橡胶支座剪切刚度

建筑隔震橡胶支座质量要求和检验标准概述及解释说明1. 引言1.1 概述建筑隔震橡胶支座作为一种重要的结构材料，在建筑工程中扮演着关键的角色。

它们被广泛应用于各类桥梁、高层建筑和工业设施等结构中，用于降低地震和振动对建筑物的影响，提供良好的抗震性能。

本文旨在综述建筑隔震橡胶支座质量要求和检验标准，以帮助人们更好地了解这一材料并确保其安全可靠使用。

1.2 文章结构本文共分为五个部分。

首先是引言部分，简要介绍文章的背景和目的。

接下来，在第二部分我们将详细介绍建筑隔震橡胶支座的质量要求和检验标准。

第三部分将解释说明建筑隔震橡胶支座的定义、作用以及类型与分类。

在第四部分，我们将讨论检验建筑隔震橡胶支座质量的方法和步骤包括外观检查、力学性能检测以及化学性能检测等。

最后，在结论部分，我们将总结全文的内容，并提出一些相关建议。

1.3 目的本文的目的是为读者提供关于建筑隔震橡胶支座质量要求和检验标准的详细了解。

通过该文章，读者将可以掌握建筑隔震橡胶支座的基本知识，了解其在建筑工程中所起到的作用，并且能够学习如何对这一材料进行质量检验和评估。

希望本文能够帮助相关从业人员更好地应用和管理建筑隔震橡胶支座，确保其符合相应的质量标准。

2. 建筑隔震橡胶支座质量要求和检验标准：建筑隔震橡胶支座是一种用于减震和抗震的重要构件，为确保其正常运行和安全性能，有必要制定相应的质量要求和检验标准。

本节将介绍建筑隔震橡胶支座的质量要求以及检验标准。

2.1 质量要求：建筑隔震橡胶支座的质量要求可从以下几个方面考虑：1. 材料质量：建筑隔震橡胶支座所使用的橡胶材料应具备良好的弹性、耐久性和化学稳定性。

其材料应符合相关国家或行业标准，并通过必要的试验评估其物理力学性能、化学成分等指标。

2. 结构设计：建筑隔震橡胶支座在设计时应满足相应载荷下的强度与刚度需求，且形状尺寸合理。

其设计应考虑到受力情况、环境条件等因素，在充分发挥其隔震作用的同时，保证结构的稳定安全。

板式橡胶支座dm3计算公式
板式橡胶支座是建筑结构中的一种重要支座，主要用于减震和传递荷载。

在计算板式橡胶支座dm3时，需要掌握一定的计算公式。

下面是板式橡胶支座dm3计算公式及其解释：
1. 荷载计算公式
荷载计算公式是板式橡胶支座dm3计算的重要基础，其计算公式如下：Q = k * Δ
其中，Q为荷载大小，单位为kN；k为支座刚度系数，单位为kN/mm；Δ为变形量，单位为mm。

2. 支座刚度系数计算公式
支座刚度系数是指支座承受荷载产生弹性变形的能力，其计算公式如下：
k = (E * A) / H
其中，E为橡胶支座的弹性模量，单位为MPa；A为支座的横截面积，
单位为mm²；H为支座的厚度，单位为mm。

3. 橡胶支座的弹性模量计算公式
弹性模量是指材料在受力时产生的弹性变形比例，是衡量材料抗弯曲、抗拉伸的重要参数。

橡胶支座的弹性模量计算公式如下：
E = (P1-P2) / (ε1-ε2)
其中，P1和P2分别为材料两个不同应力状态下的应力，单位为MPa；ε1和ε2分别为材料两个不同应力状态下的应变，无量纲。

4. 支座变形量计算公式
支座的变形量是指在承受荷载时产生的变形情况，是支座设计中需要
考虑的重要参数。

支座的变形量计算公式如下：
Δ = Q / k
其中，Q为荷载大小，单位为kN；k为支座刚度系数，单位为kN/mm。

以上就是板式橡胶支座dm3计算公式的详细介绍。

在实际应用中，需
要根据具体情况进行合理的参数选择和计算，以确保支座能够正常承
受荷载并产生预期的减震效果。

midas Civil 技术资料----盆式橡胶支座刚度计算及设置目录midas Civil 技术资料1 ----盆式橡胶支座刚度计算及设置 1 1 概述2 1.1盆式橡胶支座简介 2 1.2 分类 2 1.3结构形式2 1.4相关规范条文对盆式支座选用的规定 4 2 利用midas Civil 模拟普通盆式支座 4 3利用midas Civil 模拟抗震型盆式支座5 3.1反应谱法分析 5 3.2非线性时程分析6 4 例题-盆式橡胶支座的模拟7 4.1不同边界模拟方式 7 4.2模型简介及支座初选 10 4.3支座参数修正 11 5小结 13 参考文献13北京迈达斯技术有限公司 桥梁部2013/04/281 概述1.1盆式橡胶支座简介与普通金属支座相比，橡胶支座具有构造简单，加工方便，造价低，支座高度小，安装便捷等优点。

此外，橡胶支座能方便地适应各方向上的变形，故适合应用户各类变宽桥、斜桥、弯桥等工程[1]P174。

目前应用于桥梁支座的橡胶主要是化学合成的氯丁橡胶（适用温度：-25℃至60℃），三元乙炳橡胶及天然橡胶（适用温度：-40℃至+60℃）。

盆式橡胶支座的主要特点：（一）将纯氯丁橡胶块放置在钢制的凹形金属盆内，由于橡胶处于有侧向受压状态，大大提高了支座的承载能力；（二）金属盆顶面的聚四氟乙烯板与不锈钢板相对摩擦系数小，使活动支座满足了梁的水平移动的要求。

1.2 分类根据通用的使用性能，盆式橡胶支座可分为：（1）双向活动（SX）：具有竖向承载、竖向转动和多向滑移性能（多向滑动铰支座）；（2）单向活动（DX）：具有竖向承载、竖向转动和单一方向滑移性能（单向滑动支座）；（3）固定（GD）：具有竖向承载和竖向转动性能（固定铰支座）1.3结构形式双向活动支座、单向活动支座的滑动向位移量分为五级：±50mm，±100mm，±150mm，±200mm，±250mm。

