隔震

支座

疊層橡膠隔震支座，

是隔震設計中應用最為廣泛的隔震裝置。

了解隔震支座的力學特性，

在軟件中設置正確的參數，

是做好隔震設計最基本的前提。

那么，隔震支座的這些特性您都掌握了嗎？

疊層橡膠隔震支座

疊層橡膠隔震支座是由多層橡膠和鋼板互相疊合粘接而成。目前，常見的種類有天然橡膠隔震支座、鉛芯橡膠隔震支座和高阻尼橡膠隔震支座，其中前兩種最為常用。由于隔震支座本身的結構特點，其軸向和水平向有著迥異的力學特性。

疊層橡膠隔震支座

豎向壓縮時，橡膠由于受到鋼板的約束作用，外加橡膠的近似不可壓縮的特性，橡膠中心部分處于三向受壓狀態，軸向抗壓能力與RC柱基本相當；豎向拉伸時，變形主要由橡膠承擔，橡膠的抗拉剛度較抗壓剛度低很多，因而隔震支座的抗拉剛度很低，一般是抗壓剛度的1/10~1/7。

水平作用時，中間鋼板不能約束橡膠的剪切變形，隔震支座的剪切變形主要是橡膠的剪切變形。橡膠的剪切剛度很小，因此天然橡膠隔震支座的水平剪切剛度很小，剪切變形很大。鉛芯隔震支座剪切剛度由鉛芯和橡膠共同提供，剛度會比天然橡膠大很多，但鉛芯本身塑性變形能力很強，屈服力較低，因而隔震支座的剪切變形還是很大的。

在SAUSAGE及SAUSG-PI中如何設置

目前，隔震支座在有限元軟件中進行模擬分析時基本都采用2節點一維單元，每個節點都是6個自由度。但是由隔震支座的不具備抗彎及抗扭剛度，因此，一般不需要考慮隔震支座的彎曲剛度和扭轉剛度。

SAUSAGE和SAUSG-PI中天然橡膠隔震支座

SAUSAGE和SAUSG-PI中鉛芯橡膠隔震支座

隔震支座三個平動自由度對應的剛度分別是：

1)?軸向剛度：

拉壓均為線彈性本構，拉壓剛度異性。

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隔震支座軸向滯回模型

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軟件中設置軸向拉壓剛度異性

2) 水平方向：

天然橡膠隔震支座為雙向線彈性本構。鉛芯隔震支座為雙向非線性滯回(雙折線模型或Wen模型)本構。

隔震支座剪切滯回模型

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鉛芯隔震支座剪切二折線本構

關于彎曲

隔震支座不具備抗彎及抗扭剛度，給我們的第一反應是隔震支座不會傳遞任何彎矩扭矩。但是，由于隔震支座剪切變形通常都很大，需要考慮隔震支座的二階效應，即由隔震支座水平變形產生附加的彎矩。而且，隔震支座的剪力也會使隔震支座兩端產生附加彎矩。

在《隔震結構設計標準》(征求意見稿)附錄C中，隔震支座連接設計考慮隔震支座水平變形產生的附加彎矩。其計算公式如下：

隔震支墩及連接部位變形示意圖

該公式考慮了隔震支座的水平向的剪切變形，其豎向變形及彎曲變形都忽略不計。

SAUSG-PI可以直接的導出隔震支座的各內力分量及相對變形數值，通過SAUSG-PI可以很方便得出隔震支座水平變形產生的附加彎矩。

結語

一個看似簡單的隔震支座，想要模擬好其力學特性，還是有一些需要注意的地方的，您都掌握這些特性了嗎？

1)?軸向雖然是線性的，但是拉壓剛度需要分別考慮；

2)?水平向需要根據隔震支座類型考慮線性彈性本構或者二折線本構；

3)?隔震支座雖然沒有彎曲剛度，但是需要考慮由于剪切變形產生的附加彎矩。

有興趣的同學不妨在家就用SAUSG-PI軟件上手試試吧！