橡胶隔震支座拉伸性能试验研究.pdfVIP

第32卷第3期 北京工业大学学报 V0132No．3 OF 2006 2006年3月 JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYTECHNOLOGY Mar 橡胶隔震支座拉伸性能试验研究 韩 强1，杜修力1，刘文光2，廖维张1 (1．北京丁业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室．北京100022 2广州大学工程抗震研究中心，广州510405) 摘要：为了正确评价橡胶隔震支座拉伸性能以及拉伸状态时计算模型的台理性，基于橡胶隔麓支座拉伸应力 应变关系曲线，提出r拉伸刚度应力应变关系的计算模型，对橡胶隔震支座竖向拉力和拉伸变形性能，拉伸剪切 变形状态下偏拉原点刚度、水平刚度和阻尼与剪切应变关系进行了试验研究．结果表明，本文建立的计算模型 与试验结果吻合较好．因此，在隔震支座所受拉伸应力不大于3倍橡胶剪切模量的条件下，支座的力学性能稳定 关键词：橡胶隔震支座；拉伸性能；拉伸剪切变形 计算机模拟 中圉分类号：Tu352．1 文献标识码：A 文章编号：0254 橡胶隔震支座的竖向拉伸剐度相对j二其压缩刚度较小，单纯拉伸或剪切变形状态下在拉伸应力达到 1～2 N／ram2即屈服，进入非线性变形领域，支座可能出现拉伸应力状态．现阶段由于设计中严格控制橡 胶隔震支座出现拉伸应力，或严格规定拉伸应力在规定的小应力范围内(见GB 献[1]亦建议．在罕遇地震作用下，隔震支座不宜出现拉应力，当不可避免处于受拉状态时，其拉应力应≤ 1．2 MPa．该规定只适用于一般体型隔震建筑物．在水平地震和竖向地震的共同作用下，高层和超高层及 大跨度桥梁隔震结构等隔震结构体系中，该应力值过于保守，同时，在设计过程中也很难满足．目前隔震 支座在非线性变形领域仍没有形成系统的计算分析理论． 式f2‘3J，在不考虑橡胶拉仲体积弹性模量的影响的前提下，在不同时建立的橡胶材料拉伸纵弹性模量需要 考虑变化的泊松比等多个参数，计算式中涉及橡胶材料的特性参数在使用上存在一定难度． 1拉伸状态的应力应变关系 典型的橡胶支座拉伸应力应变关系曲线如图1 所示基于图1所示的橡胶座拉伸应力应变关系，可 采用图2(a)所示的应力应变模型表示支座非线性变 形领域拉伸状态的应力应变关系，这种模型定义为双 刚度模型．OA段为弹性段，当拉伸应力超过屈服应 力点A后，进入非线性AB段．图2(b)所示的应力 应变关系汁算模型为原点拉伸刚度模型，分析模型 OA弹性段和．413非线性段与双刚度模型的区别之 处在于拐点A的位置固定在巩=G(G为橡胶剪切模 图1橡胶支座拉伸应力应变关系曲线 1 Tensionstress-straincurve01rubber Fig bearings 量，单位N／ram2)处，OA弹性段的刚度为橡胶座拉 伸初始刚度K。，按橡胶支座纯拉伸状态下的竖向刚度理论计算式和拉伸刚度因子计算式计算‘4。5lAB非 收稿FI期：2005、10一21． 基金项目：国家自然科学基金资助项目 作者简介：韩强(1974)，男，河南新县人．博士生 万方数据 第3期 韩强等：橡胶隔震支座拉伸性能试验研究 线性段的刚度K。。按原点拉伸刚度汁算 f I 考 i 扭)et％ (b)￡／％ 图2拉伸刚度应力应变模型 Fig．2Tenmonstiffne自sstre*strainmodd 2试验评价方法 橡胶座在拉伸应力1--2N／mm2时即进入非线性变形