橡胶支座规格参数橡胶支座是指由橡胶和金属组成的一种结构支撑件，通常用于建筑结构的减震和隔振作用。

橡胶支座不仅能够提供稳固的支撑，还能够有效减少地震等外部震动对建筑结构的影响，保护建筑物和设备的安全。

一、橡胶支座的分类根据其结构和用途，橡胶支座可以分为固定型橡胶支座和滑动型橡胶支座。

其中固定型橡胶支座适用于固定支座的结构，而滑动型橡胶支座适用于可滑动支座的结构。

二、橡胶支座的规格参数1. 承载能力：橡胶支座的承载能力是指其能够承受的最大静载荷和动载荷。

通常以公斤或吨为单位进行表示。

2. 压缩变形：橡胶支座在受力时会产生一定程度的压缩变形，其压缩变形量通常以毫米为单位进行表示。

3. 横向变形：橡胶支座在承受横向力作用时会发生一定程度的横向变形，其横向变形量通常以毫米为单位进行表示。

4. 垂直换向刚度：橡胶支座在垂直方向上的刚度，通常以千牛为单位进行表示。

5. 摩擦系数：对于滑动型橡胶支座，其摩擦系数是一个重要的参数，用于描述支座在受力时的滑动性能。

以上是橡胶支座的一些常见规格参数，不同的橡胶支座在实际应用中可能会有所差异。

三、橡胶支座的选用原则1. 根据建筑物的结构和承载情况选择合适的橡胶支座承载能力和变形量。

2. 根据建筑物所处的地理位置和地震烈度，选择具有相应承载能力和减震效果的橡胶支座。

3. 对于需要滑动支座的建筑结构，要根据摩擦系数和支座的滑动性能进行选择。

四、橡胶支座的应用范围橡胶支座广泛应用于建筑物、桥梁、管道、机械设备等领域，具有减震、隔振和支撑的作用。

特别是在地震频繁的地区和对振动敏感的设备上，橡胶支座的作用尤为重要。

五、总结橡胶支座作为一种重要的结构支撑件，在建筑结构中起着至关重要的作用。

通过合理选择橡胶支座的规格参数，可以有效保障建筑物和设备的安全稳定运行。

在实际应用中，需要根据具体的情况和要求来选择合适的橡胶支座，以确保其具有良好的减震和支撑效果。

一、公路桥梁板式橡胶支座(JT/T4)的工作原理1、普通板式橡胶支座由多层橡胶片与加劲钢板钢板，且钢板全部包在橡胶弹性材料内形成的橡胶支座。

板式支座具有足够的竖向刚度以承压垂直荷载，能将上部构造的反力可靠地传递给墩台，有良好的弹性，以适应梁端的转动；又有较大的剪切变形以满足上部构造的水平位移。

2、四氟乙烯板式橡胶支座是在普通板式橡胶支座上粘接一层厚1.5-3mm的聚四氟乙烯板而成。

除具有普通板式橡胶支座的竖向刚度与弹性变形，能承受垂直荷载及适应梁端转动外，因四氟乙烯与梁底不锈钢板间的低摩擦系数（μ≤0.08）可使桥梁上部构造的水平位移不受限制。

请参考:板式橡胶支座的应用范围及四氟乙烯橡胶支座及安装技术二、公路桥梁板式橡胶支座代号及表示方法根据桥梁板式橡胶支座的结构型式分类如下: 球冠圆板式橡胶支座(TCYB系列) 普通板式橡胶支座--- 矩形普通板式橡胶支座(GJZ系列) 圆形普通板式橡胶支座(GYZ系列) 板式橡胶支座圆形四氟板式橡胶支座(GYZF4系列) 聚四氟乙烯板式橡胶支座--- 矩形四氟板式橡胶支座(GJZF4系列) 球冠四氟板式橡胶支座(TCYBF4系列)由于板式支座本身具有足够的竖向刚度，可以满足较大垂直荷载，并具有良好的弹性以适应梁端的转动。

还具有较大的剪切变形以满足上部构造的水平位移；可以产生很好的防震作用，能减轻动载对上部构造与墩台的冲击作用。

由于板式橡胶支座具有水平剪切的各向同性，能良好传递上部构造多的变形。

在弯、斜桥的使用中优点突出。

该产品除具有普通支座的功能外，还具有在梁端作用力作用时通过球形表面橡胶层调整受力中心的位置，逐渐将力扩散到圆板式橡胶支座的钢板和橡胶层，使支座受力均匀，尤其适用于斜交桥，立交桥等坡度桥的场所。

三、板式橡胶支座按胶种适用温度分类如下:a、氯丁橡胶: 适用温度+60℃∽-25℃b、天然橡胶: 适用温度+60℃∽-40℃c、三元乙丙橡胶四、板式橡胶支座的适用范围1、公路桥梁板式橡胶支座适用于跨度小于30m、位移量较小的桥梁.不同的平面形状适用于不同的桥跨结构,正交桥梁用矩形支座;曲线桥、斜交桥及圆柱墩桥用圆形支座.2、四氟板式橡胶支座适用于大跨度、多跨连续、简支梁连续板等结构的大位移量桥梁.它还可用作连续梁顶推及T型梁横移中的滑块.矩形、圆形四氟板式橡胶支座的应用非别与矩形、圆形普通板式橡胶支座相同.板式橡胶支座的安装与施工方法五、公路桥梁板式橡胶支座的两种安装与施工方法现浇梁安装桥梁普通板式橡胶支座比较方便，在施工程序如下:保持墩台垫石顶面清洁。

