FR2594193A1

FR2594193A1 - Support antisismique et ensemble de supports antisismiques

Info

Publication number: FR2594193A1
Application number: FR8701474A
Authority: FR
Inventors: Yoshihide Fukahori; Fukahori Hiromu Kojima Et Akihiko Ogino Yoshihide; Hiromu Kojima; Akihiko Ogino
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1986-02-07
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1987-08-14
Also published as: US4830927A; US4933238A; FR2594193B1

Abstract

Support antisismique et ensemble de supports antisismiques. Le support antisismique est constitué d'une pluralité de plaques rigides 3 et de plaques flexibles viscoélastiques 2 liées en strates alternées. Ces plaques flexibles 2 sont fabriquées en un matériau caractérisé en ce que le rapport d'hystérésis à 100% de déformation à 25 degrés C est 0,15 à 0,60, la tangente d'angle de perte (tg delta) à 0,01% de déformation, 5 Hz, à 25 degrés C est 0,010 à 0,194 et le rapport E(-10)/E(30) est 1,0 à 3,0, où E(-10) est un module d'élasticité avec effet d'accumulation à 0,01% de déformation, 5 Hz, à -10 degrés C, et E(30) est un module d'élasticité avec effet d'accumulation à 0,01% de déformation, 5 Hz, à 30 degrés C. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

SUPPORT ANTISISMIQUE ET ENSEMBLE DE

SUPPORTS ANTISISMIQUES.

DOMAINE DE L'INVENTION ET ETAT DE L'ART.

La présente invention se rapporte à un

support antisismique de structure telle qu'une plura-

lité de plaques rigides et de plaques flexibles visco-

élastiques sont liées l'une à l'autre alternati-

vement. De façon plus particulière, elle se rapporte à un support antisismique qui présente à la fois l'effet d'isolation sismique et l'effet d'amortissement. Elle se rapporte également à un ensemble de tels supports

antisismiques qui présentent à la fois l'effet d'iso-

lation sismique et l'effet d'amortissement de façon telle qu'il isole la structure et l'équipement à l'égard

de la force sismique.

Comme support nécessaire pour présenter les caractéristiques d'isolation à l'égard des vibrations et d'absorption des vibrations, on utilise couramment une structure stratifiée composée de plaques rigides comme des plaques d'acier et de plaques viscoélastiques comme des plaques de caoutchouc. Le support antisismique fait apparaître sa fonction et son effet lorsqu'il est inséré entre une structure rigide comme un bâtiment en béton et sa fondation. Du fait de son faible module de cisaillement, il éloigne de la fréquence sismique la fréquence naturelle d'un bâtiment en béton. Il en

résulte que le bâtiment placé sur des supports antisis-

miques ne reçoit qu'une très faible accélération du tremblement de terre. Néanmoins, le bâtiment est encore soumis à un lent mouvement horizontal du sol qui, s'il est important, causerait des dommages au bâtiment,

aux tuyauteries, aux câbles et autres équipements.

Pour réduire le déplacement provoqué par le mouvement horizontal, on installe les supports antisismiques en combinaison avec des amortisseurs. L'installation à la fois de supports antismiques et d'amortisseurs nécessite des travaux complexes et ajoute largement au coût. Une façon concevable d'éviter cette situation est d'avoir un support antisismique creux et de remplir de plomb le creux. Le plomb subit une déformation plastique au moment du tremblement de terre, apportant ainsi un effet amortisseur au support antisismique. L'inconvénient du support antisismique contenant du plomb est que, s'il se déforme fortement au cours d'un tremblement de terre à forte énergie, les plaques rigides comme les plaques d'acier endommagent le plomb et le plomb endommagé à son tour endommage les plaques flexibles comme les plaques de caoutchouc, la série de dommages amenant éventuellement la rupture de l'ensemble du support antisismique. De plus le plomb endommagé se rompt facilement après une

déformation importante répétée.

Il y a un problème dans le cas ou on uti-

lise des supports antisismiques en combinaison avec des amortisseurs plastiques fabriqués en un métal doux qui subit une déformation plastique immédiatement lorsqu'il reçoit une force sismique. Le problème est que, bien que les amortisseurs absorbent l'énergie sismique, il se produit une résonance dans la région des hautes

fréquences car l'amortisseur plastique a un module d'élas-

ticité élevé.

OBJET ET RESUME DE L'INVENTION.

C'est un objet de la présente invention d'apporter un support antisismique qui présente à la

3C0 fois l'effet d'isolation sismique et l'effet d'amortis-

sement. C'est un autre objet de l'invention d'apporter un support antisismique qui présente l'effet d'isolation sismique, l'effet d'amortissement et la

résistance au fluage.

