高阻尼橡胶支座竖向刚度试验研究_王建强

第32卷第3期2016年3月

1002-8528（2016）03-0046-04［文章编号］

建筑科学Vol. 32，No. 3Mar．2016

DOI ：10. 13614/j．cnki．11-1962/tu．2016. 03. 009

BUILDING SCIENCE

高阻尼橡胶支座竖向刚度试验研究

12

王建强，魏明明，李

11

政，刘耀东，赵

军

1

（1．郑州大学土木工程学院，河南郑州450001；2．郑州市公共交

通总公司，河南郑州450002）

［摘要］对高阻尼橡胶支座的竖向刚度进行了试验研究，分析了支座竖向压应力和剪切应变对支座竖向刚度的影响。

结果表明，高阻尼橡胶支座具有稳定的竖向承载能力和变形性能；在纯压状态下，支座的竖向刚度随着竖向压应力的增大近似呈线性增大；在偏压状态下，随着支座剪切应变的增大，在相同竖向压应力作用下支座的竖向刚度近似呈线性减小，并且在不同竖向压应力作用下，支座竖向刚度的减小幅度基本一致。

［关键词］高阻尼橡胶支座；竖向刚度；竖向压应力；剪切应变；试验研究［［中图分类号］TU352. 1文献标识码］A

Experimental Study on Vertical Stiffness of High Damping ＲubberBearings

Wang Jianqiang 1，Wei Mingming 2，Li Zheng 1，Liu Yaodong 1，Zhao Jun 1（1．School of Civil Engineering ，Zhengzhou

University ，Zhengzhou 450001，China ；2．Zhengzhou Bus Communication Corporation ，Zhengzhou 450002，China ）

Abstract ：The vertical stiffness tests of the high damping rubber bearing are carried out ，the influence of the vertical pressure-stress and shear strain on the vertical stiffness of the bearings is studied．The results show that the

high damping rubber bearings have a stable vertical bearing capacity and deformation property．Under the compressive state ，the vertical stiffness of the bearings will increase linearly with the vertical pressure-stress

increasing．Under the compressive-shear state ，the vertical stiffness of the bearings will decrease linearly with the

shear strain increasing at the same vertical pressure-stress．At the different vertical pressure-stress ，the reducing

amplitude of the vertical stiffness are basically identical．

Keywords ：high damping rubber bearing ；vertical stiffness ；vertical pressure-stress ；shear strain ；experimental

study

初始刚度较大，更有利于保证支座在风荷载和较小地震作用下的稳定性。

Tsai 等［1］对高阻尼橡胶支座的剪切性能进行了试验研究，分析了加载速度及剪切变形等对支座剪切性能的影响，提出了支座的水平恢复力模型，与试验结果吻合较好。Burtscher 等

［2］

0引言

近年来全球多次发生强烈地震，造成了重大的

人员伤亡和财产损失，亟待提高工程结构的抗震能力。目前，隔震技术在房屋建筑和桥梁工程中得到了广泛的应用，并在多次实际地震中表现出良好的隔震效果。常用的隔震支座主要是铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座。高阻尼橡胶支座是在橡胶中加入一些特殊材料，如石墨等，使橡胶材料的粘滞性增大，耗能能力增强，从而替代铅芯橡胶支座中的铅芯，以避免对环境造成污染，并且高阻尼橡胶支座的