橡胶支座的刚度公式来自基本力学公式：
水平方向弹簧系数：Ks=A*G/t
其中：t为各层橡胶板总厚度。

A是橡胶的面积，G是橡胶的剪切模量，是给定的基本材料参数。

竖直方向弹簧系数：Kv=A*E/t
其中：t为各层橡胶板总厚度。

A是橡胶的面积。

橡胶支座的等价弹性模量E=（3+6.58*S^2)*G
其中，G是橡胶的剪切模量。

S是橡胶支座的形状系数，被拘束的橡胶面积与单层橡胶板自由膨胀的面积之比。

S=a*b/（2*（a+b）*te）
其中，a，b是橡胶的边长，te是单层橡胶的厚度。

板式橡胶支座
杨氏模量 6Mpa
剪切模量1.2Mpa
体积模量 1100Mpa
泊松比在0.6-0.8之间
t=0.03482m E=。

铅芯橡胶支座的参数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述铅芯橡胶支座是一种常见的结构支座，广泛应用于建筑和桥梁工程中。

它由铅芯和橡胶材料组成，具有良好的减震和吸能性能，可有效减少建筑物或桥梁在地震或其他荷载下的振动。

橡胶材料在铅芯橡胶支座中起到了重要的作用。

橡胶具有较好的弹性和耐久性，可以承受高压力和变形，并且能够吸收和分散荷载，减少结构的应力集中。

铅芯则能够提供较大的变形和位移能力，使支座能够适应结构的变形，保证结构的安全性和稳定性。

铅芯橡胶支座的参数主要包括承载能力、刚度和阻尼等指标。

承载能力是指支座能够承受的最大荷载，其大小决定了支座在实际工程中的使用范围。

刚度则反映了支座的变形能力，它与支座的弹性特性密切相关。

阻尼是指支座在振动过程中对能量的吸收和耗散能力，影响着结构的减震效果。

除了这些基本参数外，铅芯橡胶支座还有其他一些重要的设计参数，例如支座的几何尺寸、橡胶材料的硬度和黏度等。

这些参数的选择和确定需要综合考虑结构的特点、设计要求和实际条件，以确保支座能够满足结构的使用需求。

在本文中，将详细介绍铅芯橡胶支座的各项参数及其设计原则，以及在实际工程中的应用和发展。

通过对这些参数的深入了解，可以为工程师和设计师在建筑和桥梁工程中正确选择和使用铅芯橡胶支座提供参考和指导。

1.2文章结构本文将对铅芯橡胶支座的参数进行详细介绍和探讨。

具体而言，本文将从引言开始，概述铅芯橡胶支座的背景和应用领域。

接着，文章将介绍本文的结构以及各个部分的内容安排，以帮助读者快速了解本文的架构和目标。

然后，正文将分为两个部分，分别讨论铅芯橡胶支座的参数1和参数2。

每个部分将详细介绍参数的定义、影响因素以及其在实际应用中的意义和作用。

最后，文章将总结全文的要点，对铅芯橡胶支座的参数进行综合评价，并展望其未来的发展方向。

通过本文的阅读，读者将能够全面了解铅芯橡胶支座的参数，对其应用和研究具有更深入的认识。

1.3 目的本文的目的是对铅芯橡胶支座的参数进行深入研究和分析。

桥梁板式橡胶支座由多层香蕉片与薄钢板硫化，粘合而成，它有足够的竖向刚度，能将上部构造的反力可靠地传递给墩台，具有良好的弹性，以适应两端的转动，同时又有较大的剪切变形能力，以满足上部构造的水平位移在上述的板式橡胶表面粘覆一层厚1.5mm—3mm的聚四氟乙烯板，就制作成聚四氟乙烯板式橡胶支座，它除了具有竖向刚度与弹性变形，能承受垂直荷载及适应两端转动外，因聚四氟乙烯板的低摩擦系数，可使梁端在四氟板表面自由滑动，水平位移不受限制，特别适宜中、小荷载，大位移量的桥梁使用板式橡胶支座不仅技术性能优良，还具有构造简单，价格低廉，无需养护，易于更换，缓冲隔振，建筑高度低等特点，因而在桥梁界颇受欢迎，被广泛应用。

板式橡胶支座的分类及表示方法：圆形板式橡胶支座：GYZ直径*厚(高)度mm，矩形板式橡胶支座：GJZ长度*宽度*高(厚)度，公路桥梁板式橡胶支座的代号及表示方法例:公路桥梁矩形普通氯丁橡胶支座:短边尺寸为:2600mm,长边为400mm,厚度48mm,表示为:GJZ260*400*47(CR)板式支座按胶种适用温度分类如下:氯丁橡胶: 适用温度+60℃∽-25℃b、天然橡胶: 适用温度+60℃∽-40℃c、三元乙丙橡胶: 适用温度+60℃∽-45℃示例1：公路桥梁矩形普通氯丁橡胶支座，短边尺寸为550mm，长边尺寸为400mm，厚度为50mm，表示为GJZ550×400×50(CR)。

示例2：公路桥梁圆形四氟滑板天然橡胶支座，直径为400mm，厚度为50mm，表示为：GYZF4 400×50(NR)。

根据公路桥梁板式橡胶支座的结构型式分类如下:普通板式橡胶支座、矩形普通板式橡胶支座(GJZ系列)、圆形普通板式橡胶支座(GYZ系列)、板式橡胶支座圆形四氟板式橡胶支座(GYZF4系列、球冠圆板式橡胶支座(TCYB系列) ) 聚四氟乙烯板式橡胶支座、矩形四氟板式橡胶支座(GJZF4系列) 、球冠四氟板式橡胶支座(TCYBF4系列) 由于板式支座本身具有足够的竖向刚度，可以满足较大垂直荷载，并具有良好的弹性以适应梁端的转动。

