¿Avances en la investigación sobre cojinetes de caucho laminado para el aislamiento sísmico de edificios?
En estructuras de aislamiento sísmico se utilizan ampliamente los cojinetes de caucho laminado. Tiene las características de baja rigidez horizontal y alta rigidez vertical, lo que puede extender el período de la estructura principal, evitar el buen período de los terremotos y bloquear la transmisión de energía sísmica a la estructura superior. Junto con amortiguadores que disipan energía, la energía del terremoto se puede disipar de manera efectiva. Sobre la base de exponer el progreso de la investigación de los rodamientos de aislamiento de caucho laminado, este artículo espera la dirección de la investigación en este campo 1 Progreso de la investigación del caucho laminado 1-1 Teoría de Haringx La investigación teórica sobre las propiedades mecánicas de los rodamientos de caucho laminado generalmente se basa en Teoría de Haringx. Esta teoría se basa en elastómeros incompresibles y, como teoría elástica para deformaciones pequeñas, no es adecuada para deformaciones grandes y pandeo. 1-2 Investigación sobre el rendimiento del caucho laminado A-N-Gent estudió las características de compresión, flexión y corte de tiras infinitamente largas y capas elásticas circulares incompresibles basándose en la teoría de Haringx, bajo los supuestos de pequeña deformación e incompresibilidad, una solución lineal simple. se obtiene. P-B-Lindly investigó más a fondo las propiedades de compresión de materiales elásticos lineales con placas rígidas fijadas en ambos extremos. C-G-Koh utilizó el método de transformación variable para obtener la rigidez a la compresión de materiales cuadrados compresibles, lo que demuestra que la hipótesis de la deformación parabólica es consistente con la situación real. M-S Chalhoub consideró el efecto de la relación de compresión volumétrica sobre la rigidez a la compresión y, sobre esta base, estudió las propiedades de compresión del caucho rectangular y el efecto de la unión acero-caucho en el estado de flexión. H-C-Tsai[1] derivó la rigidez a la compresión de infinitos círculos y cuadrados de tiras y la verificó utilizando el método de elementos finitos. Luego, se derivan las infinitas tiras, círculos y cuadrados unidos entre placas rígidas, la rigidez de inclinación del caucho, el desplazamiento horizontal del caucho circular adherido entre placas rígidas bajo flexión pura y el adherido circular entre placas rígidas, fórmulas simplificadas de rigidez a la compresión efectiva. Goma de tiras cuadradas e infinitas. 1-3 Investigación sobre rodamientos de caucho laminado 1-3-1 Rodamientos de caucho rígidos rigidizados (1) Rodamientos de caucho natural. El cojinete de caucho laminado debe proporcionar suficiente capacidad de carga vertical y soportar grandes deformaciones horizontales. Por tanto, el estudio de la resistencia y rigidez de los rodamientos de caucho laminado se ha convertido en el principal contenido de la investigación. C-G-Koh[2] estudió rodamientos cuadrados con aislamiento de caucho, propuso un modelo viscoelástico considerando el efecto P-δ y obtuvo la respuesta en estado estacionario del modelo bajo la acción de una fuerza horizontal sinusoidal y una presión constante. M-S-Zalhoub [3] analizó teóricamente la rigidez a la compresión de rodamientos de aislamiento circulares considerando la influencia de la relación de compresión volumétrica. Sobre esta base, M-Iizuka propuso un modelo macro de deformación limitada y gran deformación de resortes no lineales bajo presión constante y una fórmula de diseño empírico para rodamientos de aislamiento [4]. m-C-Constantinou [5] estudió la rigidez a la compresión de capas huecas de caucho. G-H-Koo [6] propuso un modelo mecánico que utiliza ecuaciones de parámetros de módulo de corte instantáneo observado para estimar soportes bajo condiciones de deformación pequeña y deformación de corte extrema. H-C-Tsai[7] utilizó el método de separación de variables para estudiar la respuesta en estado estacionario de un cojinete de aislamiento modelo cilíndrico viscoelástico bajo fuerza horizontal sinusoidal y presión constante. Como componentes que soportan presión, también se han estudiado ampliamente los cojinetes de caucho laminado. C-W-Roeder[8] estudió la estabilidad