隔震层橡胶支座的竖向极限承载力
建筑隔震橡胶支座质量要求和检验标准_概述及解释说明
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。
建筑隔震橡胶支座检测报告
（首页）共页第页委托单位报告编号工程名称样品编号生产厂家检测类别建设单位委托人监理单位见证人施工单位委托日期样品名称检测日期样品状态检测地址规格型号检测环境检测依据检测项目检测结论检测单位检测专用章（盖章）签发日期：年月日备注批准：审核：主检：（附页）共页第页样品名称报告编号检测依据样品编号一、建筑隔震橡胶支座的检测数据序号生产编号规格型号检验项目设计值标准允许偏差（%）实测值实测偏差（%）单项评定1竖向压缩刚度vK(kN/mm)±30水平等效刚度hK(kN/mm)±15等效阻尼比heq（%）±15屈服后刚度Kd(kN/mm)±15屈服力（kN）±15竖向变形性能无异常竖向极限压应力详见标准6.4当水平位移为支座内部橡胶直径0.55倍状态时的极限压应力详见标准6.4竖向极限拉应力≥1.5MPa竖向拉伸刚度±30侧向不均匀变形详见标准6.4检测说明（附页）共页第页样品名称报告编号检测依据样品编号二、建筑隔震橡胶支座检测试验图序号规格型号压缩性能试验曲线图（一）剪切性能试验滞回曲线图（二）1三、建筑隔震橡胶支座水平极限变形能力的检测数据序号生产编号试验项目设计要求（%）设计剪切位移（mm）实测剪切位移（mm）最大剪力（kN）结果评定1水平极限变形能力≥450±30极限剪切曲线图极限剪切性能试验照片检测说明橡胶支座压缩性能试验原始记录共页第页样品名称样品编号样品状态规格型号检测日期检测环境支座直径（mm）有效承压面积（mm²）设计压力支座类型加劲钢板尺寸(mm)橡胶层总厚度te(mm)单层橡胶片厚度t1(mm)形状系数S设备名称设备编号设备状态检测依据检测内容实测次数传感器编号压力(kN)实测Kv值Kv三次平均值Kv与平均值偏差(%)第3次实测Kv值Kv标准值0.7P0P0 1.3P01压力(kN)N1(mm)N2(mm)N3(mm)N4(mm)平均数(mm)2压力(kN)N1(mm)N2(mm)N3(mm)N4(mm)平均数(mm)3压力(kN)N1(mm)N2(mm)N3(mm)N4(mm)平均数(mm)竖向变形(mm)备注：校核：主检：极限剪切性能试验原始记录共页第页样品名称样品编号样品状态规格型号检测日期检测环境加劲钢板尺寸(mm)支座类型单层橡胶片厚度t1(mm)橡胶层总厚度te(mm)设备名称设备编号设备状态检测依据压力(kN)最大剪力(kN)剪切位移(mm)试验状态未出现破坏、屈曲或翻滚备注：校核：主检：橡胶支座剪切性能试验原始记录共页第页试样样品编号橡胶层总厚度te(mm)规格尺寸la×lb×t(d×t)(mm)设计压力支座类别加劲钢板尺寸l0a×l0b×t0(d0×t0)(mm)检测日期设备名称设备编号及状态检测环境检测依据实测次数12345678910113050基准值最大剪力Q1(kN)/最大交叉点Qd1(kN)/Q1-Qd1(kN)/最大位移X1(mm)/最小剪力Q2(kN)/最小交叉点Qd2(kN)/Q2-Qd2(kN)/最小位移X2(mm)/水平等效刚度Kh包络面积△W等效阻尼比heq(%)屈服后刚度Kd屈服力Qd校核：主检：。
桥梁HDR高阻尼橡胶支座减隔震性能研究
桥梁HDR高阻尼橡胶支座减隔震性能研究赵利强【摘要】简述了桥梁震害的特点,论述了支撑连接件在桥梁抗震中的重要意义,以大同至呼和浩特公路山西境大同至右卫段高速公路鹊儿河大桥为算例,从墩顶弯矩、墩顶位移、支座变形等几个方面研究了HDR高阻尼隔震橡胶支座的减隔震性能,并与普通板式橡胶支座进行了对比分析,为桥梁抗震在连接件的选择上提供了指导性意见.【期刊名称】《山西交通科技》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】3页(P101-103)【关键词】高阻尼;减隔震支座;桥梁;抗震【作者】赵利强【作者单位】山西省交通科学研究院,山西太原 030006【正文语种】中文【中图分类】U443.361我国是一个强震多发的国家，近十多年来，我国国土发生6级以上的地震约达800次，地震的特点是发生频率高、强度大、分布范围广、伤亡大、损失大、灾害比较严重。