橡胶剪切模量和硬度
橡胶的剪切模量是指在受到剪切力作用时，橡胶材料产生的应力和应变之间的比值。

剪切模量可以反映橡胶材料在受到剪切应力时的变形能力，通常用来衡量橡胶材料的柔软度和变形性能。

剪切模量越小，表示材料越容易变形，具有更好的柔软性。

橡胶的硬度是指橡胶材料抵抗外部力量压缩变形的能力。

硬度通常用来描述橡胶材料的坚硬程度，常见的硬度测试方法包括杜氏硬度、洛氏硬度和布氏硬度等。

硬度测试可以帮助我们了解橡胶材料的耐磨性、耐压性以及适用范围。

一般来说，硬度越高的橡胶材料抗压能力越强，但可能会降低其柔软性。

总的来说，剪切模量和硬度都是描述橡胶材料力学性能的重要参数，剪切模量反映了橡胶材料的柔软性和变形能力，而硬度则反映了橡胶材料的坚硬程度和抗压能力。

这两个参数在工程设计和材料选择中都具有重要的参考价值。

橡胶支座水平刚度-概述说明以及解释1.引言1.1 概述橡胶支座是一种常见的结构支座，广泛应用于桥梁、建筑等工程结构中。

它具有承载荷载、减震、隔振等重要作用。

橡胶支座的水平刚度是评价其抗水平位移能力的重要指标，对结构的安全性和稳定性具有重要影响。

本文将从橡胶支座的定义和作用、水平刚度的影响因素、计算方法等方面进行深入探讨，旨在全面了解橡胶支座水平刚度的重要性，为相关工程实践提供参考依据。

1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，将对橡胶支座水平刚度进行概述，介绍文章的结构和目的。

在正文部分，将分为三个小节来讨论橡胶支座的定义和作用、影响橡胶支座水平刚度的因素以及计算橡胶支座水平刚度的方法。

在结论部分，将总结橡胶支座水平刚度的重要性，展望其未来发展，并进行最终的结论总结。

1.3 目的本文的目的是探讨橡胶支座水平刚度在建筑结构中的重要性和作用。

通过分析橡胶支座的定义、水平刚度的影响因素以及计算方法，我们希望能够帮助读者更好地了解橡胶支座在建筑工程中的应用，以及如何有效地设计和选择橡胶支座，从而提高结构的稳定性、安全性和耐久性。

