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支座隔震材料及相关指标

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隔震支座既要有一定的刚性,又要有一定的弹性。它在使用过程中主要有以下特点:1)长期受到垂直荷重的作用,2)具有良好的弹性恢复性能,3)置于建筑物与基础之间,不直接接受阳光照射,4)长期受大气环境作用。本文研究的组合隔震支座,所用材料有弹性橡胶,碳纤维布、PTFE板,下面对这些隔震材料的力学指标分别分析。

(1)橡胶胶料

橡胶支座橡胶支座

橡胶胶料是隔震支座的主体材料,它直接与加强层贴合,主要作用是吸收震源发生的振动能量,特别是阻止振动波产生的共振效应,从而避免同步振动。这就要求橡胶胶料具有强度高,伸长大,弹性好的优点,橡胶性质因其含各组分材料的百分比不同而不同,尤其对于橡胶的硬度和剪切模量有较大影响。目前,国
内外不同配合比胶料的硬度都在40-60之间,这个硬度范围能够满足支座的力学性能。根据橡胶剪切模量的不同分为低硬度橡胶和中硬度橡胶,考虑到新型组合隔震支座中的加强层对橡胶的约束没有钢板强,所以采用中硬度橡胶以提高支座的竖向承载力。

(2)碳纤维布

碳纤维布碳纤维布

纤维布采用碳纤维复合布材,目前在建筑结构补强方面应用较广,材料由进口聚丙烯睛基(PAN基)12k原丝单向编织生产。纤维布抗拉强度为同截面钢材的10倍以上,比重2.0-3.0g/cm3,单层厚度0.15 -0.2mm,用粘结剂将它与结构物枯贴后形成一体,厚度仅为2mm左右,纤维布材属于良好的耐腐材料,不生锈,对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及各种油类和溶剂都有较好的抵抗能力,还具有抗疲劳、强度高、耐磨损、抗老化等优点。在新型支座中与橡胶材料叠合,处于橡胶保护层内部的密闭环境中,能够保证耐久性。

(3)PTFE板

PTFE板

PTFE板

PTFE板又称聚四氟乙烯板,是用PTFE高强度悬浮树脂,经模压成坯,烧结、定型、压碾成的各种规格的一类纤维增强塑料板。根据不同的要求,还可以填充各种所需的材料达到不同的使用要求,同时经单面奈纳化学处理后可和橡胶、金属粘结。它具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性,在已知固体材料中具有最佳的摩擦系数,适用于-180℃-+250℃温度下。PTFE的表观密度一般在2.10-2.30g/m3之间,拉伸强度20-30MPa,弹性模量400MPa表面硬度大约为55-70HS。