矩形四氟板式橡膠支座的特性和節(jié)點

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矩形四氟板式橡膠支座的低溫特性
根據架橋地點的氣候條件，矩形四氟板式橡膠支座具有在一40℃低溫時不脆化的特性，且耐久性要好。為掌握矩形四氟板式橡膠支座低溫狀態(tài)下的性能，對矩形四氟板式橡膠支座在常溫至-40℃狀態(tài)下的壓力與剪力變化情況進行了試驗研究。
試驗中使用的矩形四氟板式橡膠支座為:天然橡膠1種，氯丁橡膠2種。
網殼結構是曲面型的網格結構，兼有桿系結構和薄殼結構的固有特性，受力合理，跨越能力大、剛度好、材料省、桿件單一、制作安裝方便，由于建筑功能要求的不斷提高，許多公共建筑在屋頂設大空間，采用大跨度鋼結構屋蓋形式.但是跨度的加大引起屋蓋自重的增加，在結構設計中遇到的大問題就是大跨度曲面結構具有很大的水平推力，下部結構往往難以承受.通過調整矩形四氟板式橡膠支座的水平位移，從而減少水平推力，因此工程中就需要尋找合理的支座形式.目前初步設計采用矩形四氟板式橡膠支座節(jié)點，這種節(jié)點適用于大、中跨度網架，構造簡單、安裝方便、節(jié)省鋼材、造價較低，使用較廣泛.構造是在矩形四氟板式橡膠支座底板與支承面之間設置一塊橡膠墊板，橡膠墊板由多層橡膠板與薄鋼板粘合、壓制而成.由于這樣的構造，使得矩形四氟板式橡膠支座的豎向承載力很大，而水平向有較大的變形，因此利用矩形四氟板式橡膠支座這些特點以及文獻中提到的橡膠的材料特性，將具有良好力學性能的橡膠支座應用于大跨空間網殼結構中.采用ANSYS軟件分析了矩形四氟板式橡膠支座模型，模擬不同的水平推力作用下，得到了矩形四氟板式橡膠支座水平剛度和豎向剛度的變化.通過以上的分析得到:


矩形四氟板式橡膠支座的特性和節(jié)點
(1) X向的大位移隨著水平推力的增加呈近似一階線形變化;Y向由于不承受水平力的作用，其變形主要是橫向變形的影響，數值很小，可以不考慮其影響;而豎向大位移隨水平推力的增加，呈拋物線形增加.
(2)當水平推力在30 t并且在允許范圍增加時，上部結構的水平推力變化對支座的水平剛度影響并不大.矩形四氟板式橡膠支座的豎向剛度隨著水平推力的增加，呈線性減小.
目前初步設計采用矩形四氟板式橡膠支座節(jié)點，這種節(jié)點適用于大、中跨度網架。構造是在支座底板與支承面之間設置一塊橡膠墊板，橡膠墊板由多層橡膠板與薄鋼板粘合、壓制而成。由于這樣的構造，使得矩形四氟板式橡膠支座的豎向承載力很大，而在水平向有較大的變形，因此利用橡膠支座這些特點，可以將上部結構的水平推力傳遞給下部結構。橡膠墊板具有良好彈性，也可產生較大剪切變形，因而既可適用支座節(jié)點的轉動要求又可在外界水平力作用下產生一定變位。隨著矩形四氟板式橡膠支座不斷的研究與應用，將其應用于網架、網殼等網格結構，從結構抗震的角度來研究、設計矩形四氟板式橡膠支座，并考慮橡膠支座抗震性能的結構分析方法，從而設計空間網格結構，將勢在必行。這種節(jié)點具有構造簡單、安裝方便、節(jié)省鋼材、造價較低等優(yōu)點，目前使用較廣泛，因此對矩形四氟板式橡膠支座的研究工作是一個比較熱門的課題，研究該問題具有重要的實際意義。


矩形四氟板式橡膠支座的特性和節(jié)點
矩形四氟板式橡膠支座因其構造簡單、加工制造容易、用鋼量少、成本低廉、安裝方便等優(yōu)點，被廣泛應用于中小跨徑的橋梁中.國內外學者對板式橡膠支座進行了許多試驗研究.Najm等川對支座進行了純壓、壓一扭和壓一剪3種受力狀態(tài)下的試驗研究，試驗結果與AASHTO LRFD規(guī)定的應力應變曲線吻合較好.Konstantinidis等[z}對雙面均不固定的方形板式橡膠支座進行水平性能試驗研究，結果表明矩形四氟板式橡膠支座的極限剪應變?yōu)?50%-225 %，當超過支座的剪切變形能力后支座將發(fā)生滑動;軸壓為298和1783 kN時摩擦系數分別為0. 53和0. 35.Steelman等[3es對足尺的方形橡膠支座的剪切與摩擦J陛能進行了研究，結果表明摩擦系數在0. 25一0.50之間，并且摩擦系數隨著豎向荷載的增大而減小. 矩形四氟板式橡膠支座的上下表面均不與橋梁結構相連接，在地震中很容易發(fā)生滑動.漢川地震等的震害調查及數值分析均發(fā)現(xiàn)，當支座發(fā)生滑動后，可能會導致梁體位移過大，進而導致更嚴重的落梁或者梁體碰撞等破壞的發(fā)生，本課題組先前的振動臺試驗也證明了這一點.
矩形四氟板式橡膠支座的特性和節(jié)點

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