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衡潤工程材料 LRB鉛芯橡膠支座介紹
鉛芯橡膠支座(LRB)是新西蘭學者在1975年發展的,它是由普通疊層橡膠支座在其中間豎直地灌入適當直徑的的鉛芯形成(圖1),利用鉛芯在地震動過程中彈塑性性能來達到耗散地震能量的效果。 由于鉛的屈服應力較低(約7 MPa),并在塑性變形條件下具有較好的疲勞特性,被認為是一種較好的阻尼器。
鉛芯必須緊固在孔中,并稍微擠進橡膠層中,因此,鉛芯的體積往往比中心孔的體積要大些,使鉛芯能牢固地壓入孔中,當橡膠支座發生水平變形時,整個鉛芯由于被鋼板約束而強迫發生剪切變形。 鉛芯橡膠支座具有較好的滯回特性,其初始剪切剛度可以達到普通疊層橡膠支座剛度的10倍以上,而屈服后剛度接近與普通疊層橡膠支座剛度。 由于LRB構造比較簡單,能夠提供較大阻尼,可以單獨作為橋梁減隔震支座使用,在新西蘭、 美國和日本被廣泛用于橋梁和建筑物的減、 隔震。
疊層鉛芯橡膠隔震支座的工作性能主要包括以下幾個方面:
壓縮性能。 即在豎向荷載作用下,支座的縱向收縮和橫向擴張性能。 疊層鉛芯橡支座中的鋼板與橡膠墊的彈性模量和橫向變形系數有較大差異,但鋼板會對橡膠片的橫向變形產生約束,使橡膠片內部處于三向受壓狀態。 因此,疊層鉛芯橡膠膠支座的豎向承載力比橡膠本身大得多,幾乎與同樣截面大小的鋼筋混凝土柱子相當。
受拉性能。 橡膠材料的拉應力在10一20kN/cm2以內時,基本表現為彈性。 在彈性范圍內,橡膠材料的受拉剛度只有受壓剛度的1/10左右。 另有實驗表明,疊層鉛芯橡膠隔震支座經過較大的受拉變形后再壓縮時,其受壓剛度降低為初期剛度的1/2左右。 因此,在實際工程中不宜采用疊層橡膠隔震支座的受拉性能。耐久性。 疊層橡膠隔震支座在工作期間,由于橡膠老化、 徐變等都有可能對疊層橡膠支座的力學性能產生不同程度的影響。 周福霖等人的實驗研究表明:經過60年后,疊層橡膠支座水平剛度增加10%一20%左右,水平極限變形降低10%左右。 因此在設計中考慮支座老化而引起的隔震層水平剛度的增加,可基本消除支座老化對隔震結構減震效果的影響。 關于徐變的實驗測試結果表明,橡膠在100年后的徐變量不到橡膠片總厚度的10%。 因此,疊層鋼板橡膠支座作為結構構件,其耐久性與建筑物的壽命相當
耐火性實驗研究表明,在一般的火災下,疊層橡膠隔震支座仍有一定的承載力,不會使結構立即倒塌,因為支座外部約有10一20mm左右的橡膠覆蓋,燃燒時形成的碳化層具有較好得熱阻性能,能夠阻止支座進一步燃燒。 雖然支座有一定的耐火性,但是還是應該在支座外部做好防火構造