［收稿日期］2015-08-19［基金项目］国家自然科学基金项目（U1204502）；河南省重点科技

攻关项目（[1**********]2）；河南省高校科技创新团队（15IＲTSTHN026）

［作者简介］王建强（1975-），教授男，博士，

［联系方式］wjq1975@163．com

对不同形式的高

阻尼橡胶支座的力学性能进行了试验研究，分析了支座形状系数和钢板形式对支座竖向刚度和水平剪切性能的影响，表明支座形状系数和钢板形式对支

［3］座力学性能有较大影响。Masashi Yamamoto 等对

高阻尼橡胶支座的水平剪切性能进行了试验研究，分析了双向耦合效应对支座剪切性能的影响，并提出了支座的水平恢复力模型，与试验结果吻合较好。庄学真等

［4］

对高阻尼橡胶支座的竖向刚度和水平

剪切性能进行了试验研究，分析了纯压状态下支座的竖向刚度，研究了水平剪切变形对支座剪切性能

第3期王建强，等：高阻尼橡胶支座竖向刚度试验研究

47

表明高阻尼橡胶支座具有稳定的竖向刚度的影响，

［5］

和较强的耗能性能。袁涌等研究了水平加载频率和加载经历对高阻尼橡胶支座剪切性能的影响，表明水平加载频率对支座水平等效刚度影响较大，但其对支座等效阻尼比影响较小，而加载经历对支座水平等效刚度和等效阻尼比影响较大。沈朝勇对高阻尼橡胶支座的水平剪切性能进行了试验研究，分析了支座水平剪切变形、竖向压力和水平等

加载频率等对支座剪切性能的影响，表明剪切变形、竖向压力和水平加载频率等对支座水平等效刚度、屈服后刚度和等效阻尼比等有一定影响。陈彦江［7］

研究等对高阻尼橡胶支座进行了力学性能试验，了纯压状态下竖向压力对支座竖向刚度的影响，分析了竖向压力和水平剪切变形等对支座水平剪切性

能的影响，表明竖向压力对支座竖向刚度和水平等效刚度和等效阻尼比等有一定影响，剪切变形对支座的水平等效刚度有较大影响。

综上所述，目前研究人员对高阻尼橡胶支座的水平剪切性能和纯压状态下的竖向刚度进行了较为深入的研究，但对偏压状态下支座竖向刚度的研究则较少，然而在地震中支座将产生剪切变形，支座的竖向力学性能将会有所不同，因而，本文将对高阻尼橡胶支座的竖向刚度进行试验研究，分析支座竖向压应力和剪切应变对支座竖向刚度的影响。

［6］

求在加载平台两侧沿支座对称设置两个位移传感

器，用于测量支座的竖向位移。支座的竖向压应力分别为3MPa 、6MPa 、9MPa 、12MPa 、15MPa 和18MPa ，竖向荷载和水平位移均采用正弦加载，加载频率均为0. 01Hz ，具体工况如下所示：

1）工况1：支座在纯压状态下的竖向刚度试验，首先对支座施加竖向压力P 0，而后按照试验方法对支座在ʃ 0. 3P 0范围内加载、卸载循环4次，取第3次循环的结果计算竖向刚度，最后对支座进行卸载。

2）工况2：支座在偏压状态下的竖向刚度试验，首先对支座施加1. 5MPa 的竖向压应力，再对支座施加水平位移X 0，使支座的剪切应变分别为50%、100%、150%和200%，继续对支座施加荷载至竖向压力为P 0，而后按照试验方法对支座在ʃ 0. 3P 0范

卸载循环4次，取第3次循环的结果计算围内加载、

竖向刚度，加载完成后支座竖向压应力卸载至

1. 5MPa ，支座水平回复原位，最后对支座进行卸载

。

1试验概况

图1

支座构造图

本试验采用HDＲ200型高阻尼橡胶支座，支座

构造如图1所示，支座参数见表1。试验加载设备包括：竖向加载采用1台1500kN 电液伺服作动器，行程为ʃ 250mm ；水平加载采用1台500kN 电液伺服作动器，行程为ʃ 125mm ；竖向加载和水平加载可同时进行，加载方式为荷载或位移，输入波形为正弦波、三角波、梯形波、斜波、组合波、地震波等。本试验对高阻尼橡胶支座的竖向刚度进行研究，竖向加载采用荷载控制，水平加载采用位移控制，试验方法

（GB /T采用国家标准《隔震橡胶支座试验方法》20688. 1—2007）［8］中有关支座压缩性能试验所推荐的方法2，如图2所示，即：0—P 0—P 2—P 0—P 1

