⼀、铅芯直径与⾼度的限定
在设计铅芯橡胶⽀座时,必须选择铅芯的直径,以获得最佳的减震耗能效果。试验结果表明,当⽀座⾼度⼀定时,铅芯橡胶⽀座吸收耗散能量的能⼒,随着铅芯直径的增⼤⽽增⼤,这是因为铅芯直径的增加提⾼了⽀座的屈服强度,相应的增⼤了⽀座滞回曲线⾯积。 当铅芯的⾼度与直径之⽐很⼤时,即铅芯直径很⼩时,多层橡胶对铅芯的约束会很不充分,⽀座滞回曲线所包围的⾯积很⼩,减震耗能的能⼒差;相反,如果铅芯的⾼度与直径之⽐太⼩,即铅芯直径很⼤时,铅芯两端将变形成为球状,不能提供良好的⽔平恢复⼒。此外,虽然铅芯直径⼤,有利于增加滞回曲线⾯积和耗能能⼒,但是由于铅芯橡胶⽀座中的橡胶层不仅承受压⼒,约束铅的变形,关键还给铅芯提供剪切变形后的恢复⼒。所以直径的增加应该是有限度的。 ⼆、铅芯橡胶⽀座的剪切变形
铅芯橡胶⽀座的⽔平变位能⼒是有⼀定的限值的,随着变形的增⼤,⽀座⽔平受压⾯积不断减⼩,其所能提供的承载⼒也不断减⼩,为保证提供⾜够的承载能⼒,⽀座发⽣变位的⼤⼩必须与⽀座的平⾯尺⼨、橡胶的剪切强度相适应。
铅芯橡胶⽀座作为滞回型耗能装置,只有在发⽣较⼤变形时,其耗能减震作⽤才能有效地发挥作⽤。要达到减震的⽬的,⽀座的剪切变形也必须很⼤,通常国外减、隔震橡胶⽀座的设计剪切变形常在100%⼀300%范围内,⽽其极限破坏剪切变形甚⾄可达到500%。根据本课题试验可知,由于我国考虑了安全系数及橡胶材料和制造⼯艺等原因,当r超过2⼀2.5后,⽀座即产⽣橡胶和钢板剥离的现象,所以铅芯的剪切变形r≤2.5。