同时，我们也希望通过本文的总结和展望，为未来橡胶支座水平刚度研究提供一定的参考和启示。

2.正文2.1 橡胶支座的定义和作用橡胶支座是一种用于建筑物或桥梁结构中的支撑装置，主要作用是承受结构的荷载并能够在一定程度上减震和减振。

橡胶支座通常由一层或多层橡胶材料和金属板组成，具有一定的弹性和变形能力。

橡胶支座的主要作用包括：1. 承载荷载：橡胶支座可以将建筑物或桥梁的荷载传递到支座下的结构或地基上，起到支撑作用。

2. 减震和减振：橡胶支座具有一定的弹性，能够在结构受到外部震动或振动时吸收部分能量，减轻结构的震动幅度，提高结构的稳定性和安全性。

3. 补偿变形：在建筑物或桥梁受到温度变化、沉降或地震等引起的变形时，橡胶支座能够通过自身的弹性变形来补偿结构的变形，保证结构的整体稳定性。

橡胶隔震支座剪切变形下的竖向拉伸刚度党育;许强【摘要】建立橡胶支座的分析模型,根据支座的变形协调和受力平衡条件,推导出不同拉力时支座竖向拉伸刚度的计算公式,据此分析一个实际的橡胶隔震支座剪切变形下的竖向拉伸性能.结果发现:在剪切变形下,当拉力小于临界值,即橡胶剪切模量与修正的支座剪切面积的乘积时,支座的竖向拉伸性能不是压缩性能的镜像;当拉力大于临界值时,竖向拉伸性能的变化与竖向压缩性能类似,但竖向拉伸刚度远小于竖向压缩刚度.此外,与纯拉伸相比,支座在拉剪作用下容许发生更大的竖向位移,因此,支座在拉剪作用下会改善橡胶层受拉而破坏的情况.【期刊名称】《兰州理工大学学报》【年(卷),期】2018(044)004【总页数】7页(P121-127)【关键词】橡胶支座;拉伸刚度;剪切变形;竖向位移【作者】党育;许强【作者单位】兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州 730050【正文语种】中文【中图分类】TU312;TU352橡胶隔震支座已广泛应用于建筑、桥梁.在高层隔震建筑中,地震作用下部分支座可能会受拉,此时支座发生较大的水平位移.由于支座一旦受拉屈服,橡胶层会产生空洞从而影响支座的性能[1],因此支座拉剪性能并不能像纯拉伸性能或压剪性能一样容易用实验测出.设计时为了限制支座发生受拉破坏,通常对支座受拉有严格的规定,如中国抗震规范规定,支座拉应力在1.0 MPa以内[2],日本规定支座的极限拉伸变形为橡胶总厚度的5%[3].但在一些振动台实验中发现,隔震支座发生较大水平位移时,即使隔震支座的拉应变达到了20%～40%,远超过极限拉伸应变,而隔震支座均未失效[4].说明拉剪状态下的隔震支座性能,理论与实际情况仍有差别.因此,明确支座在剪切变形下的拉伸性能，计算其竖向刚度，对隔震技术在高层建筑中的进一步推广具有重要意义.受实验装备缺乏与有限元模拟困难的制约,橡胶隔震支座的拉剪性能研究相对不完善.目前对于支座拉剪刚度的计算方法中, 通常还是假设竖向拉伸性能与竖向压缩性能类似,而支座的拉剪性能试验,多数还是振动台的定性试验.Uryu[5]提出了一个橡胶隔震支座拉伸刚度的计算公式：Kt=EtA/tr其中:Et为橡胶拉伸弹性模量；A为橡胶横截面面积；tr为橡胶总厚度.该公式实际上假设竖向拉伸刚度与竖向压缩刚度类似.闫维明等[6]采用Koh-Kelly 双弹簧模型,推导了橡胶隔震支座拉伸刚度理论计算公式,并与ABAQUS 数值模拟结果和试验结果进行对比.Yang等[7]基于橡胶支座拉伸的应力应变关系,提出了橡胶支座拉伸刚度的双刚度和原点拉伸刚度模型,并采用天然橡胶支座和铅芯橡胶支座进行试验分析,结果表明计算结果与实测值吻合.以上的研究中,或者认为支座的拉剪性能与纯拉伸性能类似,对支座的竖向纯拉伸刚度进行修正;或者认为支座在拉剪作用下的性能与压剪作用下类似,直接采用压剪理论分析.从支座拉剪性能的试验研究来看,刘琴[8]完成了支座剪切变形下极限拉伸破坏试验,发现极限拉应力随剪切变形的增大不断减小.Miyama等[9]对一个隔震钢框架结构完成了振动台试验.试验中当隔震支座发生较大水平位移时,拉伸应变达到17%,但隔震支座未失效.类似地,Fu[10]对一个隔震钢框架模型完成了三维振动台试验.罕遇地震时,支座的最大拉伸应变达到了30%,隔震支座未失效.Nimura[11]用振动台试验模拟细长隔震结构的地震响应,支座拉伸应变达到了41.8%,但隔震支座未失效.从以上试验来看,橡胶隔震支座在剪切变形下的拉伸极限应变远大于纯拉伸时的极限应变,支座拉剪时的性能并不能用纯拉伸性能相比拟.本研究建立橡胶支座的分析模型,根据支座的变形协调和受力平衡条件,推导出不同拉力时支座竖向拉伸刚度的理论计算公式,据此分析一个实际的橡胶隔震支座的拉剪力学性能,讨论拉力和剪切变形对竖向拉伸刚度的影响,并将拉剪性能与压缩性能进行比较.1 橡胶隔震支座拉剪作用下的计算模型可将橡胶隔震支座看作连续梁,底端固定；顶端可发生水平移动,但不能转动.支座顶部承受外荷载为拉力T、剪力Fh和弯矩M1.计算模型见图1a.图1 支座的计算模型和内力图计算模型Fig.1 Calculation model of rubber isolative seating and calculation model of internal force diagram of rubber seating假设各截面变形满足平截面假定,支座任一截面x处的水平位移和转角分别表示为v和ψ,则截面的剪切变形γ1可表示为γ1=v′-ψ(1)按照材料力学的原理,截面x处的剪力V和弯矩M可表示为V=GAs·γ1=GAs(v′-ψ)(2)M=EIsψ′(3)其中：GAs为支座的剪切刚度;EIs为支座的转动刚度.GAs、EIs分别表示为[12-13]：(4)EIs=0.(5)式中：G为剪切模量；A为截面面积；h为支座的高度；tr为橡胶总厚度；E为杨氏模量；I为截面惯性距；S1为支座的第一形状系数.选取OX部分作为隔离体,如图1b所示.假设支座转角很小,则列出平衡方程为将式(2,3)代入式(6),整理后可得同时,根据支座的几何变形特点,支座在剪切变形时的竖向位移为[14](2v′-ψ)ψdx(8)δv由支座剪切变形引起,本文中称为转动竖向位移.2 剪切变形下支座的竖向拉伸刚度从式(7a，7b)可看出,T=GAs时,方程为病态,说明T=GAs是临界状态.以T=GAs为分界点,分3种情况讨论支座的竖向拉伸刚度.1) 0<T<GAs式(7)可写为其中：支座的边界条件为v(0)=0, ψ(0)=0, ψ(h)=0, H0=Fh(11)求解方程式(9)得其中：(13)由方程(12a)可得支座顶部的水平位移：(14)将式(12)代入式(8),化简可得支座顶部的转动竖向位移为(15)其中：(16)式(15)中Fh和T项可由式(14)中δh替换,简化得γ2(17)γ为支座总剪切应变：γ(18)因此,支座在拉剪下的竖向位移可表示为纯拉伸竖向位移与转动竖向位移的叠加,故：δsv=δtv+δv(19)其中,δtv为纯拉伸时支座的竖向位移：(20)Kvt0为纯拉伸竖向刚度,可表示为(21)其中：(22)Eb与Et分别为橡胶拉伸体积弹性模量和纯拉伸状态弹性模量[5],可取Et=0.和Eb0=200 N/mm2,k为橡胶硬度修正系数.不考虑橡胶的硬度变化,k=1.由此,0<T<GAs时,橡胶支座在剪切变形下的等效竖向拉伸刚度可表示为(23)2) T=GAs利用边界条件(11),求解式(6)得将式(24)代入式(8),可得支座顶部的转动竖向位移δv=0.说明当T=GAs时,支座不发生转动,支座的竖向位移仅为纯拉伸竖向位移δsv=δtv.3) T>GAs与0<T<GAs时的求解过程类似,解式(7)得其中：(26)β如式(10b)所示.将式(25)代入式(8),得支座顶部的转动竖向位移为γ2(27)与T<GAs时类似,支座在拉剪状态下的竖向位移可表示为纯拉伸竖向位移与转动竖向位移的叠加,如式(19)所示.需要注意的是,当T>GAs时,支座的竖向拉伸刚度表现为强非线性,此时的竖向拉伸刚度与T<GAs并不相同.用Yang等[6]提出的修正系数μσ对T<GAs时的Kvt0进行修正,支座在T>GAs 时支座的竖向纯拉伸刚度为Kvt0,s=μσKvt0(28)其中：μσ=-0..1GAs<T<5GAs(29)由此,类似于T<GAs时的情况,可按式(23)得到T>GAs时的支座在剪切变形下的等效竖向拉伸刚度.3 数值分析及讨论依据以上的竖向拉伸刚度公式,对一实际的橡胶支座在拉剪作用下的力学性能进行讨论.橡胶支座内部参数见表1.表1 橡胶支座内部参数Tab.1 Internal parameters of rubber seating参数数值参数数值橡胶剪切模量G/MPa0.61支座直径/mm280钢板层数19单层钢板厚度/mm2橡胶层数20单层橡胶厚度/mm10上、下钢板厚度/mm21支座高度h/mm2383.1 拉力与剪应变对支座转动竖向位移的影响影响支座竖向拉伸刚度的关键是支座的转动竖向位移δv,它表示橡胶层转动产生的竖向位移,实质上体现了支座剪应变对支座拉伸刚度的影响.选取拉力T为0.5GAs、0.7GAs、0.9GAs、1.5GAs、2.0GAs和2.5GAs,并设定支座剪应变γ从0增加至250%,将表1的相关支座参数分别带入式(17)和式(27),可得在不同拉力作用下,转动竖向位移与剪应变的关系曲线,如图2所示.从图2可看出,当T<GAs时,δv为负值,并随拉力增大而减小.由式(12b)可知在此受力阶段各截面的转角值为正值,即橡胶层发生水平向下的倾斜.当T>GAs时,δv为正值,并随拉力增大而增大.由式(25b)可知在此受力阶段各截面的转角值为负值,即橡胶层发生水平向上的倾斜.图2 不同拉力作用下支座转动竖向位移与剪应变的关系Fig.2 Dependence of rotational vertical displacement on shearing strain in case of different tensile force action3.2 拉力与剪应变对支座竖向拉伸刚度的影响先讨论T<GAs的情况,分别取拉力T为0.5GAs、0.7GAs、0.9GAs和0.99GAs,带入式(23),得到不同拉力时,Kvt/Kvt0与支座剪应变γ的关系,见图3.从图3a～c可看出,当T<GAs,竖向拉伸刚度曲线出现了奇点.在此处,Kvt/Kvt0的值有跳跃,从较大的正值突然变为较大负值,并且支座竖向刚度Kvt远大于或远小于支座纯拉刚度Kvt0 ,这与实际情况不符.同时,奇点的位置随拉力增加向右移动,但当拉力接近GAs时,Kvt/Kvt0 随剪应变单调增加.图3出现奇点,原因是当支座在拉剪作用下,支座竖向位移δsv是纯拉伸竖向位移δtv与转动竖向位移δv的叠加,其中δtv为正值;而由图2可知,在T<GAs时,δv为负值.两者叠加为0处,即为奇点.并且δtv随拉力增加而增大,δv随剪切变形增加而增大.故在图2中显示为拉伸刚度的奇点位置随拉力的增大而向右移动.当拉力趋于GAs时,δv小于数值δtv,此时拉伸刚度曲线上的奇点消失.因此,在T<GAs时,为消除奇点,可利用差分的方法的对Kvt进行修正：(30)其中：T+为T增加一个给定的微小值ΔT;T-为T减一个微小值ΔT,ΔT可取0.01 MPa;、分别为拉力T+、T-对应的支座竖向位移.由此,得到T<GAs时,支座在不同拉力下Kvt/Kvt0与γ的关系,如图4所示.