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铅芯橡胶支座
铅芯橡胶支座的构造:铅芯橡胶支座由用来支承荷载的层状橡胶、钢板及用于吸收耗散能量的铅销组合而成。同普通板式橡胶支座不同的是,上下各粘有一定厚度的钢板及加有一定数量的铅销。
铅芯橡胶支座中的铅销可以是一根或几根,这样,就可以通过调节铅销的直径或截面积来决定其吸收和耗散振动能量的功能,所以使支座的设计有较大灵活性。
铅芯橡胶支座的工作原理:分层橡胶支座的主要缺点是阻尼很小,有时在较低水平力作用下(如制动力等),由于支座较柔,支座变形也可能很大。如果在分层橡胶支座中插入铅销,则可以得到一个紧凑的隔震装置。铅销提供了地震下的耗能和静力荷载下所必须的屈服强度与刚度,在较低水平力作用下,因具有较高的初始刚度,其变形很小。在地震作用下,由于铅销的屈服,一方面消耗地震能量;另一方面,刚度降低,达到延长结构周期的目的。
如图1所示,为铅芯橡胶支座在交变荷载作用下的滞回曲线,说明加载时消耗于金属的变形功大于卸载时金属放出的变形功,因而有一部分变形功为铅销所吸收,然后又转化为热能耗散到大气中,从而达到吸收耗散振动能量的目的。其吸收能量的大小可由滞回曲线所包围的面积来计算。
使用金属铅的原因是因为铅在经过冷变形后,可在常温下(15℃)再结晶。而且,铅具有较低的屈服剪切强度(约10MPa),具有足够高的初始剪切刚度(G约等于130Mpa),性能为理想弹塑性且对于塑性循环具有很好的耐疲劳性能。在荷载反复作用下,铅芯橡胶支座可以保持它的性能,且不需要经常维修,具有良好的耐久性。
由图1可见,普通橡胶支座的滞回曲线所包围的面积远远小于铅芯橡胶支座的滞回曲线所包围的面积,即铅芯橡胶支座吸收耗散振动能量的作用远远大于普通橡胶支座的作用。