以忽略。故改變支座構(gòu)造來提高支座抗拉性能而不影響支座水平性能的方法是可行的。

        從圖2中的4個(gè)影響參數(shù)與支座屈服拉應(yīng)力預(yù)測(cè)值關(guān)系上看,隔震支座的第二形狀系數(shù)越大,參數(shù)S3越小,支座橡膠層的屈服拉應(yīng)力預(yù)測(cè)值就越大,支座的抗拉性能越好。參數(shù)S3對(duì)支座抗拉性能的影響與公式(6)、公式(7)結(jié)論類似,說明減小單層橡膠層厚度和增加橡膠層總厚度這2種方式能夠提高隔震支座的抗拉性能,但減小單層橡膠層厚度的做法對(duì)支座抗拉性能提高幅度有限,且在橡膠總厚度不變的前提下鋼板會(huì)隨著單層橡膠厚度減小而增加。支座高度增加也會(huì)導(dǎo)致隔震層普通隔震支座高度與抗拉隔震支座高度相差較大。增大橡膠總高度需要滿足規(guī)范對(duì)支座高寬比限值要求,設(shè)計(jì)中為使隔震支座水平剛度盡量小,第二形狀系數(shù)就需要足夠小,故很難通過減小隔震支座橡膠總高度的方法提高支座抗拉性能,該方案的合理性有待試驗(yàn)補(bǔ)充論證。

        圖2 4參數(shù)與支座屈服拉應(yīng)力預(yù)測(cè)值關(guān)系

        3 結(jié)論

        (1)修正后的計(jì)算方法能較好反映2種橡膠制成的隔震支座的拉伸性能,預(yù)測(cè)值能圍繞隔震支座實(shí)測(cè)值上下波動(dòng)。

        (2)從正交試驗(yàn)可得出:第一形狀系數(shù)、支座外、內(nèi)徑比值對(duì)隔震支座的抗拉性能的影響可忽略不計(jì),第二形狀系數(shù)對(duì)支座抗拉性能的影響較小,單層橡膠厚度和單層鋼板厚度的比值呈正相關(guān)性,故可通過減小單層橡膠層的厚度來提高隔震支座的抗拉性能。

        猜你喜歡
        抗拉隔震屈服
        重組竹抗拉力學(xué)性能分析
        建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的隔震減震措施淺析
        改性聚酯纖維耐堿性能(抗拉強(qiáng)力保持率)測(cè)量不確定度評(píng)定
        牙被拔光也不屈服的史良大律師秘書
        紅巖春秋(2022年1期)2022-04-12 00:37:34
        市政橋梁工程中的隔震設(shè)計(jì)分析
        LRB-DSB三維隔震系統(tǒng)的隔震效果分析
        The Classic Lines of A Love so Beautiful
        勇敢
        抗拉柔性鉸鏈的理論建模及有限元分析
        關(guān)于公共建筑防震減災(zāi)新技術(shù)應(yīng)用的研究
        科技視界(2016年8期)2016-04-05 09:25:52
        一区二区视频在线国产| 国产成人精品亚洲午夜| 久久无码高潮喷水| 伊人久久中文大香线蕉综合| 麻豆av一区二区天堂| 97青草超碰久久国内精品91| 国产二区交换配乱婬| 国产成人精品电影在线观看| 狠狠躁天天躁无码中文字幕图| 免費一级欧美精品| 日韩有码在线一区二区三区合集| 国产人成视频在线视频| 亚洲第一无码xxxxxx| 国产成人精品电影在线观看18 | 国产成人福利av一区二区三区| 中文字幕日韩精品人妻久久久| 极品少妇xxxx精品少妇偷拍| 久久精品欧美日韩精品| 精品人妻无码视频中文字幕一区二区三区| 亚洲国产精品中文字幕日韩| 精品中文字幕日本久久久| 国产精品国产av一区二区三区| 国产白袜脚足j棉袜在线观看| 久久精品国波多野结衣| 亚洲一区二区三区久久久| av网站国产主播在线| 久久久无码精品亚洲日韩蜜臀浪潮| 无码人妻黑人中文字幕| 综合网五月| 亚洲av偷拍一区二区三区| 久久精品国产亚洲av蜜点| 精品欧洲av无码一区二区14| 久久99国产乱子伦精品免费| 亚洲成av人片在线天堂无| 日本少妇熟女一区二区| 亚洲成av人综合在线观看| 妓院一钑片免看黄大片| 国产欧美日韩在线观看一区二区三区| 国产内射视频在线观看| 亚洲av高清一区二区在线观看| 国产亚洲一本大道中文在线|