Le support antisismique de l'invention est constitué d'une pluralité de plaques rigides et de plaques flexibles viscoélastiques liées en strates alternées, les plaques flexibles étant fabriquées en un matériau caractérisé en ce que le rapport d'hysté- résis à 100% de déformation à 25 C est 0,15 à 0,60, la tangente d'angle de perte (tg d) à 0,01% de déformation, 5 Hz, à 25 C est 0,010 à 0,194 et le rapport E(-10)/E(30) est 1,0 à 3,0, o E(-10) est un module ]0 d'élasticité avec effet d'accumulation à 0,01 % de déformation, 5 Hz, à -10 C et E(30) est un module

d'élasticité avec effet d'accumulation à 0,01% de défor-

mation, 5 Hz, à 30 C.

L'ensemble des supports antisismiques de

l'invention est composé de supports antisismiques d'amor-

tissement élevé et de supports antisismiques d'amor-

tissement faible, installés en parallèle.

De façon générale, il faut de préférence fabriquer un amortisseur en un matériau présentant une perte par hystérésis élevée. Malheureusement toutefois, un matériau présentant une perte par hystérésis élevée risque davantage de fluer et le module d'élasticité

d'un tel matériau dépend davantage de la température.

Ces caractéristiques ne sont pas souhaitables pour des

supports antisismiques pour supporter un bâtiment.

Les plaques flexibles constituant le support antisis-

mique de l'invention ont une perte par hystérésis dans

une plage spécifique et ont également un module d'élasti-

cité qui dépend moins de la température. Par conséquent,

elles apportent au support antisismique une caractéris-

tique d'isolation sismique et une caractéristique d'amortissement.

Pour que l'ensemble des supports antisis-

miques soit efficace comme amortisseur, chaque support antisismique devrait avoir de préférence une perte par

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hystérésis élevée, comme indiqué ci-dessus. Toutefois, une perte par hystérésis élevée s'obtient généralement si le matériau présente un fluage assez élevé et un

module d'élasticité qui dépend davantage de la tempé-

rature. Selon la présente invention, on installe en parallèle des supports antisismiques présentant des caractéristiques d'amortissement élevé et des supports antisismiques présentant des caractéristiques d'amortissement faible, de façon telle que ces derniers supportent une partie des charges verticales. Cette disposition donne un effet d'isolation sismique et un

effet d'amortissement de bonne qualité.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS.

La figure 1 est une vue en coupe longitu-

dinale du support antisismique conforme à un exemple

de l'invention.

La figure 2 est un graphique montrant la

courbe contrainte-déformation d'un matériau.

La figure 3 est une vue en coupe longitu-

dinale du support antisismique conforme à un autre

exemple de l'invention.

La figure 4 est une vue en coupe longitu-

dinale du support antlsismique conforme encore à

un autre exemple de l'invention.

La figure 5 est une vue en coupe à échelle

agrandie de la partie repérée par V sur la figure 4.

La figure 6 est une vue en coupe à échelle agrandie de la partie importante du support antisismique

conformn à un autre exemple de l'invention.

La figure 7 est une vue en coupe de l'ensemble de supports antisismiques conforme à un

exemple de l'invention.

La figure 8 est une vue en coupe de l'ensemble des supports antisismiques conforme à

un autre exemple de l'invention.

DESCRIPTION DES REALISATIONS PREFEREES.

La figure 1 est une vue en coupe longitu-

dinale du support antisismique 1 relatif à un exemple de l'invention. Le support antisismique 1 est composé

de plaques flexibles 2 de caoutchouc ou analogue présen-

tant la caractéristique de viscoélasticité et de plaques

rigides 3 en acier ou analogue présentant la caractéris-

tique de rigidité, lesdites plaques étant liées en

strates alternées.

On donne ci-dessous une description

détaillée du matériau dont sont faites les plaques flexibles. Rapport d'hystérésis: De façon générale, on utilise la valeur de la tangente de l'angle de perte (tg ô) comme mesure

représentative des caractéristiques de pertes par hysté-

résis et des caractéristiques d'amortissement d'un matériau. Toutefois, tg 6 n'est pas un paramètre correct pour décrire les caractéristiques de pertes par hvstérésis d'un matériau pour supports antisismiques qui subissent une importante déformation pouvant aller jusqu'à 100 à 200% au moment du tremblement de terre, car c'est une quantité qui se mesure sous forme de délai de réponse à des excitations de très faible amplitude appliquées à un matériau. Four cette raison, dans la présente invention, comme mesure des caractéristiques de perte, on utilise le rapport d'hystérésis (h100) d'un matériau à 100% de déformation à 25 C. Indiquons que h1O0 est donné par le rapport de la surface OABCO à la surface OABHO sur la courbe contrainte-déformation de la figure 2 obtenue à une vitesse d'allongement de

mm'min.

