山西 橡胶支座损伤可通过进行力学性能试验找到解决办法

山西橡胶支座的损伤主要原因是支座钢板边缘的剪应力，当形状系数较小时，位于钢板边缘的胶层剪应力较大，容易造成胶层与钢板剥离，产生空穴使支座的损伤程度提高。在支座的设计上，除了要考虑支座承载面积和支座高度这两个因素外，也考虑形状系数的影响。
      橡胶支座竖向压缩界限特性包含压缩界限应力及竖向压缩屈曲应力两方面特性。由于橡胶座采用多层橡胶与多层钢板交互叠置经高温高压硫化制成，因此在竖向压力作用下，支座内部的橡胶和钢板难以达到完全平行，橡胶座将首先屈曲，其后进入压缩破坏状态。橡胶座在进入屈曲临界状态，即屈曲临界压力，作用时，支座水平刚度趋于0。橡胶支座的界限剪切应变随压缩应力的增加不断降低，同时支座的屈曲应力和界限剪应变和第二相关系数也相关，与压缩应变相关的计算是采用支座上下表面橡胶面积与截面面积比计算确定的，#后建筑用低弹性橡胶支座的拉伸设计应力界限可设定为倍的橡胶剪切弹性模量，这一结果是偏于安全的，并且橡胶支座不会出现过大变形，因而对结构的影响可以忽略。
      随着压应力的增加，支座的界限剪切应变不断减小，并且建议评价建筑用橡胶支座的界限压缩应力，需要考虑橡胶材料和支座形状系数的影响，对建筑用橡胶支座的拉伸应力应考虑橡胶材料的特性，界限值可设定为。屈曲应力和界限剪切应变的关系可近似采用线性关系描述，同时界限剪切应变的#大设计值应考虑屈曲应力和形状系数的影响。从以上可知形状系数是橡胶支座设计中的一个重要参数。

       橡胶支座力学性能试验对试验机有一定的要求，现行橡胶支座力学性能试验方法比较繁琐，并且某些试验设备需要自行设计，本文就以此作为切入点进行展开研究工作，具体工作分以下几个部分：
      第一部分，对抗压弹性模量试验方法进行研究。从抗压弹性模量试验过程中影响试验结果的因素，例如，持荷时间，进行考虑，通过调整这些影响因素从中得到一种比较合适并且还能得出准确的实验结果的试验方法。
      第二部分，对抗剪弹性模量试验的研究和试验设备的研制。抗剪弹性模量试验需要竖向和横向两套施力机构，本文在抗剪弹性模量试验前做好试验设备的标定和安全保险工作，应用该套设备测出橡胶支座的抗剪弹性模量，并与抗剪弹性模量标准值比较，#后分析采用该套试验设备进行抗剪弹性模量试验结果测量的误差来源。
       第三部分，在抗压弹性模量试验得出试验数据的基础上，运用有限元软件对橡胶支座均匀橡胶层厚度和不均匀橡胶层厚度两种情况进行数值模拟计算，研究橡胶支座内部应力分布规律，橡胶支座由橡胶和钢板层叠制成，其中橡胶材料是一种非线性材料并且每种橡胶的材料参数不尽相同，所以其材料参数需要通过试验获得。从橡胶支座上裁剪橡胶材料，制备橡胶试样。对试验数据进行拟合，得出橡胶材料参数。对板式橡胶支座抗压弹性模量测试装置进行了研究，指出试验机上下承载板的变形方向和它们中间受压的橡胶支座的横截面积大小有关，当橡胶支座的横截面积小于承载板横截面时，下承载板是向上弯曲的，而上承载板是向下弯曲的，所以这时候测得的位移值是大于橡胶支座实际位移值的；同时上下承载板相对位移△大小和橡胶支座的横截面积大小也有关，承载板相对位移绝对值的大小与橡胶支座横截面积的大小近似相反；从此文献还可以得知在具体设计上下承载板厚度时，在给定上下承载板的平面尺寸和能够试验的橡胶支座的尺寸规格范围时，给出一定的相对误差，就可以计算出满足误差范围的#小上下承载板的厚度。