桥梁工程作为交通线上的枢纽工程、生命线工程，一旦被震坏，将为震后救灾工作带来极大的困难，使次生灾害加重，给人们的生命财产带来更加严重的损失，为此，桥梁抗震得到了各国学者和工程师的极大重视，目前桥梁抗震已成为桥梁设计的重要内容。
1 桥梁震害的特点1.1 上部结构破坏总结历史上众多桥梁震害的特点，我们可以发现桥梁上部结构以其自身的特殊性和复杂性，因地震作用而破坏的现象极为少见，但因支承连接件失效或下部结构失效等引起的落梁现象在破坏性地震中常有发生[1]。
在落梁破坏中，顺桥向的落梁占绝大多数。
主梁在顺桥向发生坠落时，梁端撞击下部结构常又致使桥墩受到很大的破坏。
1.2 支撑连接件破坏支座、伸缩缝等支承连接件在桥梁工程属于附属构件，因其造价所占比重很小，体量较小，往往未能引起工程技术人员的足够重视，未能深入研究，精细设计，然而震害中支撑连接件往往成为桥梁结构中的薄弱环节。
桥梁支座、伸缩缝、锚栓和防震挡块等的破坏较为普遍，由于支撑连接件失效导致的桥梁结构功能失效也较为常见。
基于有限元软件的高阻尼橡胶隔震支座研究
基于有限元软件的高阻尼橡胶隔震支座研究王君【摘要】以某钢筋混凝土6层框架结构为模型,采用有限元软件SAP2000分别对其结构施加el-centro波和tangshanSN波模拟地震作用,并对使用高阻尼隔震支座和不进行隔震处理的结构进行模态和时程分析,对其分析结果进行了归纳整理,最后分别对两种结构基底剪力、震动周期、层间剪力等数据进行了对比.结果表明,当结构采用高阻尼橡胶支座隔震时基底剪力有明显的降低,周期成倍增加,可以有效的延长结构的自振周期,避免产生共振,减小层间剪力和位移,减小结构的破坏.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2018(044)019【总页数】2页(P47-48)【关键词】框架结构;高阻尼橡胶支座;时程分析【作者】王君【作者单位】张家口第一建筑工程集团有限公司,河北张家口 075000【正文语种】中文【中图分类】TU352.110 引言历史上因为地震灾害导致的建筑、桥梁等结构破坏、倒塌的事件数不胜数，结构的破坏造成的人员伤亡难以承受，并且会导致巨大的经济损失，使城市的经济发展停滞。
因此迫切的需要对隔震技术进行进一步研究与发展。
目前，我国的建筑结构隔震技术最常见的是铅芯叠层橡胶隔震支座，但是，铅芯的使用会对环境造成不可逆的污染，同时该技术在低温环境下有着显著的缺陷，试验研究显示铅芯叠层橡胶隔震支座在低温条件下容易迅速硬化，而且在低周疲劳的作用下支座中的铅芯容易发生剪切破坏，大大降低支座的阻尼性能。
在此基础上研究人员提出了性能稳定的高阻尼橡胶隔震支座，该支座同时具有高阻尼和高隔震的性能，同时没有有害物质，能够在避免环境污染的同时保证工程结构的安全。
1 国内外研究现状Tsai等人对高阻尼橡胶支座的剪切性能进行了一系列的研究，针对加载速度和剪切变形等因素对支座的剪切性能的影响进行了详细的分析，并且提出了支座的水平恢复力模型，并且通过实验证实了其正确性。
Burtscher等人为研究不同形式的高阻尼橡胶隔震支座的力学性能进行了一系列实验，主要对其支座形状系数以及钢板的不同形式对支座的竖向刚度以及水平剪切性能的影响进行了研究、分析，结果表明二者对支座的竖向刚度以及水平剪切性能等力学性能影响较大。
隔震支座性能参数简表示例