图3 T<GAs时,支座在不同拉力下Kvt/Kvt0与γ的关系Fig.3 Dependence of ratio Kvt/K vt0 on γ of rubber seating in case of different tensile forces at T<GAs图4 修正后的T<GAs时,支座在不同拉力作用下Kvt/Kvt0与γ的关系Fig.4 Dependence of ratio Kvt/Kvt0 on γ of rubber seating in case of different tensile forces at T<GAs after correction of K由图4可看出,此时曲线无奇点,Kvt/Kvt0 随拉力增加而减小,但受拉力的影响很小,且支座的竖向拉伸刚度总小于纯拉伸刚度;同时,Kvt/Kvt0随γ增加而减小,说明支座剪应变越小,竖向拉伸刚度越接近于纯拉伸刚度.这与实际支座变形和竖向刚度的变化规律相符,提出的修正符合实际情况.当T>GAs的情况,分别取拉力T为1.5GAs、2.0GAs和2.5GAs,由式(23)得到不同拉力时,Kvt/Kvt0 与支座剪应变γ的关系,如图5所示.图5 T>GAs时,支座在不同拉力下Kvt/Kvt0与γ的关系Fig.5 Dependence of ratio K vt/Kvt0 on γ of rubber seating in case of different tensile forces at T>GAs由图5可知,T>GAs时,曲线无奇点,Kvt/Kvt0随拉力增加而减小,说明拉剪作用下,支座的竖向拉伸刚度总小于纯拉伸刚度;同时,Kvt/Kvt0随γ增加而减小,说明支座剪应变越小,竖向拉伸刚度越接近于纯拉伸刚度.3.3 竖向拉伸性能与竖向压缩性能的比较在剪切变形下,支座竖向拉伸性能并不是竖向压缩性能的镜像.因为支座在拉伸和压缩时,剪切变形引起各橡胶层转角变化不同,所以产生的竖向转动位移的变化规律也不同.取支座h/2处的橡胶层转角,定义ψmid,讨论支座在不同拉力作用下ψmid随支座剪应变的变化规律,如图6所示.图6 不同拉力作用下ψmid与γ的关系Fig.6 Dependence of ψmid on shear strain γ in case of different tensile forces从图6可以看出,当T<GAs时,橡胶层的转角为正值,相当于顺时针转动,数值随拉力的增大而减小,随剪应变的增大而增大；当拉力接近GAs时,曲线趋于水平.当T>GAs时,橡胶层的转角为负值,相当于逆时针转动,转角的绝对值随拉力和剪应变的增大而增大.当支座受压时,ψmid与γ的关系可由式(7)求得,须将拉力T用-P替换,其中P为压力;同时支座的弯曲刚度取压缩时的值,通常支座压缩时的弯曲刚度是拉伸时的5倍[6].在不同压力作用下,ψmid随支座剪应变的变化规律如图7所示.图7 不同压力作用下ψmid与γ的关系Fig.7 Dependence of ψmid on shearstrain γ in case of different compressive forces从图7可看出,支座受压剪作用时,橡胶层的转角为正值,相当于顺时针转动,但数值远小于支座拉伸时；且随压力的增大而增大,随剪应变的增大而增大.与支座受拉时ψmid与γ的变化规律比较可知,支座受压时ψmid与γ的变化规律与支座T>GAs 时是镜像的关系.从支座几何变形的角度分析,假设支座受到向右的剪力作用并发生剪切变形,各橡胶层会发生顺时针转动,橡胶层向下倾斜,转动竖向位移方向向下.若同时支座受压,压力与倾斜的橡胶层夹角为锐角,则各橡胶层的转动角继续增大,向下的转动竖向位移增大,见图8a.由此,在剪切变形下,支座的竖向压缩刚度总小于纯压缩刚度,并随支座剪应变的增大而减小；且压力越大,支座的压缩刚度越小.若同样的剪切变形下,支座受拉,当0<T<GAs,拉力与倾斜的橡胶层夹角为钝角,拉力使橡胶层发生逆时针转动,抵消了剪切变形引起的向下的竖向位移,与支座压剪时不同.当T=GAs时,支座各橡胶层不发生转动,剪切变形对支座的竖向位移没有影响.当T>GAs,橡胶层变为向上倾斜,拉力与倾斜的橡胶层夹角为锐角,支座的变形特征与支座受压时为镜像的关系,如图8b所示.由于拉剪作用下,橡胶层倾斜,拉力沿垂直于橡胶层分量小于纯拉伸时橡胶层所承担的拉力,因此相比纯拉，支座在拉剪作用下受拉破坏的情况得以改善.图8 支座在不同受力情况下的变形Fig.8 Deformation of rubber seating under different stress conditions4 结论为了明确橡胶支座在剪切变形下的受拉性能,建立橡胶支座的分析模型.根据支座的变形协调和受力平衡条件,给出支座拉剪状态下竖向拉伸刚度的计算公式,并详细讨论不同受力阶段,支座拉剪状态下的竖向拉伸性能变化规律.得到如下主要结论. 1) 支座在拉剪作用下,竖向拉伸刚度总小于纯拉伸刚度,且随支座剪应变的增大而减小.2) 在不同拉力作用下,支座拉剪性能不完全是压剪性能的镜像：当T<GAs时,各橡胶层与拉力的夹角为钝角,并随拉力的增加而不断减小,支座的变形特征不是支座受压时的镜像；当拉力T=GAs时,夹角为直角,此时橡胶层不发生转动；当T>GAs时,夹角为锐角,支座的变形特征与支座受压时类似,为镜像关系.3) 与纯拉伸作用相比,支座在拉剪作用下,拉力沿垂直于橡胶层的分量小于纯拉伸时橡胶层所承担的拉力.因此,与纯拉伸相比,支座在拉剪作用下,不易发生受拉破坏.对隔震支座剪切变形下竖向拉伸刚度的研究,可准确预测高层隔震结构在罕遇地震作用下是否安全.但由于本次给出的计算公式是基于小变形假设,当剪切变形较大时,可能存在误差,有必要对给出的理论公式进行有限元模拟或实验验证.参考文献：【相关文献】[1] 李慧,杜永峰,狄生奎等.叠层橡胶隔震支座的低温往复试验及等效阻尼比推算 [J].兰州理工大学学报,2006,32(5):116-119.[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑抗震设计规范:GB 50011—2010 [S].北京:中国建筑工业出版社,2010.[3] Architectural Institute of Japan.Recommendation for the design of base isolated building [S].Tokyo:Marozen Corporation,2001:31-41.[4] 袁剑亮.复杂干沟村建筑基础隔震设计方法及橡胶支座拉压问题探讨 [D].广州:广州大学.[5] URYU M,NISHIKAWA T.Study on stiffness,deformation and ultimate characteristics of base-isolated rubber bearings:Horizontaland vertical characteristics under shear deformation [J].Journal of Structural and Construction Engineering,1996,61(479):119-128.[6] 闫维明,张志谦，陈适才,等.橡胶隔震支座拉伸刚度理论模型与分析 [J].工程力学,2014,31(2):184-189.[7] YANG Q R,LIU W G,HE W F,et al.Tensile stiffness and deformation model of rubber isolators in tension and tension-shear states [J].Engineering Mechanics,2010,136(4):429-437.[8] 刘琴.隔震橡胶支座型检评价与拉伸性能的研究 [D].广州:广州大学.[9] MIYAMA T,MASUDA K.Shaking table tests on base-isolated buildings having high aspect ratios:The tensile force on the rubber bearing and the subsequent setting vibration [J].Journal of Structural and Construction Engineering Transactions of AIJ,2003,68(573):61-68.[10] FU W Q,WANG H D,LIU W G,et al.An experimental study on shaking table of isolated structure model with LRB(1) [J].Journal of Harbin Institute Technology,2007,39(2):201-205.[11] TAKAOKA E,TAKENAKA Y,NIMURA A.Shaking table test and analysis method on ultimate behavior of slender base-isolated structure supported by laminated rubber bearing [J].Earthquake Engineering & Strucuture Dynamics,2011,40(5):551-570.[12] CHANG C H.Modeling of laminated rubber bearings using an analytical stiffness matrix [J].International Journal of Solids and Structures,2002,39(24):6055-6078.[13] GENT A N.Structural engineering with rubber:How to design rubber components 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见证取样支座
当支座在产品的设计压应力的作用下，水平缓慢或分级加载,绘出水平荷载和水平位移曲线同时观察支座四周表现，当支座外观出现明显异常或试验曲线异常时，视为破坏
注：。为橡支座有效直径；£为橡胶支座的第二形状系数。
2.极限压应力限值下水平位移
O.55D时的水平等效刚度与设计压应力下的剪应变应变100%时水平等效刚度偏差不超过±25*；
3.水平位移为支座内部橡胶直径55%状态时的极限压应力限值要求：
1）当3WS≤4时，应不小于20MPa：
2）当4VSW5时，应不小于25MPa：
3）当£>5时，应不小于30MPa
2.试验标准温度为（23±2）匕，否则应对试验结果进行温度修正
剪切性能
1剪切性能允许偏差：单个试件测试值±15%,一批试件平均测试值±10%o；
2.测量项目
1）天然橡胶支座：水平等效刚度
KhX
2）高阻尼橡胶支座：水平等效刚度Kh等效阻尼比加z;
3）铅芯橡胶支座：水平等效刚度Kh等效阻尼比%或者，屈服后刚度心、屈服力Q,/
见证取样支座
1.加载方法采用3次加载循环法,加载3次，剪切性能应按第3次加载循环测试值计算。剪应变为W或100%。
2.试验加载频率宜为设计频率，除设计特殊要求外,不得低于0.02Hz。
3.试验标准温度为23°C,否则应对试验结果进行温度修正
水平极限变形能力
1.水平极限剪切变形不应小于橡胶总厚度的400%和O.55D的较大值；
横胶支座见证检赛技术要求
技术要求
要求
试件
试验方法和条件
压缩性能
竖向压缩刚度KV允许偏差为±30%
见证取样支座
1.以设计压力Po的±30%进行加载,加载方法采用O-Po-1.3Po-0.7PO（第1次加载），O.7Po∙Pw1.3Po√M）.7Po（第2次加载），0.7PO-Po-I∙3Po-Po-0∙70ο（第3次加载）加载3次，竖向压缩刚度Ky应按第3次加载循环测试值计算。