de cojinetes de caucho bajo diferentes cargas verticales desde aspectos tanto teóricos como experimentales. C-G-Koh [9] realizó un estudio experimental sobre la estabilidad de los rodamientos. J-F-Stanton [10] llevó a cabo una investigación teórica y experimental sobre la estabilidad de los cojinetes de caucho bajo diferentes cargas verticales basándose en la teoría de Haringx. Basado en la teoría de Koh-Kelly, S-Nagarajaiah [11] propuso un modelo de cálculo no lineal que considera grandes deformaciones, grandes ángulos de rotación, fuerzas cortantes y rigidez rotacional. Gongkou [12] realizó pruebas en una serie de cojinetes de caucho para estudiar el efecto del desplazamiento horizontal sobre la carga crítica y evaluar los métodos de diseño existentes. Además de los estudios teóricos y experimentales, J-C-Simo [13] utilizó el método de elementos finitos para analizar las características de desplazamiento horizontal y la estabilidad bajo diferentes cargas verticales. W-Seky[14] utilizó el método de elementos finitos para analizar la gran deformación de los rodamientos de caucho laminado. (2) Cojinete de caucho de plomo. Llenar el cojinete de caucho laminado con un núcleo de plomo puede mejorar la amortiguación del cojinete de caucho laminado, disipar la energía sísmica y proporcionar rigidez inicial para resistir pequeñas vibraciones. R-G-Tyler[15] realizó grandes experimentos de deformación en cojinetes de caucho de plomo. A-Mori[16] realizó un estudio experimental sobre las características de compresión de NRB y LRB bajo compresión axial, y realizó un estudio comparativo con los códigos, Gent, Chalhoub, Kelly y otras teorías implementadas en ese momento, demostrando que las propiedades mecánicas de LRB y NRB son similares, el núcleo de plomo tiene poco efecto. R-S-Janjid [17] estudió las características de los terremotos de campo cercano y la optimización de los parámetros azimutales. Al ajustar el límite elástico de los soportes, el desplazamiento máximo de la estructura de aislamiento puede verse afectado, mientras que la respuesta de aceleración de la estructura permanece sin cambios. Basado en la especificación AASHTO, se propone un modelo mejorado de linealización equivalente de rodamientos. En comparación con los modelos no lineales, los resultados son buenos. C-Topkaya [19] realizó una prueba baroclínica en un cojinete de caucho cuadrado y estudió el efecto del tamaño. K-L-Ryan [20] concluyó a través de una investigación experimental que cuando aumenta la carga axial, la rigidez vertical disminuye. Cuando se produce una gran deformación horizontal, la rigidez vertical se suaviza; el límite elástico del LRB está relacionado con la fuerza axial. Sobre esta base, Ryan propuso un modelo no lineal que considera la influencia de la presión axial.
M-Takayama [21] utilizó el método de elementos finitos para analizar las leyes de tensión y deformación de LRB bajo diferentes presiones promedio. m-imbo[22] utilizó el método de elementos finitos para analizar la influencia de S1 en la distribución y concentración de tensiones de compresión axial. (3) Cojinete de goma de alta amortiguación. Los cojinetes de caucho de alta amortiguación se fabrican agregando aditivos al caucho natural, de modo que los cojinetes no solo tienen las propiedades mecánicas horizontales y verticales del NRB, sino que también tienen propiedades de amortiguación. J-S-Hwang [23] utiliza el modelo Kelvin derivado fraccionario para establecer el modelo de cálculo de HDR. Para el estudio comparativo se utilizó un método mejorado de identificación del sistema Gauss-Newton. Posteriormente se estudió la aplicación del modelo de derivada fraccionaria de Maxwell en HDR [24] y del modelo de derivada fraccionaria de Kelvin considerando la influencia de la temperatura [25]. Y-Ohtori[26] estudió el efecto de tamaño del HDR. D-N-Grant [27] estudió la fuerza bidireccional horizontal en HDR circular y estableció un modelo macroscópico que no está acoplado con el desplazamiento horizontal. M-Abe [28] realizó un estudio comparativo teórico y experimental sobre HDR y LRB cuadrados y sugirió que en el diseño se debería considerar el efecto de acoplamiento bajo la acción de fuerzas tridimensionales. 