施工图隔震设计专项说明(示例)一、隔震设计依据(1) 《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2008 (2) 《建筑结构荷载规范》GB50009-2012(3) 《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001 (4) 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(5) 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 (6) 《橡胶支座第3部分：建筑隔震橡胶支座》GB20688.3-2006(7) 《叠层橡胶支座隔震技术规程》DECS126 (8) 《建筑结构隔震构造详图》03SG610-(9)《钢结构设计规范》GB 50017-2003 (10)《砌体结构设计规范》GB50003-2011(11)乌鲁木齐市建委《关于加强乌鲁木齐市建筑工程应用减隔震技术质量安全管理工作的通知》（乌建发[2015]128号）(12)其它相关标准二、分析软件上部结构：PKPM-SATWE 软件隔震分析：ETABS/MIDAS GEN 软件,采用时程分析,地震波取七条，分别为：EL 、TAFE 、NOR 、WC 、RGB1 、RGB2 、RGB3。
三、结构概况及主要数据四、隔震支座性能参数简表(示例)(注：有阻尼器、抗风装置、抗拉装置时应补充相关内容。
)五、隔震构造说明及要求1、隔震支座与上、下部结构应有可靠的连接，连接件应能传递罕遇地震下支座的最大水平剪力和弯矩，连接板应进行相关计算（可由产品生产厂家完成和保证）；上支墩底可不设置预埋件；支墩（或支柱）顶面预埋件厚度不宜小于10mm；为避免上支墩底、下支墩（或支柱）顶面由于竖向钢筋水平弯折造成无筋区并造成支座安装困难的弊端，其竖向钢筋可不必水平弯折，伸至底或顶面即可，当顶端有锚固需要时，可采用竖向钢筋端部设锚固件的作法；2、上部结构及隔震层部件与周边固定物应满足如下脱开要求：1）与水平方向固定物的脱开距离不小于隔震层在罕遇地震作用下最大位移的1.2倍，且不小于200mm；对两相邻隔震结构，其缝宽取最大水平位移绝对值之和，且不小于400mm；2）上部结构与下部结构之间应设置完全贯通的水平隔离缝，缝高可取20mm~50mm，并用柔性材料填充；3）应在设计、施工及使用全过程确保上部结构及隔震部件与周边固定物脱开。
隔震结构体系的原理分析
隔震结构体系的原理分析摘要：随着国民经济的不断发展，建筑抗震设计的要求也不断提高，各种耗能减震技术的应用也越来越广泛。
隔震结构体系通过在结构的底部和基础之间设置一个柔性的隔震层来耗散地震能量。
隔震层的设置，显著地降低了地震动的作用，很好地控制了地震作用下的结构响应，提高了建筑物的抗震性能。
关键词：隔震结构体系；耗能减震技术；隔震层；叠层橡胶支座；摩擦隔震系统1.隔震结构体系的基本原理隔震结构体系主要有三个部分组成：一是上部结构，二是隔震层，三是下部结构。
隔震层主要包括耗能元件和隔震元件，这两种元件的变形能力强，水平刚度小于上部结构的刚度，因此，结构的基本周期将被延长，和场地的卓越周期相互错开，从而使结构的地震作用效应大大减小。
隔震元件赋予了结构在基础面上做柔性滑动的能力，可延长结构的固有周期。
阻尼元件则给隔震层提供耗能能力，且自身拥有合适的刚度，防止结构在风荷载和地震的作用下产生较大位移。
为了使结构拥有优良的的减震能力，同时又可满足正常使用情况下的变形条件，隔震结构体系需拥有下面的基本特性：（1）承载特性：隔震装置需要具备足够的竖向承载力，确保建筑在日常的使用状况下可以正常地支承上部结构的荷载。
（2）隔震特性：隔震装置在较低的水平作用下，即普通风荷载或者小震情况下，拥有合适的弹性刚度，用于满足日常的使用要求。
当承受较大的水平作用时，即大震情况下，允许隔着装置产生一定量的柔性滑动，让结构体系进入耗能状态。
（3）复位特性：隔震装置需要具备一定的弹性恢复力，从而让上部结构和隔震装置在地震作用下具可以自动复位，降低震后的修复工作量。
