厚层铅芯橡胶支座竖向刚度试验结论

在进行隔震结构振动台试验时，受橡胶制作工艺的限制，缩尺小支座的单层橡胶厚度相对较大，第1形状系数S较小，形成厚层铅芯橡胶支座。使用高度和直径均为18 mm的小支座进行了振动台试验，仅模拟了支座的屈服后刚度。目前有关厚层橡胶支座的研究比较有限﹐对厚层铅芯橡胶支座的研究较少，厚层铅芯橡胶支座基本力学性能的变化规律是竖向隔震和隔震结构振动台试验亟待解决的关键问题。本文设计了3种不同单层橡胶厚度的厚层铅芯橡胶支座并进行基本力学性能试验，分析竖向性能与水平性能的压应力和剪应变相关性，提出了关于厚层铅芯橡胶支座竖向刚度的拟合公式。

通过对3种不同单层橡胶厚度的厚层铅芯橡胶支座基本力学性能进行试验研究，对比分析其力学性能和理论计算公式的差异，可以得出以下结论：

(1)TLRB支座在竖向压缩试验中产生较大的竖向位移，使得支座在竖向压力作用下具有一定的阻尼特性。

(2)TLRB支座的竖向刚度随压应力的增大呈减小的趋势，单层橡胶越厚，竖向刚度越小。采用现有竖向刚度计算公式计算TLRB支座的竖向刚度时，需进行修正，给出的竖向刚到拟合公式较好。

(3)TLRB支座的水平等效刚度、屈服后刚度、等效阻尼比均随剪应变的增大而减小；随压应力的增大，水平等效刚度的屈服力主要和铅芯直径相关，与剪应变和压应力的相关性不大。

(4)现有普通铅芯橡胶支座水平性能的计算公式应用于厚层铅芯橡胶支座时存在一定的误差，其适用性有待进一步研究。在橡胶总厚度一定的情况下，单层橡胶厚度的变化对支座水平性能的影响较小。

铅芯橡胶支座是目前国内外隔震结构设计中应用最广的一类隔震装置和弱连接装置，被广泛应用于新建隔震结构，加固改造工程以及连廊、雨篷、网架屋盖等与主体结构之间。橡胶隔震支座是目前世界范围内各类隔震结构中最常用的一类隔震装置，主要包括天然橡胶支座、铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座及各类改进型支座。