支座自复位性能检测-ag真人平台

支座自复位性能检测技术研究与应用

支座自复位性能是指支座在经历地震、风载等水平荷载作用产生位移后，能够依靠自身机制自动回复到初始或接近初始位置的能力。这一性能对于建筑结构、桥梁工程在灾害后的功能可恢复性至关重要，是衡量结构韧性的关键指标之一。对其进行精确检测，是评估产品性能、指导工程设计与保障结构安全的核心环节。

一、 检测项目与方法原理

支座自复位性能的检测核心在于对其滞回特性的量化分析，主要检测项目包括：

1. 水平单调加载试验

• 检测目的：测定支座的初始刚度、屈服力、大摩擦系数等基本力学参数，为循环加载试验提供基准。

• 方法原理：在恒定竖向荷载作用下，对支座施加水平位移或力，直至达到预设目标值（如设计位移）。记录整个过程的力-位移曲线，从中提取弹性阶段的刚度、首次屈服点等参数。

2. 水平循环加载试验

• 检测目的：核心检测项目，用于评估支座的滞回性能、耗能能力及自复位能力。

• 方法原理：在恒定竖向荷载下，对支座施加特定频率和幅值的水平往复位移。常用的加载制度包括：

  • 等幅循环：以固定的位移幅值进行多次循环，用于评估性能稳定性。

  • 变幅递增循环：位移幅值按预设序列逐级增加，直至达到极限位移，用于评估在不同地震强度下的性能演变。

• 关键参数提取：

  • 滞回曲线：力-位移关系曲线，其形状直接反映支座的力学行为。

  • 残余位移：在一次完整的加载-卸载循环后，支座中心点无法回到初始位置的位移量。残余位移越小，自复位性能越优异。

  • 能量耗散：通过计算滞回曲线所包围的面积，得到单个循环或总循环中支座消耗的能量。

  • 等效阻尼比：根据滞回曲线的面积计算得出，用于量化支座的阻尼特性。

  • 刚度退化：比较同一位移幅值下连续循环的刚度变化，评估支座的损伤累积情况。

3. 竖向承载与转动性能试验

• 检测目的：验证支座在具备自复位功能的同时，是否满足承压与转动的基本要求。

• 方法原理：在水平循环加载试验前后或过程中，进行竖向压缩和转动性能测试，确保自复位机制不影响其基本承载功能。

4. 疲劳性能试验

• 检测目的：评估支座在长期小幅值往复荷载（如风振、微震）下的耐久性和性能稳定性。

• 方法原理：在恒定竖向荷载下，对支座施加数百万次的小幅值水平循环位移，观察其力学参数（如刚度、残余位移）的变化趋势。

二、 检测范围与应用领域

支座自复位性能检测的需求广泛存在于各类工程结构中：

1. 建筑结构领域

• 应用需求：主要用于隔震建筑，特别是对震后功能恢复要求高的建筑，如医院、应急指挥中心、数据中心等。检测需模拟建筑在罕遇地震下的响应，确保支座能有效减小结构损伤并自动复位。

• 检测重点：大位移下的滞回性能、低残余位移率、与上部结构的相互作用。

2. 桥梁工程领域

• 应用需求：用于桥梁隔震支座，保证梁体在地震后能基本复位，避免落梁并快速恢复交通。

• 检测重点：在桥梁设计荷载（恒载、活载）下的自复位性能、抗疲劳性能、以及在不同温度条件下的性能稳定性。

3. 特种结构与设备隔震

• 应用需求：应用于核电站、大型储罐、精密仪器隔震平台等。此类结构对支座的可靠性和复位精度要求极高。

• 检测重点：极端工况下的性能（如高轴压、高速加载）、长期蠕变性能、以及抗老化性能。

三、 检测标准与规范

国内外已形成一系列针对支座，特别是隔震支座性能测试的标准体系，为自复位性能检测提供了依据。

1. 标准

• iso 22762-1~3:2018 《弹性隔震支座》：该标准系列详细规定了橡胶隔震支座的测试方法，其中包含了测定水平刚度和阻尼特性的循环剪切试验，其结果可用于评估自复位性能。

• aashto lrfd bridge design specifications (9th edition)：美国公路与运输官员协会标准，其关于隔震设计章节中，对隔震支座的测试程序和要求做出了规定，包括原型试验和品质鉴定试验，要求测试支座的力-位移滞回关系。

2. 中国标准

• gb 20688.1-2007 / gb/t 20688.1-2020 《橡胶支座 第1部分：隔震橡胶支座试验方法》：此为国内核心的检测标准。它明确规定了橡胶隔震支座的剪切性能、压缩性能、耐久性等试验方法。其中，水平极限剪切性能试验（循环加载）是评估自复位能力（残余变形）的直接依据。

• jg/t 118-2018 《建筑隔震摩擦支座》：该标准针对摩擦摆等具有自复位特性的隔震支座，规定了其力学性能的测试方法，特别强调了摩擦系数、残余位移等关键参数的测定。

• jtg/t 2231-01-2020 《公路桥梁摩擦摆式减隔震支座》：该规范专门针对桥梁用摩擦摆支座，对其设计、制造和检测提出了具体要求，其中包括对支座摩擦性能、复位性能的试验验证。

四、 检测仪器与设备

完成上述检测项目需要一套集成了加载、测量与控制功能的精密系统。

1. 多功能结构试验系统

• 功能：这是进行支座性能检测的核心设备。通常采用电液伺服控制，能够实现多向（竖向、水平单向或双向）的静力或动态加载。

• 组成：主要包括作动器（液压或电动）、伺服阀、控制器、液压油源等。作动器需具备高精度、高响应速度的特性，以精确复现地震波等复杂加载历程。

2. 加载反力系统

• 功能：为作动器提供强大的反力支撑，通常为大型钢结构或混凝土槽道，其刚度和强度必须远大于试件，以确保试验结果的准确性。

3. 高精度传感器系统

• 力传感器：内嵌于作动器或单独安装，用于精确测量施加在试件上的水平力和竖向力。

• 位移传感器：包括拉线式位移计、激光位移计或lvdt（线性可变差分变压器），用于测量支座的绝对位移和相对位移，精度通常需达到微米级。

• 数据采集系统：高速、高精度的数据采集仪，用于同步记录所有传感器通道的信号，确保力-位移数据的实时对应。

4. 环境模拟装置

• 功能：对于有特殊环境要求（如高低温、腐蚀）的检测，需要配备环境箱，以模拟支座在实际服役环境中可能遇到的工况，检验其性能稳定性。

结论
支座自复位性能检测是一项系统而严谨的技术工作，它通过模拟支座在实际工程中的受力状态，量化评估其复位能力、耗能特性及耐久性。随着韧性城市和可恢复功能结构理念的深入，对支座自复位性能的要求将不断提高，相应的检测技术、标准规范和仪器设备也必将朝着更精确、更、更全面的方向发展。