P 1—P 0—P 2—P 0—P 1（第2次加（第1次加载），

P 1—P 0—P 2—P 0—P 1（第3次加载），载），其中P 0为

P 1为0. 7P 0。同时，P 2为1. 3P 0，《隔根据设计压力，

（GB /T20688. 1—2007）的要震橡胶支座试验方法》

算：

K V =

P 2－P 1

Y 2－Y 1

（1）

图2

支座竖向荷载加载方法

高阻尼橡胶支座的竖向压缩刚度按式（1）计

式中：P 1为第3次循环时的较小压力；P 2为第3次循环时的较大压力；Y 1为第3次循环时的较小位移；Y 2为第3次循环时的较大位移。

48

建筑科学

表1

支座参数

上下封板厚度/mm16

支座总高度/mm74

连接板厚度/mm12

第一形状系数S 18. 33

第32卷

支座直径/mm200

橡胶剪切模量/MPa0. 8

橡胶层厚/mm6

橡胶层数5

内部钢板厚度/mm3

内部钢板层数4

第二形状系数

S 26. 67

2

2. 1

试验结果分析

纯压状态下支座竖向刚度

55

竖向刚度由1. 42ˑ 10kN /m增至6. 83ˑ 10kN /m，竖向刚度增大了约3. 8倍。

2. 2偏压状态下支座竖向刚度

对高阻尼橡胶支座进行纯压状态下的竖向刚度试验研究，竖向压应力为12MPa 时支座竖向荷载与竖向位移的关系曲线如图3所示，支座的竖向刚度如图4所示。

对高阻尼橡胶支座进行偏压状态下的竖向刚度试验研究，竖向压应力为12MPa 时各剪切应变状态下支座竖向荷载与竖向位移的关系曲线如图5所示，支座在不同竖向压应力和剪切应变状态下的竖向刚度如图6所示。

图3支座竖向荷载与位移关系曲线

图5

支座竖向荷载与位移关系曲线

图4支座竖向刚度

图6

支座竖向刚度

由图3可以看出，高阻尼橡胶支座在竖向加载

过程中，支座的4次竖向荷载和竖向位移关系曲线几乎重合在一起，并且支座在加载过程中未出现破坏，卸载后支座基本恢复原状，表明支座具有稳定的竖向承载能力和变形性能。

由图4可以看出

，在纯压状态下支座的竖向刚度随着竖向压应力的增大而显著增大，

近似呈线性关系，竖向压应力由3MPa 增大至18MPa 时，支座的

高阻尼橡胶支座在竖向加载由图5可以看出，

过程中，在不同剪切应变下支座的4次竖向荷载和竖向位移关系曲线均几乎重合在一起，并且随着支座剪切应变的增大，支座竖向荷载和竖向位移关系曲线的斜率逐渐减小，支座的竖向刚度逐渐减小。同时，在各工况加载过程中支座均未出现破坏，卸载后支座均能基本恢复原状，表明支座在不同剪切应

第3期王建强，等：高阻尼橡胶支座竖向刚度试验研究

Structures ，2004，（26）：1979-1991

49

变下均具有稳定的竖向承载能力和变形性能。由图

6可以看出，在不同竖向压应力作用下，随着支座剪切应变的增大，支座的竖向刚度近似呈线性减小，并且在不同竖向压应力作用下，支座竖向刚度的减小幅度基本一致，如：竖向压应力为3MPa 时，支座剪切应变由0增大至200%，支座的竖向刚度由1. 42ˑ 105kN /m减小至1. 06ˑ 105kN /m，减小了约25%；竖向压应力为18MPa 时，支座剪切应变由0增大至

5

200%，支座的竖向刚度由6. 83ˑ 10kN /m减小至5. 60ˑ 10kN /m，减小了约20%。

5

［3］Masashi Yamamoto ，Shigeo Minewaki ，Harumi Yoneda and

Masahiko Higashino．

Nonlinear Behavior of High-damping

ＲubberBearings under Horizontal Bidirectional Loading ：Full-scale Tests and Analytical Modeling ［J ］．Earthquake Engineering ＆Structural dynamics ，2012，（41）：1845-1860

