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阳高研究铅芯橡胶支座拉伸性能的意义

双林橡胶  2020-9-23 13:38:16  5573
内容摘要:一、阳高铅芯橡胶支座属于隔震支座。是在普通叠层橡胶支座的中心插入铅芯,以改善橡胶支座阻尼性能。铅芯橡胶支座除能承受结构物的重力和水平力外,铅芯产生的滞后阻尼的塑性变形还能吸收能量,并可通过橡胶提供水平恢复...

一、阳高铅芯橡胶支座属于隔震支座。是在普通叠层橡胶支座的中心插入铅芯,以改善橡胶支座阻尼性能。铅芯橡胶支座除能承受结构物的重力和水平力外,铅芯产生的滞后阻尼的塑性变形还能吸收能量,并可通过橡胶提供水平恢复力。铅芯橡胶支座集承压、隔震和耗能三者于一身,经济、实用,适于大力推广应用。

二、铅芯橡胶支座受拉状态

在现在的隔震结构动力分析计算中,铅芯橡胶支座的压缩剪切性能常采用修正双线性的弹塑性模型,这种恢复力模型没有考虑在大变形时的小滞回环的耗能特性,这只是在一些动力分析中的结构响应较真实情况大得多,造成计算误差。同时现在的弹塑性恢复力模型仅在初始状态,即没有进入屈服状态前考虑铅芯支座的小变形特性,进入屈服状态以后的加载及卸载模型曲线不考虑这一特性。
早期的阳高橡胶隔震支座多应用与多层隔震简直和高宽比较小的隔震建筑中,但近几年随着大高宽比隔震体系的研究开发和应用,以及竖向地震时可能出现比较大的附加轴力等不利情况,橡胶支座可能进入受拉状态,所以橡胶支座的抗拉性能有必要加以研究确认。为了突破线性理论的局限性,有必要进行橡胶支座的弹塑性的应用理论研究。

三、铅芯橡胶支座的拉伸力学性能

支座的竖向拉伸能力远小于竖向压缩能力,其界限拉伸能力仅为压缩能力的几十分之一。现阶段铅芯橡胶支座主要利用其高竖向承载能力支承建筑物重量,对其受拉性能研究尚没有形成系统的计算分析理论。 

研究的意义

对于高层和超高层隔震结构、塔形隔震结构等较大高宽比隔震结构体系,在水平地震和竖向地震的共同作用下,铅芯橡胶支座的轴力反应会显著增加,支座存在出现拉伸应力状态的可能性。

四、基本原则

1)整个曲线包括压缩段和拉伸段、压缩段认为是线性的;

2)拉伸加载段分为弹性段、刚度退化段(小拉伸应变阶段)和刚度强化段(大拉伸应变);

3)在弹性范围内,认为橡胶支座的拉伸刚度不受反复拉伸的影响; 

4)再弹塑性范围内,经过反复拉伸,橡胶支座的拉伸刚度逐渐降低; 

铅芯橡胶支座

5)认为铅芯仅在弹性段对拉伸性能有影响,及普通橡胶支座和铅芯橡胶支座的初始拉伸刚度不同,而在塑性范围内,铅芯对橡胶支座的拉伸性能没有影响,即在其他条件都相同的条件下,铅芯橡胶支座和普通橡胶支座的塑性阶段的拉伸性能完全相同。

铅芯橡胶支座因其稳定的双线性恢复力特性,近年来在隔震建筑中得到了广泛应用。铅芯橡胶支座受压时,橡胶会向外侧变形,但由于受到内部钢板的约束,以及考虑到橡胶材料的非压缩性,橡胶层中心会形成三向受压状态。因此受压时的变形量很小,可以提供与相同截面积的RC柱相当的压缩刚度。而当支座受到剪力作用时,由于内部钢板不约束橡胶层的剪切变形,橡胶片可以自由发挥自身柔软的水平特性。铅芯橡胶支座发生较大剪切变形时,因在叠层橡胶支座顶部和底部的重叠部分中保持了一种三向受压状态,所以仍然具有承载能力。这种承载机构使得叠层橡胶隔震支座承受较大的竖向压力的同时,也可以承受较大的水平变形。关于叠层橡胶隔震支座竖向压缩性能和水平剪切性能,国内外已经有大量的研究,但是关于叠层橡胶隔震支座剪切破坏机制的研究为数不多。本文采用试验的方法,以叠层铅芯橡胶支座为对象,对其极限剪切破坏模式进行探讨。由于地震作用下,部分支座会承受拉力,本文对其中一组试件进行了受拉工况之后的极限实验。

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