[科普中国]-叠层橡胶隔震

叠层橡胶隔震支座的构造

常用的叠层橡胶支座是由两部分组成，一部分是夹层薄钢板，一部分是多层橡胶片，这两部分相互交错叠置经特殊工艺粘合而制成隔震支座。1

由于橡胶支座中钢板与橡胶层是相互粘合而成，钢板对橡胶层具有约束的作用，在竖向荷载的作用下，钢板束缚橡胶层一起共同承担竖向荷载，使橡胶支座具有足够的竖向承载力和刚度，当隔震支座受水平地震作用时，橡胶层能提供相当大的侧向位移且不失稳，这样就有效的消耗地震能量。由于夹层钢板和橡胶层的紧密粘合和橡胶本身的性质，在地震作用时具有一定的拉力，所以叠层橡胶支座具有水平刚度小、水平侧移的允许值大、竖向承载力等优点，又因为叠层橡胶支座还能承受竖向地震作用，所以，它是比较适合做隔震元件。1

叠层橡胶隔震支座的构造要求1.目前使用的叠层橡胶支座，是利用钢板和橡胶的各自的优点相互叠合而成。隔震支座运用在建筑中，会增加建筑结构在水平和竖向地震、扭转等作用下，建筑物抗震的能力。1

2.为了使叠层橡胶支座具有适当的阻尼比使支座具有一定的侧向刚度。在制造叠层橡胶支座时在中间设置铅棒，有的在中间加入粘性材料，或者在橡胶中加入适量的石墨制成高阻尼橡胶。1

3.在遇到大地震时，为了防止侧向位移超过支座位移的允许值，在设计是应该注意侧向保护装置的设置；橡胶支座具有良好的耐老化特性、抗氧化性、耐高温性能等。1

4.隔震支座上下端有连接板，这些连接板能使隔震支座与基础和上部结构连接成为一个整体。1

叠层橡胶隔震改进措施1) 橡胶层和钢板之间的粘结：室内剪切试验表明，试件的压剪破坏主要表现在橡胶片与钢板之间的粘结不牢。因此，有必要探求一种高强的粘合剂以及适宜的粘合工艺，这将会是今后的研究重点。2

2) 竖向减震效用：目前广泛使用的叠层橡胶支座仅考虑的是水平地震荷载的作用，而对竖向地震作用几乎不予考虑。对一般的建筑物而言，竖向地震作用产生的影响可以忽略不计，但对一些大跨度以及悬臂结构，竖向地震作用产生的影响也不容忽视。这也就要求设计者在隔震支座设计时考虑竖向地震的作用。这种在水平以及竖向均能达到减震作用的三维减震系统在日本已经研制成功，而我国尚处于起步阶段。2

3) 支座抗拉强度不足: 叠层橡胶隔震系统在竖向拥有足够的抗压刚度，但其抗拉强度较低。对于使用隔震技术的建筑结构，在地震作用影响下，倾覆力矩将会引起很大的拉应力，这对隔震支座是极为不利的。因此，在保证其足够的竖向抗压刚度下，提高橡胶支座的抗拉能力也是将来的一个研究方向。2

4)随着隔震技术的进一步推广，建筑物的高度的增加，需要对大直径、超大直径叠层橡胶支座的力学性能进行研究。3

5)结合柔性加强板叠层橡胶支座的研究，开发和推广自重轻，体积小，成本低，易于在小型建筑使用的小型叠层支座。3

6)叠层支座的极限承载力取决于内部加强板的力学特性，但是针对内部加强板的研究较少，这方面仍有待进一步研究。3

7)在对叠层橡胶支座各种性能深入研究的基础上，需要解决叠层橡胶支座优化设计的问题。3

8)叠层橡胶隔震支座的有限元分析研究。使用有限元分析，可以提高研究的效率和降低成本，解决一些实验无法完成的分析。3