［4］庄学真，沈朝勇，金建敏．桥梁高阻尼橡胶支座力学性能试验

．地震工程与工程振动，2006，26（5）：208-212研究［J ］

Zhuang Xuezhen ，Shen Chaoyong ，Jin Jianmin．Experimental Study on Mechanical Property of High Damping ＲubberBearing for Bridge ［J ］．

Earthquake Engineering and Engineering

Vibration ，2006，26（5）：208-212（in Chinese ）

［5］袁涌，朱昆，熊世树，等．高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及

2008，30（3）：隔震效果研究［J ］．工程抗震与加固改造，15-20

Yuan Yong ，Zhu Kun ，Xiong Shishu ，et al．Experimental Study on Characteristics and Isolator Effect of High-damping ＲubberBearing ［J ］．Earthquake ＲesistantEngineering and Ｒetrofitting，2008，30（3）：15-20（in Chinese ）

［6］沈朝勇，周福霖，崔杰，等．高阻尼隔震橡胶支座的相关性试

．地震工程与工程振动，2012，验研究及其参数取值分析［J ］32（6）：95-103

Shen Chaoyong ，Zhou Fulin ，Cui Jie ，et al．Dependency Test Ｒesearchof Mechanical Performance of HDＲand its Parametric Value Analysis ［J ］．Journal of Earthquake Engineering and Engineering Vibration ，2012，32（6）：95-103（in Chinese ）

［7］陈彦江，郭凯敏，李勇，等．桥梁高阻尼隔震橡胶支座性能试

J ］．振动与冲击，2015，34（9）：136-140验研究［

Chen Yanjiang ，Guo Yanmin ，Li Yong ，et al．Behavior of High Damping Seismic Isolation ＲubberBearings for Bridges ［J ］．Journal of Vibration and Shock ，2015，34（9）：136-140（in Chinese ）

［8］GB /T20688. 1—2007，橡胶支座：第1部分隔震橡胶支座试

S ］验方法［

GB /T20688. 1—2007，ＲubberBearings ：

Part 1：

Seismic

Protection Isolators Test Methods ［S ］（in Chinese ）

3结论

通过对高阻尼橡胶支座在纯压和偏压状态下竖向刚度的试验研究，分析了支座竖向压应力和剪切应变对支座竖向刚度的影响，得出了以下主要结论：

1）在纯压和偏压状态下，在竖向加载过程中高阻尼橡胶支座具有稳定的竖向承载能力和变形性能。2）在纯压状态下，高阻尼橡胶支座的竖向刚度随着竖向压应力的增大而显著增大，近似呈线性关系；在偏压状态下，随着支座剪切应变的增大，在相同竖向压应力作用下支座的竖向刚度近似呈线性减小，并且在不同竖向压应力作用下，支座竖向刚度的减小幅度基本一致。参考文献（Ｒeferences）

［1］Tsai C S ，Chiang Tsu-Cheng ，Chen Bo-Jen ，and Lin Shih-Bin．

An Advanced Analytical Model for High Damping ＲubberBearings ［J ］．Earthquake Engineering ＆Structural Dynamics ，13872003，（32）：1373-［2］Burtscher S L ，Dorfmann A．Compression and Shear Tests of

Anisotropic High Damping ＲubberBearings ［J ］．Engineering

第32卷第3期2016年3月

1002-8528（2016）03-0046-04［文章编号］

建筑科学Vol. 32，No. 3Mar．2016

DOI ：10. 13614/j．cnki．11-1962/tu．2016. 03. 009

BUILDING SCIENCE

高阻尼橡胶支座竖向刚度试验研究

12

王建强，魏明明，李

11

政，刘耀东，赵

军

1

（1．郑州大学土木工程学院，河南郑州450001；2．郑州市公共交

通总公司，河南郑州450002）

［摘要］对高阻尼橡胶支座的竖向刚度进行了试验研究，分析了支座竖向压应力和剪切应变对支座竖向刚度的影响。

结果表明，高阻尼橡胶支座具有稳定的竖向承载能力和变形性能；在纯压状态下，支座的竖向刚度随着竖向压应力的增大近似呈线性增大；在偏压状态下，随着支座剪切应变的增大，在相同竖向压应力作用下支座的竖向刚度近似呈线性减小，并且在不同竖向压应力作用下，支座竖向刚度的减小幅度基本一致。

