低温下橡胶隔震支座剪切性能试验及其力学模型研究

摘要

以直径为400 mm的天然橡胶隔震支座(linear natural rubber bearing, LNR)与铅芯橡胶隔震支座(lead rubber bearing, LRB)为研究对象，在不同温度(4、-20、-25、-30、-35℃)和不同应变(50%、100%、150%、200%、250%)下，对冷冻24 h的隔震支座开展了压剪试验。为排除加载频率的影响，加载过程采用等速率加载。试验结果表明：橡胶隔震支座水平等效刚度随着温度的降低而逐渐增大，随着剪应变的增大而逐渐减小；在同一温度下，当剪应变达到一定程度后，隔震支座水平刚度开始呈现非线性增长的趋势，出现了刚度强化效应。不同温度下出现刚度强化效应初始应变随着温度降低而逐渐变小，在温度较低时甚至低于100%剪应变；此外，随着温度降低和应变增加，隔震支座的剪切模量与滞回曲线面积也在不断增大。基于以上现象，现有的橡胶隔震支座模型并不能很好地描述这种低温下的力学行为，为此，在参照高阻尼橡胶支座剪切性能力学模型的基础上，提出了考虑低温下刚度强化效应的隔震支座剪切性能的力学模型。

关键词

橡胶隔震支座 / 低温环境 / 剪切性能试验 / 刚度强化效应 / 力学模型