天然橡胶支座大变形压剪性能的双非线性超弹性理论和实验研究

杨 静，潘 文，苏何先，何颖成，管庆松，张岩岩

(1. 昆明理工大学建筑工程学院，云南，昆明 650500；2. 云南省抗震工程技术研究中心，云南，昆明 650500；3. 震安科技股份有限公司，云南，昆明 650000；4. 云南省设计院第五建筑设计有限公司，云南，昆明 650000)

国内外多次地震证实，隔震结构的减震效果非常明显。同时，考虑到未来需要对隔震建筑按更具体、更高的抗震设防目标进行性能化设计，隔震橡胶支座作为隔震结构的主要受力构件，有必要对其进行精细化分析研究。

隔震支座是由薄钢板和橡胶交替粘结在一起的复合构件，它作为结构的局部构件，当结构受到外部激励(静力荷载、外部动力或地面加速度)时，构件的反应量有位移、速度、加速度，对于地震激励，这些量的绝对值和相对值可能都是需要的；但与结构变形有关的相对位移最重要，只要支座每个受力状态的位移确定，其内力及应力就可由每一瞬时的静力分析确定[1]。因此，国内外学者基于静力状态对隔震橡胶支座进行了大量研究。

Haringx[2]是关于叠层橡胶支座性能的经典理论。该理论考虑了承受压缩载荷和水平变形构件的水平刚度和屈曲载荷。但是，由于Haringx 理论是在假设材料线弹性的情况下推导的，因此无法将其直接用于评估变形较大的叠层橡胶的非线性行为。而后，Kelly[3]同样基于材料线弹性假定，建立了数学物理模型并推导了隔震橡胶支座的水平刚度理论计算公式，并分析了支座的屈曲稳定。Chang 等[4]和Ding[5]分别采用解析刚度矩阵法和传递矩阵法，建立了离散的叠层橡胶支座的线性力学模型，该模型基于Haringx 理论，对具有不同几何参数和材料性能的支座进行逐层分析，计算内力和位移。……