［关键词］高阻尼橡胶支座；竖向刚度；竖向压应力；剪切应变；试验研究［［中图分类号］TU352. 1文献标识码］A

Experimental Study on Vertical Stiffness of High Damping ＲubberBearings

Wang Jianqiang 1，Wei Mingming 2，Li Zheng 1，Liu Yaodong 1，Zhao Jun 1（1．School of Civil Engineering ，Zhengzhou

University ，Zhengzhou 450001，China ；2．Zhengzhou Bus Communication Corporation ，Zhengzhou 450002，China ）

Abstract ：The vertical stiffness tests of the high damping rubber bearing are carried out ，the influence of the vertical pressure-stress and shear strain on the vertical stiffness of the bearings is studied．The results show that the

high damping rubber bearings have a stable vertical bearing capacity and deformation property．Under the compressive state ，the vertical stiffness of the bearings will increase linearly with the vertical pressure-stress

increasing．Under the compressive-shear state ，the vertical stiffness of the bearings will decrease linearly with the

shear strain increasing at the same vertical pressure-stress．At the different vertical pressure-stress ，the reducing

amplitude of the vertical stiffness are basically identical．

Keywords ：high damping rubber bearing ；vertical stiffness ；vertical pressure-stress ；shear strain ；experimental

study

初始刚度较大，更有利于保证支座在风荷载和较小地震作用下的稳定性。

Tsai 等［1］对高阻尼橡胶支座的剪切性能进行了试验研究，分析了加载速度及剪切变形等对支座剪切性能的影响，提出了支座的水平恢复力模型，与试验结果吻合较好。Burtscher 等

［2］

0引言

近年来全球多次发生强烈地震，造成了重大的

人员伤亡和财产损失，亟待提高工程结构的抗震能力。目前，隔震技术在房屋建筑和桥梁工程中得到了广泛的应用，并在多次实际地震中表现出良好的隔震效果。常用的隔震支座主要是铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座。高阻尼橡胶支座是在橡胶中加入一些特殊材料，如石墨等，使橡胶材料的粘滞性增大，耗能能力增强，从而替代铅芯橡胶支座中的铅芯，以避免对环境造成污染，并且高阻尼橡胶支座的

［收稿日期］2015-08-19［基金项目］国家自然科学基金项目（U1204502）；河南省重点科技

攻关项目（[1**********]2）；河南省高校科技创新团队（15IＲTSTHN026）

［作者简介］王建强（1975-），教授男，博士，

［联系方式］wjq1975@163．com

对不同形式的高

阻尼橡胶支座的力学性能进行了试验研究，分析了支座形状系数和钢板形式对支座竖向刚度和水平剪切性能的影响，表明支座形状系数和钢板形式对支

［3］座力学性能有较大影响。Masashi Yamamoto 等对

高阻尼橡胶支座的水平剪切性能进行了试验研究，分析了双向耦合效应对支座剪切性能的影响，并提出了支座的水平恢复力模型，与试验结果吻合较好。庄学真等

［4］

对高阻尼橡胶支座的竖向刚度和水平

剪切性能进行了试验研究，分析了纯压状态下支座的竖向刚度，研究了水平剪切变形对支座剪切性能

第3期王建强，等：高阻尼橡胶支座竖向刚度试验研究

47

表明高阻尼橡胶支座具有稳定的竖向刚度的影响，

［5］

和较强的耗能性能。袁涌等研究了水平加载频率和加载经历对高阻尼橡胶支座剪切性能的影响，表明水平加载频率对支座水平等效刚度影响较大，但其对支座等效阻尼比影响较小，而加载经历对支座水平等效刚度和等效阻尼比影响较大。沈朝勇对高阻尼橡胶支座的水平剪切性能进行了试验研究，分析了支座水平剪切变形、竖向压力和水平等

