莎车叠层橡胶隔震支座低温性能试验揭示的基本规律

在所有已开发成功的减震控制技术中，基础隔震技术以其造价相对低廉、性能稳定，被许多国家较早地应用于实际工程中。但是，许多抗震设防区冬季的气温相当低，随着使用环境温度的变化，叠层橡胶隔震器的力学性能会有所改变。相比之下，现有文献对高温环境下橡胶隔震器的力学性能给予了较多关注。而对于低温环境下莎车橡胶隔震支座力学性能的研究却很少见报道。

为满足寒冷地区应用隔震技术的需要，对叠层橡胶隔震支座分别在零下二十度、零下三十五度、零下五十度的低温环境下进行压剪组合状态下的往复试验，获得了在该低温温度区间内橡胶隔震支座应变率分别为50%、100%、150%、2005以及250%时的数十条滞回曲线，并与室温下的相应指标进行对比。

叠层橡胶隔震支座低温性能试验

试验设备与试件简介

本试验在自制的橡胶隔震支座检测设备上进行。该设备利用一个经过杠杆系统放大的千斤顶作为竖向加载装置，大可以提供2000KN的竖向荷载。另采用水平安装的千斤顶在水平方向施加水平往复推力。在该设备中，竖向滑箱的底面为橡胶隔震器的顶端提供了固定端，限制了隔震器顶部的转动和水平向的平动。同时，侧面的滚动轴承可以减小竖向荷载的传递损失，保证竖向千斤顶的力能比较忠实地施加给隔震器。

水平滑箱的顶面限制了隔震器底部的转动，滑箱下部的滚动轴承减小了水平千斤顶的加载阻力。由于滑箱下部轴承尚需承担隔震器传来的竖向荷载，底部滑轨的局部承压刚度问题较为突出。本文的设备中，滑箱下部轴承采用了滚柱，数据采集由7V08数据采集仪完成。低温环境由零下八十度的冷冻机提供。测温仪器是测量范围零下六十到一百的温度传感器。

叠层橡胶隔震支座进行了多种力学性能指标的试验。本文仅以隔震器应变率100%为例，对涉及滞变阻尼测定的试验方案作以下简单论述：

1、按预定的低温温度标准，将橡胶隔震支座放在冷冻机中，冷冻24h。考虑到试件从冷冻机中取出后的搬运、安装过程中温度升高的因素，设定冷冻机温度时，对零下二十度、零下三十五度、零下五十度三个温度标准值，分别降低1度、2度、3度。

2、在试验机的醒目位置标出加载正、反方向和位移正负方向。

3、从冷冻机取出试件后，套上绝热棉垫、迅速搬运，并安装就位。

4、检查位移计，调整正向加载千斤顶的位置，取出反向加载传感器。

5、竖向加载到1000KN，加载时力求平稳匀速。

6、水平正向加载至上下板产生85mm的位移时，后停止加载。加载过程中，记录位移每增加2mm时加载传感器测得的加载水平力，并纪录下正向总加载持续时间。

7、调整反向加载千斤顶位置，装好反向加载传感器，取出正向加载传感器。

8、水平反向加载至上下板产生-85mm的位移后停止加载，加载过程中，记录反向位移每增加2mm时加载传感器测得的加载水平力，并纪录下反向总加载持续时间。

虽然滞回曲线随着试件、温度和应变率的不同而有一定的变化，但将零下五十度的寒冷环境下试验所得到的初始刚度平均值等主要参数与室温下试验的结果对比，可以揭示如下的基本规律：

1、在零下五十度的寒冷环境下，所试验的两个叠层橡胶隔震支座平均初始刚度比室温下的对应值上升17%。

2、低温不提高莎车橡胶支座的强度

3、由于低温使橡胶隔震支座的初始刚度提高，代入隔震结构直接动力分析模型后，可知该变化相应地会使隔震层位移下降，同时上部结构层间剪力响应略有上升。