（4）阻尼特性：隔震装置需要具有良好的耗能能力。
在地震作用下，隔震结构体系的整体表现如下：因设置了水平刚度显著小于上部结构的隔震装置，上部结构的水平变形为整体平动，即在地震下上部结构依然保持弹性状态。
2叠层橡胶支座叠层橡胶支座由交错叠合的钢板层和橡胶层组成，钢板层可约束橡胶层水平变形，因此，橡胶支座在竖直方向上拥有足够的承载力和刚度，同时在水平方向上其刚度较小，具备延长结构固有周期的效果。
橡胶隔震支座竖向性能试验研究.kdh
辽宁工程技术大学学报 Journal of Liaoning Technical University
2006 年 4 月 Apr. 2006
文章编号：1008-0562(2006)02-0217-03
橡胶隔震支座竖向性能试验研究
韩 强 1，刘文光 2，杜修力 1，赵建锋 1
Fig.2 relation between shear strain and vertical deformation of RB and LRB specimens (σ=5,10,15 MPa)
第2期
韩 强等：橡胶隔震支座竖向性能试验研究
219
竖向沉降变形 δV2/mm
5
4
σv=10 MPa
模量试验，动态竖向刚度及稳定试验等。然而在地 震作用时，橡胶支座处于压缩剪切等复合状态，在 这种状态下橡胶支座的竖向压缩性能及竖向变形 量，是橡胶支座在地震作用下工作的真实状态，本 文在对橡胶支座常规的单纯压缩状态下竖向性能 试验研究的同时，主要对其在压缩剪切变形状态下 的竖向性能进行了试验，试验方法如文献[4-6]，并对 其在压缩剪切变形状态下偏压竖向刚度以及竖向 变形量等特性进行了分析研究。
验，结果如表 2 所示。
表 2 试验体基本力学性能
Tab.2 basic mechanics property of specimens
试件号
竖向刚度 Kv /(kN·mm-1)
竖向变形 量δ /mm
水平刚度 Kh /(kN·mm-1)
屈服后刚度 Ky /(kN·mm-1)
阻尼 比 ζe/%
RB-300-1
橡胶隔震支座是一种有效的桥梁结构减震装 置，一些文献已经对橡胶支座的力学性能进行了一 些试验研究，特别是其水平和竖向力学性能[2-4]。长 期稳定的承载能力是橡胶支座最重要的基本性能， 橡胶支座的竖向刚度是其评判其竖向性能的重要 参数之一。选择合理的竖向刚度，使隔震结构体系 在正常载荷下不出现过大的竖向变形。合理确定隔 震结构竖向自振周期，以避免地震或者设备与结构 的动力相互作用[5]等引起的共振效应。目前橡胶支 座的竖向力学性能的试验研究主要有纯抗压弹性
橡胶隔震支座剪切变形下的竖向拉伸刚度
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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新疆维吾尔自治区建筑隔震技术应用导则正文
新疆维吾尔自治区建筑隔震技术应用导则目录1 总则2术语3隔震设计基本规定3.1一般规定3.2建筑形体及其构件布置规则性3.3地基及基础3.4隔震层部位3.5隔震装置3.6楼盖结构3.7试验和观测4地震作用与计算分析4.1一般规定4.2隔震结构动力分析计算5隔震层部件的技术性能5.1一般规定5.2隔震支座性能要求5.3隔震支座试验及检测要求5.4隔震支座连接构造设计5.5黏滞阻尼器性能及检测要求、连接构造6多高层混凝土结构隔震设计6.1一般规定6.2隔震层设计6.3上部结构设计6.4下部结构及基础设计6.5多层框架结构简化计算7砌体房屋隔震设计7.1一般规定7.2砌体房屋隔震计算要点7.3砌体结构的隔震措施8隔震技术加固设计8.1一般规定8.2地震作用8.3隔震层设计8.4上部结构计算及校核8.5下部结构、基础设计及校核8.6构造要求与施工工艺附录A各级政府推进减隔震技术的文件附录B现行相关规范、规程、图集1.0.1隔震技术是一种在工程结构中设置隔震层以阻隔地震能量的传递、减少结构地震反应、减轻结构地震破坏的新型结构减震技术。