加载频率等对支座剪切性能的影响，表明剪切变形、竖向压力和水平加载频率等对支座水平等效刚度、屈服后刚度和等效阻尼比等有一定影响。陈彦江［7］

研究等对高阻尼橡胶支座进行了力学性能试验，了纯压状态下竖向压力对支座竖向刚度的影响，分析了竖向压力和水平剪切变形等对支座水平剪切性

能的影响，表明竖向压力对支座竖向刚度和水平等效刚度和等效阻尼比等有一定影响，剪切变形对支座的水平等效刚度有较大影响。

综上所述，目前研究人员对高阻尼橡胶支座的水平剪切性能和纯压状态下的竖向刚度进行了较为深入的研究，但对偏压状态下支座竖向刚度的研究则较少，然而在地震中支座将产生剪切变形，支座的竖向力学性能将会有所不同，因而，本文将对高阻尼橡胶支座的竖向刚度进行试验研究，分析支座竖向压应力和剪切应变对支座竖向刚度的影响。

［6］

求在加载平台两侧沿支座对称设置两个位移传感

器，用于测量支座的竖向位移。支座的竖向压应力分别为3MPa 、6MPa 、9MPa 、12MPa 、15MPa 和18MPa ，竖向荷载和水平位移均采用正弦加载，加载频率均为0. 01Hz ，具体工况如下所示：

1）工况1：支座在纯压状态下的竖向刚度试验，首先对支座施加竖向压力P 0，而后按照试验方法对支座在ʃ 0. 3P 0范围内加载、卸载循环4次，取第3次循环的结果计算竖向刚度，最后对支座进行卸载。

2）工况2：支座在偏压状态下的竖向刚度试验，首先对支座施加1. 5MPa 的竖向压应力，再对支座施加水平位移X 0，使支座的剪切应变分别为50%、100%、150%和200%，继续对支座施加荷载至竖向压力为P 0，而后按照试验方法对支座在ʃ 0. 3P 0范

卸载循环4次，取第3次循环的结果计算围内加载、

竖向刚度，加载完成后支座竖向压应力卸载至

1. 5MPa ，支座水平回复原位，最后对支座进行卸载

。

1试验概况

图1

支座构造图

本试验采用HDＲ200型高阻尼橡胶支座，支座

构造如图1所示，支座参数见表1。试验加载设备包括：竖向加载采用1台1500kN 电液伺服作动器，行程为ʃ 250mm ；水平加载采用1台500kN 电液伺服作动器，行程为ʃ 125mm ；竖向加载和水平加载可同时进行，加载方式为荷载或位移，输入波形为正弦波、三角波、梯形波、斜波、组合波、地震波等。本试验对高阻尼橡胶支座的竖向刚度进行研究，竖向加载采用荷载控制，水平加载采用位移控制，试验方法

（GB /T采用国家标准《隔震橡胶支座试验方法》20688. 1—2007）［8］中有关支座压缩性能试验所推荐的方法2，如图2所示，即：0—P 0—P 2—P 0—P 1

