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铅芯橡胶支座在减震系统中其力学行为与弹塑性固体近似

双林橡胶  2020-4-6 15:08:08  4991
内容摘要:1975年,W H.Robinson发明了铅芯橡胶支座。铅芯橡胶支座是在普通叠层橡胶支座中部或中心周围部位竖向灌入纯度为99.9%的铅棒而制成的。放铅芯的孔可以在普通叠层橡胶支座做好后再用机器钻出,或...

1975年,W H.Robinson发明了铅芯橡胶支座。铅芯橡胶支座是在普通叠层橡胶支座中部或中心周围部位竖向灌入纯度为99.9%的铅棒而制成的。放铅芯的孔可以在普通叠层橡胶支座做好后再用机器钻出,或者先在钥板和橡胶片上预留孔。对于这两种放置方法,都必须使铅芯紧固在孔中,与钢板锁紧并稍微挤进橡胶层中。因此,当支座发生水平变形时,整个铅芯都被互相锁紧的钢板强迫发生剪切变形。

普通叠层橡胶支座对上部结构提供柔性支撑,在减震系统中起隔震器的作用。由于地震波的振动频率范围大,因此单独采用隔震器来减小结构的地震反应一般效果不理想。阻尼器对不确定的地震输入有较好的适应性,只要设计合理,总能起到抑制相对变位,减小结构加速度反应的作用。因此两者同时采用或合为一体时,减、隔震效果最佳。

铅芯橡胶支座在减震系统中其力学行为与弹塑性固体近似

    铅芯橡胶支座吸收、耗散振动能量的功能是通过铅芯的剪切变形来实现的。铅的剪切屈服强度较低(约1 OMPa),且其力学行为与弹塑性固体近似。当叠层橡胶支座的钢板和橡胶把铅芯紧紧约束住后,迫使全部铅芯在支座发生剪切变形时产生塑性的剪切变形,其结果改变了支座的滞回曲线,使支座具有良好的阻尼效果,其阻尼比可达20%--30%。所示的是某铅芯橡胶支座的滞回曲线。
    但是由于金属铅在生产和使用过程中易产生重金属污染,并且铅芯橡胶支座的减、隔震性能受地震波频谱特性的影响较大。高频谱性的地震波输入,铅芯橡胶支座的减隔震效果非常显著;而当低频特性的地震波输入时,其减隔震效果差,甚至起反作用而放大结构对地震的响应。另外,由于铅芯的增加还会使支座的自恢复能力大大降低。
    

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