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支座的材料和制作工艺
橡胶是一种具有高弹性的高分子材料,橡胶在外力的作用下具有很大的变形能力(伸长率可达500%~1000%),外力除去后又能很快恢复到原始尺寸。橡胶材料除了具有较高的抗压强度和抗剪强度外还具有较高的抗拉强度。
新型减隔震支座主要由聚四氟乙烯滑板与肘块构成的支座和高弹性阻尼橡胶体组成,聚四氟乙烯滑板与肘块构成的支座的材料和制作在此不作详述。橡胶体要有足够的弹性和阻尼,而通常在增大橡胶的弹性时会使它的阻尼减小,为使其弹性和阻尼同时达到要求,可在高弹性阻尼橡胶中夹入钢弹簧制成高弹性阻尼橡胶体。又为了使其在受拉时受力均匀,应在两端设置钢盖板。
1、支承柱支承
柱子水平位移方向的等效弹簧刚度为:Kc=3EcIc/H3c式中Hc:柱高;Ic:柱截面惯性矩。
2、两端简支梁支承
由长度为L,网架支座位于距梁端为a的简支梁的等效弹簧刚度为:Kb=3EbIbL/a2(L-a)2式中a :作用点距梁端距离;L:梁长;Ib:梁截面惯性矩。
3、橡胶垫支座
由高度为Hp的橡胶垫支承的支座等效弹簧刚度为:Kp=GpAp/Hp式中Ap:橡胶垫面积;Hp:橡胶垫高。
在实际工程中往往是在梁顶或柱顶增加橡胶垫弹性支座,特别是在大跨度网架中,通过橡胶垫支座以满足温度应力的变形要求,这就要求考虑梁或柱弹性刚度与橡胶垫弹性刚度的叠加,当K1与K2叠加时,由位移叠加得其叠加刚度K为:1/K=1/K1+1/K2;有K=1/(1/K1+1/K2)。
支座特点
①支座可万向转动、万向承载,能很好地满足上部结构各种荷载所产生的反力的传递、转动、移动要求,保证反力合力集中、明确、可靠。
②支座可承受拉、压、剪(横向)力,在巨大的随机*震力作用下,只要上、下结构本身不破坏,就不会发生落梁、落架等灾难性后果.
③支座的静刚度大,在列车及大型汽车巨大自重及惯性力作用力下,支座仅产生极小变形,能可靠地保证汽车、列车高速运行时的平顺性。
④支座通过球面传力,受力面积大,并采用多种材料的优化组合,其体积和高度均大大减少,重量轻,便于安装,并与同承载力的钢支座相比造价较低。
⑤支座适用温度范围大(-40℃~+70℃),耐久性能好,不采用橡胶承压,不存在橡胶老化对支座转动性能的影响。