P 1—P 0—P 2—P 0—P 1（第2次加（第1次加载），

P 1—P 0—P 2—P 0—P 1（第3次加载），载），其中P 0为

P 1为0. 7P 0。同时，P 2为1. 3P 0，《隔根据设计压力，

（GB /T20688. 1—2007）的要震橡胶支座试验方法》

算：

K V =

P 2－P 1

Y 2－Y 1

（1）

图2

支座竖向荷载加载方法

高阻尼橡胶支座的竖向压缩刚度按式（1）计

式中：P 1为第3次循环时的较小压力；P 2为第3次循环时的较大压力；Y 1为第3次循环时的较小位移；Y 2为第3次循环时的较大位移。

48

建筑科学

表1

支座参数

上下封板厚度/mm16

支座总高度/mm74

连接板厚度/mm12

第一形状系数S 18. 33

第32卷

支座直径/mm200

橡胶剪切模量/MPa0. 8

橡胶层厚/mm6

橡胶层数5

内部钢板厚度/mm3

内部钢板层数4

第二形状系数

S 26. 67

2

2. 1

试验结果分析

纯压状态下支座竖向刚度

55

竖向刚度由1. 42ˑ 10kN /m增至6. 83ˑ 10kN /m，竖向刚度增大了约3. 8倍。

2. 2偏压状态下支座竖向刚度

对高阻尼橡胶支座进行纯压状态下的竖向刚度试验研究，竖向压应力为12MPa 时支座竖向荷载与竖向位移的关系曲线如图3所示，支座的竖向刚度如图4所示。

对高阻尼橡胶支座进行偏压状态下的竖向刚度试验研究，竖向压应力为12MPa 时各剪切应变状态下支座竖向荷载与竖向位移的关系曲线如图5所示，支座在不同竖向压应力和剪切应变状态下的竖向刚度如图6所示。

图3支座竖向荷载与位移关系曲线

图5

支座竖向荷载与位移关系曲线

图4支座竖向刚度

图6

支座竖向刚度

由图3可以看出，高阻尼橡胶支座在竖向加载

过程中，支座的4次竖向荷载和竖向位移关系曲线几乎重合在一起，并且支座在加载过程中未出现破坏，卸载后支座基本恢复原状，表明支座具有稳定的竖向承载能力和变形性能。

由图4可以看出

，在纯压状态下支座的竖向刚度随着竖向压应力的增大而显著增大，

近似呈线性关系，竖向压应力由3MPa 增大至18MPa 时，支座的

高阻尼橡胶支座在竖向加载由图5可以看出，

过程中，在不同剪切应变下支座的4次竖向荷载和竖向位移关系曲线均几乎重合在一起，并且随着支座剪切应变的增大，支座竖向荷载和竖向位移关系曲线的斜率逐渐减小，支座的竖向刚度逐渐减小。同时，在各工况加载过程中支座均未出现破坏，卸载后支座均能基本恢复原状，表明支座在不同剪切应

第3期王建强，等：高阻尼橡胶支座竖向刚度试验研究

Structures ，2004，（26）：1979-1991

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变下均具有稳定的竖向承载能力和变形性能。由图

6可以看出，在不同竖向压应力作用下，随着支座剪切应变的增大，支座的竖向刚度近似呈线性减小，并且在不同竖向压应力作用下，支座竖向刚度的减小幅度基本一致，如：竖向压应力为3MPa 时，支座剪切应变由0增大至200%，支座的竖向刚度由1. 42ˑ 105kN /m减小至1. 06ˑ 105kN /m，减小了约25%；竖向压应力为18MPa 时，支座剪切应变由0增大至

5

200%，支座的竖向刚度由6. 83ˑ 10kN /m减小至5. 60ˑ 10kN /m，减小了约20%。

5

［3］Masashi Yamamoto ，Shigeo Minewaki ，Harumi Yoneda and

Masahiko Higashino．

Nonlinear Behavior of High-damping

ＲubberBearings under Horizontal Bidirectional Loading ：Full-scale Tests and Analytical Modeling ［J ］．Earthquake Engineering ＆Structural dynamics ，2012，（41）：1845-1860

［4］庄学真，沈朝勇，金建敏．桥梁高阻尼橡胶支座力学性能试验

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3结论

通过对高阻尼橡胶支座在纯压和偏压状态下竖向刚度的试验研究，分析了支座竖向压应力和剪切应变对支座竖向刚度的影响，得出了以下主要结论：

1）在纯压和偏压状态下，在竖向加载过程中高阻尼橡胶支座具有稳定的竖向承载能力和变形性能。2）在纯压状态下，高阻尼橡胶支座的竖向刚度随着竖向压应力的增大而显著增大，近似呈线性关系；在偏压状态下，随着支座剪切应变的增大，在相同竖向压应力作用下支座的竖向刚度近似呈线性减小，并且在不同竖向压应力作用下，支座竖向刚度的减小幅度基本一致。参考文献（Ｒeferences）

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