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北京根据橡胶支座的低温特性设计空间网格结构,将势在必行

双林橡胶  2020/5/30 13:35:42  7122
内容摘要:北京橡胶支座的低温特性 根据架桥地点的气候条件,橡胶支座必须具有在一40℃低温时不脆化的特性,且耐久性要好。为掌握橡胶支座低温状态下的性能,对橡胶支座在常温至-40℃状态下的压力与剪力变化情况进...

北京橡胶支座的低温特性
      根据架桥地点的气候条件,橡胶支座必须具有在一40℃低温时不脆化的特性,且耐久性要好。为掌握橡胶支座低温状态下的性能,对橡胶支座在常温至-40℃状态下的压力与剪力变化情况进行了试验研究。
    试验中使用的橡胶支座为:天然橡胶1种,氯丁橡胶2种。
    网壳结构是曲面型的网格结构,兼有杆系结构和薄壳结构的固有特性,受力合理,跨越能力大、刚度好、材料省、杆件单一、制作安装方便,由于建筑功能要求的不断提高,许多公共建筑在屋顶设大空间,采用大跨度钢结构屋盖形式.但是跨度的加大引起屋盖自重的增加,在结构设计中遇到的最大问题就是大跨度曲面结构具有很大的水平推力,下部结构往往难以承受.通过调整支座的水平位移,从而减少水平推力,因此工程中就需要寻找合理的支座形式.目前初步设计采用板式橡胶支座节点,这种节点适用于大、中跨度网架,构造简单、安装方便、节省钢材、造价较低,使用较广泛.构造是在支座底板与支承面之间设置一块橡胶垫板,橡胶垫板由多层橡胶板与薄钢板粘合、压制而成。由于这样的构造,使得橡胶支座的竖向承载力很大,而水平向有较大的变形,因此利用橡胶支座这些特点以及文献中提到的橡胶的材料特性,将具有良好力学性能的橡胶支座应用于大跨空间网壳结构中。
    采用ANSYS软件分析了橡胶支座模型,模拟不同的水平推力作用下,得到了橡胶支座水平刚度和竖向刚度的变化.通过以上的分析得到:
    (1) X向的最大位移随着水平推力的增加呈近似一阶线形变化;Y向由于不承受水平力的作用,其变形主要是横向变形的影响,数值很小,可以不考虑其影响;而竖向最大位移随水平推力的增加,呈抛物线形增加。
    (2)当水平推力在30 t并且在允许范围增加时,上部结构的巨大水平推力变化对支座的水平刚度影响并不大.支座的竖向刚度随着水平推力的增加,呈线性减小。
    空间网壳结构是一种应用广泛的大跨结构,由于其自身的造型美观、刚度大、重量轻,越来越受到世界各国建筑师和结构工程师的青睐,并广泛应用在体育场馆、大型会堂、会展中心、候机大厅等建筑之中。随着我国经济建设的发展,网壳结构正逐步向其复杂化、大型化发展,基于其结构形式多样、造型复杂多变、杆件和节点数目繁多等问题的出现,常规的抗震设计方法难以满足工程需要。特别是,我国多数大中城市处于地震区,为此“如何减小大跨空间网壳结构的地震反应”问题显得尤为突出。近年来,随着高层建筑结构振动控制技术研究的深入,人们己经将这门技术应用到大跨空间网壳结构上。根据橡胶支座的低温特性设计空间网格结构,将势在必行

 由于建筑功能要求的不断提高,许多公共建筑在屋顶设大空间,采用大跨度钢结构屋盖形式,而且屋面形式趋于复杂化。但是,随着跨度的加大引起屋盖自重的增加,在结构设计中遇到的最大问题就是大跨度复杂曲面结构具有很大的水平推力,下部结构往往难以承受。通过调整支座的水平位移,减少水平推力,因此工程中就是要寻找到合理的支座形式,支座的形式可以是允许线位移,允许角位移,或两者兼有,以缓解巨大的水平推力,减少下部结构的造价,也降低结构的危险性。但支座节点的构造形式应受力明确、传力简捷、安全可靠,并应符合计算假定。
      目前初步设计采用板式橡胶支座节点,这种节点适用于大、中跨度网架。构造是在支座底板与支承面之间设置一块橡胶垫板,橡胶垫板由多层橡胶板与薄钢板粘合、压制而成。由于这样的构造,使得橡胶支座的竖向承载力很大,而在水平向有较大的变形,因此利用橡胶支座这些特点,可以将上部结构的巨大水平推力传递给下部结构。橡胶垫板具有良好弹性,也可产生较大剪切变形,因而既可适用支座节点的转动要求又可在外界水平力作用下产生一定变位。随着橡胶支座不断的研究与应用,将其应用于网架、网壳等网格结构,从结构抗震的角度来研究、设计橡胶支座,并考虑橡胶支座抗震性能的结构分析方法,从而设计空间网格结构,将势在必行。这种节点具有构造简单、安装方便、节省钢材、造价较低等优点,目前使用较广泛,因此对板式橡胶支座的研究工作是一个比较热门的课题,研究该问题具有重要的实际意义。

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