支座尺寸200mmX 400mm 剪切刚度G 1MPa 支座形状系数S 7.98抗压弹性模量Eb 2000MPa 承压面积190mm X 390mm 抗压弹性模量Ee 344.30MPa 抗压弹性模量E 293.7MPa支座承压面积A74100mm²支座剪切面积A61750mm²支座净高L 37mm 支座抗扭惯性矩I p619280620mm4y轴抗弯惯性矩Iy939217500mm4z轴抗弯惯性矩Iz222917500mm4中间层橡胶片厚度t es8mmSDx=EA/L=588258.1KN/m SDy =SDz=GA / L=1668.9KN/m SRx=GIp/L=16.7KN/m SRy=EIy/L=7456.2KN/m SRz=EIz/L=1769.7KN/m支座直径d 250mm 剪切刚度G 1MPa 支座形状系数S 7.5抗压弹性模量Eb 2000MPa 承压面积d 0240mm 抗压弹性模量Ee 303.75MPa 抗压弹性模量E 263.7MPa支座承压面积A45239mm²支座剪切面积A40715mm²支座净高L 37mm 支座抗扭惯性矩I p325720326mm4y轴抗弯惯性矩I y162860163mm4z轴抗弯惯性矩I z162860163mm4中间层橡胶片厚度t es8mmSDx=EA/L=322419.7KN/m SDy =SDz=GA / L=1100.4KN/m SRx=GI p /L=8.8KN/m SRy=EIy/L=1160.7KN/m SRz=EIz/L=1160.7KN/m注：单个支据，当计算空心板每片梁为两个支座×2矩形橡胶支座 刚度计算矩形橡胶支座 刚度计算单个支座数据，当计算空心板每片梁为两个支座×2注意：1.支座坐标轴方向：向下为x，顺桥向z，横桥向y；2.支座刚度计算参考2012.10第九期迈达斯桥梁荟；。