为了深入贯彻《住房和城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见（暂行）》（建质[2014]25号）和《新疆维吾尔自治区住建厅关于加快自治区减隔震技术应用的通知》（新建抗[2014]2号文件），促进隔震技术合理应用，加强新疆维吾尔自治区隔震建筑工程的技术管理,确保隔震建筑工程质量，规范各方主体（建设、设计、施工图审查、施工、监理、质量监督、物业管理等）质量和责任行为，加强从业人员和单位执行国家及我区相关技术规程的规范性，制定本导则。
1.0.2本导则适用于新疆维吾尔自治区隔震建筑工程的建设、设计、施工图审查、施工、监理、质量监督。
本导则未包括的建筑隔震工程施工、验收、维护等部分内容详见现行行业标准《建筑隔震工程施工及验收规范》（JGJ360-2015）。
1.0.3隔震建筑工程的设计、施工图审查、施工、监理等单位和从业人员的资格要求，隔（减）震装置的质量要求，应严格执行《住房和城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见（暂行）》（建质[2014]25号）和《新疆维吾尔自治区住建厅关于加快自治区减隔震技术应用的通知》（新建抗[2014]2号文件）中的相关规定。
建筑结构隔震设计难点分析
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对于高层建筑，尚应计算隔震与非隔震各层倾覆力矩 的最大比值，并与层间剪力的最大比值相比较，取二 者的较大值；ψ—调整系数；一般橡胶支座，取0.8； 支座剪切性能偏差为S-A类，取0.85；隔震装置带有阻 尼器时，相应减少0.05。注：（1）弹性计算时，简化 计算和反应谱分析时宜按隔震支座水平剪切应变为 100%时的性能参数（产品样本提供）计算；当采用时 程分析法时按设计基本地震加速度输入进行计算；（2 ）支座剪切性能偏差按现行国家产品标准《橡胶支座 第3部分：建筑隔震橡胶支座》GB20688.3确定。
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2、隔震支座的设计和验算，一般采用隔震模型， 在中、大震作用下，弹塑性时程分析的结果。
3、地震波，一般选用5条实际强震记录和2条人工 模拟波，计算结果取平均值。多条时程曲线的平均地震 影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响 系数曲线在统计意义上相符。所谓“在统计意义上相符 ”指的是二者在主要振型周期点上相差不大于20%，即 平均基底剪力不小于振型分解反应谱法计算结果的80% ，每条地震波的计算结果不小于65%，也不能大于135% ，平均不大于120%。选波三要素：频谱特性、有效峰值
应当对中联院的技术创新起到引领作用。
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7、这次讲座厘清了隔震设计中的一些关键的概念
和问题，比如小震、中震、大震、弹性、弹塑性、基
本组合、标准组合、竖向地震、振型分解法、时程分
析法等各用在什么情况下？这对大家今后的学习和设
计肯定有帮助，大家可以对照着我的讲稿来设计。这
也是安排这次讲座的另一个原因。
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隔震层橡胶支座的竖向极限承载力
【标题】隔震层橡胶支座的竖向极限承载力：解密地震防护的关键因素
【引言】
随着地震频繁发生，保护建筑物免受地震灾害的需求日益迫切。
隔震技术作为一种重要的地震防护手段，广泛应用于各类建筑物中。
