地震是破壞力非常巨大的自然災(zāi)害。橡膠作為一種彈性體材料,可以降低地震的破壞力,自20世紀(jì)50年代以來一直被視為應(yīng)對地震的特殊材料。橡膠防震的應(yīng)用雖然還處于起步階段,但與其他材料相比具有不可比擬的特點(diǎn)。以橡膠為基礎(chǔ)的抗震產(chǎn)品相繼問世,在日本、美國等國家取得了進(jìn)展,在國內(nèi)也進(jìn)行了這方面的研究和試驗(yàn),積累了成果。橡膠材料具有優(yōu)異的阻尼特性,在工程技術(shù)和先進(jìn)科學(xué)中被用作減震產(chǎn)品。根據(jù)“基礎(chǔ)隔震”的概念,高阻尼橡膠支座將傳統(tǒng)的“剛性與剛性相結(jié)合”的被動抗震方法轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭嵝耘c剛性相結(jié)合”的主動和主動隔震方法。
高阻尼橡膠支座利用橡膠獨(dú)特的彈性和阻尼性能,在結(jié)構(gòu)上采用鋼板和橡膠疊層的方法,保證在垂直方向有足夠的承載力,在水平方向利用橡膠獨(dú)特的粘彈性。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時,地震能量通過橡膠的阻尼特性水平位移,從而延長建筑物的自然地震周期,有效分離地震活動,終達(dá)到減震的目的。
高阻尼橡膠支座采用高阻尼橡膠,充分發(fā)揮橡膠的粘彈性和阻尼特性。這種橡膠支座的等效阻尼比分別為12%、15%和17%,高阻尼橡膠支座的等效阻尼比在20%以上,因此不需要額外的阻尼器,簡化了安裝程序,節(jié)省了整個安裝空間。由于Gauzuni橡膠的粘彈性滯回曲線比較光滑,地震時橡膠的吸能能力比較強(qiáng),因此既能保護(hù)建筑物的整體安全,又能保護(hù)建筑物內(nèi)部的設(shè)施。高阻尼橡膠材料可以通過以下方法獲得:
�。�1)在天然橡膠配方中加入石墨等碳元素。
(2)采用高阻尼合成橡膠(或混煉膠)或添加石墨等配合劑。阻尼特性可根據(jù)石墨添加量進(jìn)行調(diào)整,一般阻尼比可達(dá)10%~15%。華中科技大學(xué)是由高阻尼疊層橡膠支座合成的高分子材料,抗拉強(qiáng)度為20MPa,阻尼比為25%。這種橡膠支座兼有隔振器和阻尼器的功能,在隔震系統(tǒng)中可以單獨(dú)使用。