橡胶支座详解定义支座是指用以支承容器或设备的重量，并使其固定于一定位置的支承部件，还要承受操作时的振动与地震载荷。

橡胶支座是橡胶和薄钢板紧密结合而成，用于支撑桥梁重量。

编辑本段板式支座板式橡胶支座由多层天然橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成一种桥梁支座产品。

该种类型的橡胶支座有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台；有良好的弹性以适应梁端地转动；有较大地剪切变形以满足上部构板式橡胶支座造的水平位移；板式支座按形状划分：矩形板式、圆形两种产品。

按是否能够提供水平位移划分为：聚四氟乙烯滑板支座和普通橡胶支座。

矩形（圆形）式板（1）性能：本产品由多层橡胶片与薄钢板镶嵌、粘合在一定压力、一定温度和一定时间内硫化压制而成。

有足够的竖向刚度以承压垂直荷载，能将梁板上部构造的反力可靠地传递给墩台，有良好的弹性，以适应梁端的转动；又有较大的剪切变形以满足上部梁体构造的水平位移。

[1]（2）特点：本产品在桥梁建筑、水电工程、房屋抗震设施上已广泛应用，与原用的钢支座相比，有构造简单，安装方便；节约钢材，价格低廉；养护简便，易于更换等优点，且本品建筑高度低，对桥梁设计与降低造价有益；有良好的隔震作用，可减少活载与地震力对建筑物的冲击作用。

聚四氟乙烯滑板式简称四氟滑板式桥梁支座，本产品是于普通板式橡胶支座上粘接一层厚2-3mm的聚四氟乙烯板而成。

除具有普通板式橡胶支座的竖向刚度与弹性变形，能承受垂直荷载及适应梁端转动外，因四氟乙烯与梁底不锈钢板间的低摩擦系数（μ≤0.03）可使桥梁上部构造的水平位移不受限制，跨度>30米的大跨度桥梁、简支梁连续板桥和多跨连续梁桥可作活动支座使用；连续梁顶推、T型梁横移和大型设备滑移可作滑块使用。

按材料分类：a：氯丁橡胶: 适用温度+60℃∽-25℃b：天然橡胶: 适用温度+60℃∽-40℃选用、安装和养护1)选用a：查看板式橡胶支座的安装施工图纸，主要注意板式橡胶支座的规格型号、高度、承载力等主要技术参数。

橡胶支座剪切刚度
橡胶支座剪切刚度是指橡胶支座在受到剪力时的抵抗能力。

由于橡胶支座本身具有一定的柔软性和变形能力，因此在受到剪力时会发生一定的形变。

这种形变会导致橡胶支座产生一定的剪切变形，从而产生一定的剪切应力。

而橡胶支座剪切刚度就是描述这种剪切应力和剪切变形之间关系的量。

橡胶支座剪切刚度通常用刚度系数来表示，单位为kN/mm。

该系数可以通过试验测定得到，一般采用试验机进行测定。

在试验中，将橡胶支座放置于两个平行板之间，施加一定的剪切力，测定橡胶支座的变形量和剪切力之间的关系，从而计算得到剪切刚度。

橡胶支座剪切刚度的大小对支座的使用具有重要影响。

剪切刚度越大，支座的变形能力越小，因此用于承受荷载时的支撑能力也越强。

同时，剪切刚度也会影响支座的垂直刚度和横向刚度，从而对结构整体的稳定性和安全性产生影响。

因此，在设计和选择橡胶支座时，需要根据具体的使用情况来合理确定剪切刚度。

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