抗震材料_开题报告极性橡胶_滑动环复合材料的制备及性能研究.doc

开题报告 课题来源、项目名称 3 文献综述部分 4 历史、现状和前沿发展情况 4 课题背景 4 橡胶 2.2 阻尼抗震研究进展 9 2.2.1 提高阻尼性能的方法及应用研究 9 2.3 本课题的创新之处 12 已查阅的文献目录（至少25篇） 1 3 研究计划部分 1 3.1 论文选题的立论、目的和意义 1 3.2 本课题的主要研究内容 1 3.3 研究方案 1 3.3.1 技术方案（技术路线、技术措施） 1 3.3.2 实施方案所需要的条件 3.3.3 拟解决的关键问题 3.4 预期的研究成果及创新点 2  课题来源、项目名称 课题来源：国家自然科学基金 项目名称：地震防护用高性能橡胶复合材料的设计与制备基础研究的课题之一： 橡胶复合材料的制备及性能研究  文献综述部分 的历史、现状和前沿发展情况 课题背景 中国是世界上地震活动强烈和地震灾害严重的国家之一。统计表明,世界上约35%的7级以上大陆地震发生在中国; 20世纪全球因地震死亡的120万人中,中国占59万。因而,积极开展防震减灾,最大限度地减轻地震灾害应该是中国的基本国策之一。 地震是一种自然现象,地球表面山川地貌的形成在很大程度上就是一次次强烈地震的结果。在地球内部动力作用下,能量在断裂的特殊部位缓慢积累,当其超过岩石或断裂能够承受的限度时,就会突发错动,使已积累的巨大能量以地震波的形式瞬间释放,引起地球表面的剧烈振动,导致建筑破坏和自然地貌改观,并可能产生长达几十到几百千米的地表破裂带。衡量一次地震释放能量的大小用震级表示,而一次地震对地面和建筑物的破坏程度用地震烈度表示。 19 世纪末，芦苇、滑石、云母、淤泥都曾被用做建筑物的基础隔震层，从而隔断或减小地震波向建筑物的传递[3]。20 世纪60 年代，开始采用橡胶作为基础隔震材料，70 年代初，新西兰学者R. T. Skiner等率先开发出铅芯橡胶支座，大大推动了隔震技术的使用进程。目前，世界上许多国家进行“基础隔震”的研究，并修建了许多“基础隔震”建筑物[4]。 传统的抗震结构是通过增加结构和结构构件的刚度来抵抗和消耗地震能量，不但不经济而且也很可能满足不了安全性的要求。现代建筑物抗震设计是依据“基础隔震”概念，其原理是在建筑物上部结构与地基间设置具有足有安全可靠的隔震系统，来增加结构的变形能力和滞变阻尼，有效地将地震能量隔离或消耗，减小结构地震反应，保护上部结构的安全。 图 1 隔震支座与阻尼器的分类 现代比较可靠的隔震系统由隔震支座、阻尼器、地基微振动和风反应控制装置等部分组成。隔震支座的作用是：a）支撑建筑物的全部重量，b）改变结构系统的动力特性，即延长建筑物自振周期以降低其地震反应，c）它要在保持承载能力的同时要能够承受基础与上部结构间预期的相对水平位移；阻尼器的作用是抑制地震波中长周期成分可能给仅有隔震支座的建筑物带来的大的位移，同时降低建筑物动力加速度，并且能够帮助隔震支座在震后迅速恢复到初始位置；而风反应控制装置和地基微振动装置的存在是为了增加隔振系统的早期刚度，以使建筑物在风载荷或轻微地震时能够保持稳定。 图 2 橡胶隔震支座示意图（左）和铅芯叠层橡胶支座示意图（右） 目前，橡胶支座隔震系统主要分为普通叠层橡胶支座、铅芯叠层橡胶支座和高阻尼叠层橡胶支座等。它增加了专门的变型和耗能装置：橡胶隔震支座和阻尼器，该体系能够使隔震结构的周期延长至2~3秒，有效降低了结构的地震加速度反应（如图2）。 图 3 两种隔震体系的建筑物地震效果图 （如图）70-80 年代， 我国科研工作者开始关注隔震技术，并进行了橡胶隔震支座研制、结构分析和设计、性能检验、施工技术等系统研究，形成了橡胶支座隔震建筑的成套技术。我国目前应用隔震技术的建筑物已超过千余座[7]。 叠层橡胶支座是最重要的隔震支座类型，由多层薄橡胶板和薄钢板交互重叠 模压硫化而成，由于橡胶支座中橡胶层与夹层钢板紧密粘结，当橡胶支座受上部 结构自重荷载时，薄钢板约束了橡胶的横向伸展，保证支座具有足够的竖向刚度和竖向承载能力，同时钢板又不影响橡胶板的剪切变形，保持了橡胶固有的柔韧 性，使其具有比竖向刚度小很多的水平刚度。从而具备了竖向支撑与水平隔震的 双重功能 [8]。 我国国家标准也对建筑隔震橡胶支座做了统一的标准，GB 20688.32006对建筑隔震橡胶支座用的橡胶材料的性能做了明确规定： 表 1 天然橡胶支座和铅芯橡胶支座内部橡胶材料的物理性能要求 试验项目 测量项目 单位 剪切模量/MPa 0.3 0.35 0.4 0.45 0.6 0.8 1 拉伸性能 拉伸强度 MPa ≥12.0 ≥14 ≥14 ≥15 ≥15 ≥20 ≥20 扯断伸长率 % ≥650