附录八 橡胶垫板的材料性能及计算构造要求
一、橡胶垫板的材料性能
胶料的物理机械性能 附表8.1
| 胶料类型 | 硬度 (邵氏) |
扯断力 (MPa) |
伸长率 (%) |
300%拉伸强度 (MPa) |
扯断永久变形 (%) |
适用温度 不低于 |
| 氯丁橡胶 | 60±5 | ≥18.63 | ≥450 | ≥7.84 | ≤25 | -25C |
| 天然橡胶 | 60±5 | ≥18.63 | ≥500 | ≥8.82 | ≤20 | -40C |
橡胶点扳的力学性能
附表8.2
| 允许抗压强度 | 极限破坏 强 度 (MPa) |
抗压弹性模量 E (MPa) |
抗剪弹性 模量G (MPa) |
摩擦系数 μ |
| [σ] (MPa) |
||||
| 7 .84-9.80 | >58.82 | 有形状系数β按附表8.3查得 | 0.98-1.47 | (与钢)0.2 (与混凝土)0.3 |
“E-β”关系
附表8.3
| β | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| E(MPa) | 196 | 265 | 333 | 412 | 490 | 579 | 657 | 745 | 843 |
| β | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | |
| E(MPa) | 932 | 1040 | 1157 | 1285 | 1422 | 1559 | 1706 | 1863 | |
| 附注 | 支座形状系数β=ab/2(a+b)dl a,b——支座短边及长边长度(cm); dl——中间橡胶层厚度(cm)。 |
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二、橡胶垫扳的设计计算
1、橡胶垫扳的底面面积A可根据承压条件按下式计算:
A≥Rmax/[σ] (附8.1)
式中 A——支座承压面积,即A=a×b;
a,b——支座短边与长边的边长;
Rmax——网架全部荷载标准值在支座引起的反力设计值;
[σ]——橡胶垫扳的允许抗压强度,按附表8.2采用。
2、橡胶垫扳厚度应根据橡胶层厚度与中间各层钢板厚度确定(附图8.1)。
橡胶层厚度可由上、下表层及各钢板件的橡胶片厚度之和确定:
d0=2dt+ndi (附8.2)
式中 d0——橡胶层厚度;
dt、di——分别为上(下)表层及中间各层橡胶片厚度;
n——中间橡胶片的层数。
根据橡胶剪切片变形条件,橡胶层厚度应同时满足下列两式的要求:
d0≥1.43u (附8.3)
d0≤0.2a (附8.4)
式中 u——由于温度变化等原因在网架支座处引起的水平位移。
上、下表层橡胶片厚度宜取用2.5mm,中间橡胶层常用厚度宜取用5、8、11mm,钢板厚度宜取用2-3mm。
3、橡胶垫扳平均压缩变形ωm可按下式计算:
ωm=σmd0/E (附8.5)
式中 σm——平均压应力,σm=Rmax/A
橡胶垫扳的平均压缩变形应满足下列条件:
0.05d0≥ωm≥0.5θa (附8.6)
式中 θ——结构在支座处的最大转角(rad)。
4、在水平力作用下橡胶垫扳应按下式进行抗滑移验算:
μRg≥GAu/d0 (附8.7)
式中 μ——橡胶垫扳与混凝土或钢板间的摩擦系数,按附表8.2采用;
Rg——乘以荷载分项系数0.9的永久荷载标准值引起的支座反力;
G——橡胶垫扳的抗剪弹性模量,按附表8.2采用。
三、橡胶垫扳的构造要点
1、对气温不低于-25C地区,可采用氯丁橡胶垫扳;对气温不低于-30C地区,可采用耐寒氯丁橡胶垫扳;对气温不低于-40C地区,可采用天然橡胶垫扳。
2、橡胶垫扳的长边应孙网架支座切线方向平行放置。与支柱或及座的钢板或混凝土间可用502胶等胶结剂连接固定。
3、橡胶垫扳上的螺栓孔直径应大于螺栓直径10mm。
4、设计时宜考虑长期使用后因橡胶老化而需要更换的条件。在橡胶垫板四周可涂以防止老化的酚醛树脂,并连接粘结泡沫塑料。
5、橡胶垫扳在安装、使用过程中,应避免与油脂等油类物质以及其它对橡胶有害的物质接触。
附图8.1 橡胶垫板的构造