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叠层橡胶支座是由橡胶板和钢板层叠组成的制品(见图 1) 。使用时将支座安装在建筑物和基础之间 ,建筑物施压后橡胶产生的横向变形被钢板约束 ,形成竖向刚、横向柔的特(见图 2) 。竖向刚确保其有一定的承载力 ,能稳定支承建筑物的重量 ;横向柔使之有一定的变形能力 ,确保建筑物在强震下不会出现失稳现象。支座还要有足够长的耐久 ,使用寿命至少要长于建筑物的设计基准期 ,通常要求达到 60 年以上。
为了提高支座的吸能效果 ,在普通叠层橡胶支座中部加入铅棒制成铅芯叠层橡胶支座 (见图 3) 。加入铅棒除能增加支座的阻尼作用外 ,还能增加支座的早期刚度 ,对控制风反应和抵抗地基
图1 叠层橡胶支座断面示意
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的微震动有利。
加入铅棒的直径应根据设计要求通过计算确定。
2. 1 力学
1.竖向荷载和变形。叠层橡胶支座当承受竖向荷载时 ,由于钢板约束橡胶的横向延伸 ,使橡胶层处于
受三向压缩应力的状态 ,其结果是提高了竖向刚度 ,较大程度发挥其承载能力。叠层橡胶支座最基本的能要求是应具有长期承载能力。如果支座总厚度相同 ,每层橡胶板厚度越薄 ,层数越多 ,竖向刚度越大 ,承载能力就越大 ;反之 ,每层橡胶板越厚 ,层数越少 ,竖向刚度越小 ,承载能力就越小。如橡胶支座装有铅芯 ,它并不承受荷载 , 不影响支座承载力。
2.水平荷载和变形。叠层橡胶支座在承受竖向荷载 P恒定的条件下 ,在横向荷载Q的作用下产生变形δ ,当δ ≤200 %时 ,Qδ曲线几乎为一直线。变形较大时 ,刚度随荷载Q增加而提高 ,Qδ 曲线呈非线。横向变形会引起竖向沉降 ,通常为 1 mm 左右 ,可忽略不计。支座破坏时的变形能力即为水平极限变形能力。3.拉伸变形。横向变形过大时 ,支座的橡胶层会产生拉伸应变。与受压状态相比 ,受拉时的应力应变曲线呈双线型。拉伸应力在某一数值前支座表现为弹 ;超过这一数值 ,则表现为屈服 ;过屈服点后 ,虽外观未见损伤 ,但内部由于受拉伸变形作用会产生许多空孔,严重时会出现橡胶层断裂或橡胶/ 钢板界面粘合破坏 ,破坏时的横向变形超过 400 %。