而作为隔震系统中至关重要的组成部分，隔震层橡胶支座的竖向极限承载力是保证隔震效果的核心因素之一。
本文将从深度和广度两个方面，全面评估隔震层橡胶支座竖向极限承载力，并透过回顾与总结，提供对这一关键要素的全面理解。
【本文目录】
一、隔震技术概述
二、隔震层橡胶支座的作用与原理
三、隔震层橡胶支座的竖向极限承载力评估
3.1 橡胶材料的力学性能
3.2 元件设计与制造工艺
3.3 竖向极限承载力测试方法与标准
四、隔震层橡胶支座竖向极限承载力与地震防护性能的关系
4.1 竖向极限承载力与隔震效果的关联
4.2 竖向极限承载力与结构设计的协同优化
五、个人观点与理解
六、总结
【一、隔震技术概述】
地震是一种极具破坏性的自然灾害，因此开发和采用有效的地震防护技术尤为重要。
隔震技术是指将建筑物与地面进行分离，减小地震对建筑物的影响，从而保护建筑物和人员的安全。
隔震系统由多个组成部分构成，其中隔震层橡胶支座作为核心元件，具有重要的功能和意义。
【二、隔震层橡胶支座的作用与原理】
隔震层橡胶支座是连接建筑物与地基的关键部件，通过其弹性力学特性起到减震隔震的作用。
它能够吸收来自地震的水平和竖向力，减小向上传递到建筑物的震动荷载。
其原理在于橡胶材料的高柔韧性和能耗能力，使其能够在地震中发挥较好的隔震效果。
【三、隔震层橡胶支座的竖向极限承载力评估】
竖向极限承载力是衡量隔震层橡胶支座性能的重要指标。
以下将从橡胶材料的力学性能、元件设计与制造工艺以及竖向极限承载力测试方法与标准三个方面来评估竖向极限承载力。
【3.1 橡胶材料的力学性能】
橡胶材料的物理和力学特性直接影响隔震层橡胶支座的竖向极限承载力。
弹性模量、抗剪强度和蠕变性能等关键参数对于提高支座的稳定
性和耐久性至关重要。
橡胶材料的选择和评估应综合考虑其力学特性，确保在地震荷载下保持良好的弹性回复和变形能力。
【3.2 元件设计与制造工艺】
支座的结构和尺寸设计、材料选择以及制造工艺对竖向极限承载力有
着直接的影响。
合理的设计能够提高支座的承载能力，并确保其良好
的耐久性和使用寿命。
制造工艺的优化和质量控制对于确保支座的稳
定性和一致性同样至关重要。
【3.3 竖向极限承载力测试方法与标准】
竖向极限承载力的测试评估是确保支座性能的重要手段之一。
通过采
用静载试验、动态试验以及数值模拟等方法，可以获得支座在不同荷
载下的行为特性及其竖向极限承载力。
相应的标准和规范对于支座的
制造和应用提供了指导和准则。
【四、隔震层橡胶支座竖向极限承载力与地震防护性能的关系】
隔震层橡胶支座的竖向极限承载力与地震防护性能密切相关。
以下将
重点探讨竖向极限承载力与隔震效果的关联以及与结构设计的协同优化。
【4.1 竖向极限承载力与隔震效果的关联】
竖向极限承载力的优化能够有效提高隔震层橡胶支座的性能和效果。
恰当的竖向极限承载力能够确保支座在地震中密封破坏之前能够充分发挥其隔震和减震效果，实现建筑物的安全和可维护性。
【4.2 竖向极限承载力与结构设计的协同优化】
支座的竖向极限承载力与建筑物的结构设计需要进行协同优化。
考虑到建筑物的形状、重量和地震荷载等因素，合理的支座设计能够更好地满足结构的需求，从而提供更佳的地震防护效果。
【五、个人观点与理解】
隔震层橡胶支座的竖向极限承载力是确保地震防护效果的关键要素之一。
在评估与考虑竖向极限承载力时，应综合考虑橡胶材料的力学性能、元件设计与制造工艺以及测试方法与标准等多个因素。
通过协同优化支座设计与建筑物结构设计，可以实现更好的地震防护效果。
【六、总结】
隔震层橡胶支座的竖向极限承载力评估是确保地震防护的关键环节。
通过深入了解橡胶材料的力学性能、元件设计与制造工艺以及测试方法与标准，可以全面理解与评估竖向极限承载力与地震防护性能之间的关系。
在隔震设计与建设过程中，应注重评估与优化隔震层橡胶支座的竖向极限承载力，以确保地震防护效果的可靠性与持久性。