销轴支座因其造型美观、平面内可自由转动且施工方便等优点,近年来广泛应用于机场航站楼、体育馆等大跨度空间结构中。销轴支座为全钢支座,具有较大的承载能力,但平面外方向的变形适应能力较差,一旦承受平面外方向的不确定荷载,如温度、地震或冲击作用等,在钢结构“硬碰硬”的力作用下,耳板极易发生弯断,造成安全隐患。因此,为了提高普通销轴支座平面外方向的变形适应能力,解决其抵御冲击荷载、温度和多向地震作用能力差的问题,基于“抗减结合”和“刚柔相济”的工程设计理念,创造性地将钢和高阻尼橡胶两种材料的优点融合,在普通销轴支座上下耳板之间加入叠层橡胶垫,形成了一种新型销轴支座。利用橡胶的超弹性和高阻尼的特点,提高普通销轴支座平面外方向的水平变形和转动能力。本文将结合理论、试验和有限元分析对该新型销轴支座的竖向变形能力、平面外水平变形能力和转动能力、与普通销轴支座在受力上的不同及叠层橡胶垫和单层橡胶厚度对支座各向变形的影响进行了对比分析,为以后的实际应用和研究提供依据。本文主要进行以下工作:1.理论分析:对新型销轴支座的竖向主要受力构件销轴和叠层橡胶垫进行理论分析和计算,得到理论上对新型销轴支座各向变形能力的初步判定:竖向力作用下销轴主要发生弯曲变形;由于橡胶材料的高弹性和不可压缩性及夹层钢板对橡胶压缩变形一定的限制作用,可以使新型销轴支座在保证各向承载能力的同时具有一定的平面外方向水平变形适应能力和转动能力。2.试验研究:对新型销轴支座进行足尺寸的竖向刚度试验、平面外水平刚度试验及转角试验,通过观察试验现象和对试验数据的拟合得出:新型销轴支座弹性阶段的竖向刚度、平面外水平刚度和所能达到的转角,设计承载力作用下发生的竖向位移、平面外水平位移和荷载卸去后支座的相应位移,并观察到支座受力过程中叠层橡胶垫所发生的挤压变形情况。说明新型销轴支座在平面外方向具有一定的水平变形适应能力和转动能力,且变形具有一定的可恢复性。3.有限元模拟:在本文试验使用新型销轴支座尺寸基础上,建立普通销轴支座模型、无叠层橡胶垫支座模型、全橡胶垫无钢板支座模型和不同单层橡胶厚度支座模型,对新型销轴支座和普通销轴支座在荷载-位移曲线、弯矩-转角曲线及应力分布和应力-荷载、应力-转角曲线方面进行对比分析,进一步说明新型销轴支座平面外方向具有一定的水平变形适应能力和转动能力,能有效解决普通销轴支座抵御冲击荷载、温度和多向地震作用能力差的问题,并得到新型销轴支座在各向荷载作用下的受力性能和变形能力。另外通过有无橡胶垫及不同单层橡胶厚度支座模型荷载-位移曲线、弯矩-转角曲线的对比,说明叠层橡胶垫及单层橡胶厚度对支座平面外水平变形适应能力和转动能力的影响,得出:橡胶的存在增强了支座的变形能力,而夹层钢板则保证了支座的承载能力和初始刚度,并且可通过改变单层橡胶厚度对支座的平面外水平变形适应能力和转动能力进行一定的调节。