1-3-2 Rodamiento de caucho con placa rígida flexible Los rodamientos de caucho laminado tradicionales utilizan placa de acero como material de refuerzo. Dado que la placa de acero tiene excelentes propiedades mecánicas, sus beneficios son obvios. Sin embargo, esto también conlleva un elevado coste y peso del rodamiento. En vista de esto, los estudiosos comenzaron a estudiar las propiedades mecánicas de los soportes de placas rígidas flexibles. J-M-Kelly [29] realizó estudios teóricos y experimentales. Los estudios han demostrado que se pueden reducir el costo y el peso utilizando tableros de fibra en lugar de placas de acero como placa de refuerzo para cojinetes de caucho laminado. B-Y-Moon y B-S-Kang [30] introdujeron en detalle el diseño y la fabricación de cojinetes de placa de caucho reforzados con fibra y estudiaron la influencia del orificio central y el núcleo de plomo en los cojinetes de placa de caucho reforzados con fibra. H-C-Tsai et al. realizaron una serie de estudios sobre cojinetes de caucho laminado con refuerzos flexibles. La investigación muestra que las condiciones límite de la placa de refuerzo flexible afectarán la rigidez del rodamiento; solo comprimiendo el rodamiento se puede mejorar la rigidez del rodamiento de fibra de caucho cuando el tablero de fibra no está completamente estirado, la presión y el momento de flexión sí lo están; acoplado no linealmente; refuerzo de fibra La carga de pandeo vertical de los cojinetes de placas se ve afectada por fuerzas horizontales y también es menor que la de los cojinetes de placas lineales reforzados con material. 2. Resumir y prospectar la investigación sobre el mecanismo de los rodamientos de caucho laminado, centrándose en las características de resistencia, rigidez, estabilidad y amortiguación de los rodamientos: desde el análisis teórico hasta el análisis experimental, aplicación de fórmulas empíricas y métodos de elementos finitos del Haringx elástico ideal; Desde la teoría para considerar la compresión del volumen, las propiedades del material, los métodos de carga, los efectos del tamaño y los efectos de la temperatura; desde el análisis unidimensional, bidimensional al tridimensional, desde simplemente considerar la compresión, la tensión y la flexión uniaxiales hasta la compresión y la tensión biaxiales, el corte; , y luego a la compresión triaxial, el corte, la tensión, el corte y sus efectos combinados, se han realizado investigaciones sistemáticas y se han logrado resultados fructíferos. Debido a las complejas características de los materiales y mecanismos estructurales de los rodamientos de caucho laminado, aún es necesario profundizar más la investigación sobre los rodamientos de caucho laminado. (1) Se estudiaron las propiedades mecánicas de rodamientos de caucho laminado bajo estados de tensión complejos y la influencia de la correlación de varios estados característicos en las propiedades mecánicas de los rodamientos. (2) Con la mayor popularización de la tecnología de aislamiento sísmico y el aumento de la altura de los edificios, es necesario estudiar las propiedades mecánicas de los cojinetes de caucho laminado de gran y gran diámetro. (3) En combinación con la investigación sobre cojinetes de caucho laminado con refuerzo flexible, desarrollar y promover pequeños cojinetes de caucho laminado que sean livianos, de tamaño pequeño y de bajo costo, para que puedan usarse fácilmente en edificios pequeños. (4) La capacidad de carga última del rodamiento laminado depende de las características de tensión de los refuerzos internos, pero hay pocos estudios sobre los refuerzos internos y se necesita más investigación en esta área. (5) Sobre la base de un estudio en profundidad de diversas propiedades de los cojinetes de caucho laminado, es necesario resolver el problema del diseño de optimización de los cojinetes de caucho laminado. (6) Análisis de elementos finitos de cojinetes de caucho laminado. El uso del análisis de elementos finitos puede mejorar la eficiencia de la investigación, reducir costos y resolver algunos análisis que no pueden completarse mediante experimentos.
Para obtener más información sobre licitaciones de ingeniería/servicios/adquisiciones y para mejorar la tasa de adjudicación de ofertas, puede hacer clic en la parte inferior del sitio web oficial de servicio al cliente para realizar una consulta gratuita: /#/? fuente=bdzd