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武汉通过改进高阻尼隔震支座的橡胶配方来提高其抗震性能

双林橡胶  2020/4/16 11:20:47  11035
内容摘要:通过改进橡胶材料的配方,研发了改进型高阻尼隔震支座,并采用高性能橡胶制成了高性能高阻尼隔震支座;通过有限元分析改进型高性能高阻尼隔震支座的受力变形特征,并通过试验研究了高性能高阻尼隔震支座的竖向刚度、...

通过改进橡胶材料的配方,研发了改进型高阻尼隔震支座,并采用高性能橡胶制成了高性能高阻尼隔震支座;通过有限元分析改进型高性能高阻尼隔震支座的受力变形特征,并通过试验研究了高性能高阻尼隔震支座的竖向刚度、水平刚度等特征参数;通过支座生产过程中的工艺环节变异分析,研究了支座特征参数的变异特征。最后,通过剪力墙隔震结构的模型试验,研究并验证了高性能高阻尼隔震支座对装配式剪力墙结构的隔震和减震效果。

项目解决的关键技术包括:

1、研发了低模量高阻尼橡胶及橡胶支座;

2、建立了适合本橡胶材料的本构模型,并通过有限元模拟了橡胶的受力变形特征;

3、研究了高阻尼隔震支座的生产工艺和变异来源,并得到了支座力学性能概率特征参数的概率分布;

4、将该高性能高阻尼隔震支座有效应用于剪力墙结构工程,提高了实际工程的减震效果。

高阻尼隔震支座

实际完成合同约定的低模量高阻尼橡胶材料研发,完成了高阻尼隔震支座受力及破坏机理研究和支座界面处理工艺优化,生产了定型的低模量高阻尼高阻尼隔震支座,并通过规范的相应力学性能检测。完成了支座变异来源和变异统计分析。完成了改进型高性能支座隔震结构的性能研究和工程应用。

研发的定型高性能低模量高阻尼橡胶各种支座系列产品,包括直径400mm~1200mm共9个规格,各规格支座的水平极限变形能力>400%,等效水平刚度约为常规高阻尼隔震支座的80%,等效阻尼比>15%。产品实际工程应用项目3项,创造产值约2200万。

本项目在产品投产后直接创造的年经济效益约2200万元。应用本项目研发的高性能高阻尼隔震支座进行隔震后,建筑结构的抗震性能得到大幅提高,减震率达到30%以上,既减小了工程造价,又提高了基础设施抗震防灾水准。该产品目前为市场空白产品,应用后将大幅提高隔震结构的隔震效果,对合作企业的产品竞争能力有很大的提高。通过本项目研究活动的开展,对合作企业江阴海达橡塑股份有限公司隔震产品系统性的改进和创新高阻尼隔震支座产品有较好的促进和提升作用。

建议进一步对高阻尼隔震支座的抗拉性能进行研究,对支座拉伸和剪切破坏的延性问题进行研究。这方面的研究工作,可通过改进支座的结构构造,结合橡胶和钢材两种材料的不同性能,通过破坏机制的改变和设计来有效提高高阻尼隔震支座的抗拉性能和抗剪切性能。

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