刘 石

(吉林建筑大学土木学院，吉林 长春 130000)



橡胶垫层间隔震结构设计参数研究★

刘 石

(吉林建筑大学土木学院，吉林 长春 130000)

采用双线型模型，由弯矩转角关系判别状态刚度的方法，分析了隔震结构设计中橡胶垫的弹性模量与厚度变化情况下的隔震效果，旨在确定出层间隔震的设计参数，为层间隔震的合理应用提供理论参考。

层间隔震结构，夹层橡胶垫，设计参数，隔震效果

0 引言

层间隔震结构是在基础隔震结构的工程实践中发展起来的一种新型隔震结构形式，即在建筑物中布置隔离层，来降低上部结构受到的影响。当结构上下刚度有突变的时候，例如大底盘高层建筑，将隔震支座设置于刚度突变处，减震效果优于基础隔震。利用此原理考虑在侧向刚度突变处设置夹层橡胶垫隔震结构，隔震力学模型与设计参数对隔震起至关重要的作用。

1 橡胶垫隔震结构力学模型

利用层间剪切模型，将夹层橡胶隔震结构单独作为一层，其运动微分方程见式(1)：

(1)

其中，

其中，F0=0;阻尼矩阵[C]=α[M]+β[K]。

如图1所示，采用7个和5个特征点的三线型和二线退化恢复力模型，由弯矩和弯矩增量的变化确定单元所处的状态。

2 夹层橡胶垫的水平及垂直刚度系数

夹层橡胶垫的水平刚度系数KH受弯曲变形影响时：

(2)

当S1≥15，S2=3～5，式(2)近似简化为：

(3)

其中，D，G，S1，S2分别为夹层橡胶垫的直径、剪切弹性模量、第一和第二形状系数。

竖向刚度系数KV表示为：

(4)

其中，Ecv为夹层橡胶垫修正压缩弹性模量。

3 夹层橡胶垫隔震效果分析