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宁夏铅芯支座基本性能及未来发展前景

双林橡胶  2020-9-22 14:00:14  5314
内容摘要:铅芯支座是在RB支座的中心压入铅芯构成的。铅芯压入后与橡胶支座融为一体追随剪切变形,这种支座是由橡胶支座安定的复原装置和铅的能量吸收装置所构成的阻尼机构一体型的隔震装置。铅是一种具有良好塑性变形能力和...

铅芯支座是在RB支座的中心压入铅芯构成的。铅芯压入后与橡胶支座融为一体追随剪切变形,这种支座是由橡胶支座安定的复原装置和铅的能量吸收装置所构成的阻尼机构一体型的隔震装置。
铅是一种具有良好塑性变形能力和能量吸收能力的金属。铅芯支座也是最早用于隔震结构的支座之一。铅芯支座凭借其优良的力学性能,较为简单的构造和高性价比,已经在工程中广泛应用。

铅芯支座的基本性能

1、铅阻尼器的能量吸收能力

橡胶本身是一种易拉压变形的材料,单独做成支座加力后变形巨大。工程用橡胶支座是由薄钢板与薄橡胶层叠组成,钢板对橡胶竖向变形有优秀的约束作用,竖向压缩刚度非常高,但与天然橡胶支座一样,LRB支座拉伸刚度较低,约为压缩刚度的1/7~1/10。

2、铅芯支座LBR的水平变形能力

钢板约束橡胶的竖向变形但对其水平变形没有影响。同时铅芯能够很好地追随支座变形,吸收地震能量。LRB支座水平性能稳定,LRB支座由于铅芯的存在,能够限制支座的水平变形,如下图所示,装有LRB支座的隔震结构的水平变形要比装有RB支座的小(不考虑外加阻尼作用下)。

3、铅芯支座LRB的工作特点

铅芯支座通过铅芯的大小来调整阻尼的大小。铅芯直径增大后,屈服力变大,阻尼量增加,但中心孔过大也会给支座的性能带来不良影响。

铅芯支座

4、铅芯支座LRB的耐久性

日本等国家的工程调查表明,LRB支座与RB支座基本一致,隔震橡胶即使在使用100年后,其内部橡胶依然完好。有调查显示,LRB支座使用10年后,其特性基本保持不变,并预测出60年后其性能仅会下降3%。

5、铅芯支座LRB的基本力学性能

铅芯支座的滞回性能可用下图的双线型模型表示。其中细实线为橡胶支座的滞回特性。LRB支座的水平特性是与图示的橡胶部分与铅芯部分水平性能叠加而成,如图粗实线所示。铅芯支座在剪切变形为250%能表现出稳定的双线型滞回特性。

6、铅芯支座的设计参数的确定和性能要求

6.1 橡胶材料物理性能指标要求

铅芯支座所用橡胶的性能要求,在GB 20688.2—2006 《橡胶支座第2部分:宁夏桥梁隔震橡胶支座》表10及相关附录中有规定,可以作为设计人员对橡胶配方设计的依据,但设计人员在进行配方设计和确定时还要结合产品力学性能的要求。

6.2 铅芯支座力学性能参数的确定
对铅芯支座力学性能参数及要求的确定可以根据GB 20688.2—2006 《橡胶支座第2部分:桥梁隔震橡胶支座》7.1条的各项要求进行计算和验算,也可以根据用户的要求进行设计计算,一般需要考虑的设计指标和要求如下表1所示:

6.3 力学性能参数相关定义

一次刚度K1:铅芯支座初始弹性刚度。

二次刚度(屈服后刚度)K2:铅芯支座当其内部的铅芯屈服后的刚度。

经过几十年的淘汰式发展,隔震技术成为最有效的结构振动控制技术。借助铅芯支座这种隔震装置,人类对建筑结构进行隔震设计的梦想终于得以实现。然而,建筑结构隔震设计效果的保证不仅仅依赖于能否生产制造出力学性能符合设计要求的铅芯支座,还更大程度上依赖于能否对整体建筑结构进行可靠的隔震设计及计算分析。从国内外隔震技术发展的现状来看,叠层橡胶隔震技术室现代隔震领域的主流,且主要分布在人口稠密,经济发达的城市。

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