Comme mentionné ci-dessus, le rapport hlo00 doit de préférence être aussi grand que possible du

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point de vue de l'effet d'amortissement. Par contre, un matériau ayant un rapport hlo0 élevé présente une valeur importante de déformation plastique. Pour qu'un matériau donné soit satisfaisant du point de vue des deux caractéristiques, la valeur de hlo00 à 25 C doit être sur la plage de 0,15 hlo 0,60, de préférence

0,20 < hl00 < 0,55.

Tangente d'angle de perte tg: Les supports antisismiques supportent le poids du bâtiment à tout moment; ils sont soumis au fluage et le fluage des supports antisismiques conduit à l'enfoncement d'un bâtiment. Ce qui est important à noter ici est que la déformation initiale du matériau sous l'action du poids mort d'un bâtiment ne dépasse pas 1% ou moins. Par conséquent, l'effet des caracté- ristiques de perte d'un matériau sur les caractéristiques de fluage d'un support antisismique se traduit par une

faible valeur de la déformation.

Du point de vue de la stabilité du b.âtiment, le fluage doit être aussi faible que possible. Par conséquent, la valeur de tg 6 qui représente les caractéristiques de perte doit de préférence être faible dans cette zone de déformation. En d'autres termes, la valeur de tg S mesurée par le test dynamique à une déformation de 0,01%, 5 Hz, à 25 C doit être sur la plage de 0,010 < tg l 4 0,194, de préférence 0,020 4 tg 5 < 0,190 et de plus grande préférence encore

0,025 < tg: 4 0,185.

Dépendance du module d'élasticité à l'égard de la température: Les facteurs les plus importants qui affectent les caractéristiques d'isolation sismique sont la constante élastique longitudinale et la constante

élastique latérale. Elles sont directement proportion-

nelles au module d'élasticité d'un matériau.

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Les supports antisismiques sont exposés

à l'atmosphère à tous moments lorsqu'ils sont en service. -

La température atmosphérique peut être inférieure à -10 C en hiver et supérieure à 30 C en été. Le module d'élasticité du caoutchouc dépend plus ou moins de la

température et un caoutchouc devient rigide aux tempe-

ratures très basses. En outre, plus importante est la caractéristique de perte d'un matériau, plus le module

d'élasticité dépend de la température.

Selon la présente invention, le matériau doit avoir un module d'élasticité qui dépend aussi peu que possible de la température et le rapport entre

d'une part le module d'élasticité avec effet d'accumu-

lation, mesuré par le test dynamique à une déformation de 0,01%, 5 Hz, à 10 C et, d'autre part, le module d'élasticité avec effet d'accumulation à une déformation de 0,01%, 5 Hz à 30 C, doit être situé dans la plage de E(-1 O) l*O, E(-l0) 1,0 E(- 0) - 3,0, de préférence 1,0 E(30) 2,5 et de

plus grande préférence encore, 1, 0: E(-l0) 2,3.

E(30) 2) Le matériau pour plaques flexibles qui satisfait les conditions mentionnées ci-dessus inclut toute une variété de caoutchoucs comme le caoutchouc éthylène propylène (EPR,EPDM), le caoutchouc nitrile (NBR), le caoutchouc butyle, le caoutchouc butyle halogéné, le caoutchouc chloroprène (CR), le caoutchouc naturel (NR), le caoutchouc isoprène (IR), le caoutchouc styrène butadinène (SBR), et le caoutchouc butadiène (BR). On préfère parmi eux le caoutchouc butyle halogéné, les caoutchoucs EPR, EPDM, CR, NR, IR, BR et SBR. On peut avantageusement les utiliser en combinaison l'un

avec l'autre.

On obtient une masse de caoutchouc préféré à caractéristique de perte élevée en mélangeant 100 parties en poids d'une masse à base de caoutchouc naturel

avec 15 à 100 parties en poids de résine de cyclopenta-

diène et/ou de résine de dicyclopentadiène. Cette masse présente les caractéristiques de perte élevée du caoutchouc naturel et des caractéristiques largement améliorées en ce qui concerne la dépendance à l'égard de la température, la fracture et l'adhérence. On a découvert qu'une résine spécifique de cyclopentadiène ou de dicyclopentadiène améliore la possibilité de traitement d'un caoutchouc et les propriétés caractéristiques de ce caoutchouc du fait des réactions chimiques et physiques entre la résine

et le caoutchouc qui se produisent au moment de la vulca-

nisation. La résine de cyclopentadiène ou la résine de dicyclopentadiène se mélange plus facilement avec

le caoutchouc que l'huile plastifiante ordinaire.

Elles n'affectent que peu les caractéristiques de géné-

ration de chaleur et de rupture. Les mélanges naturels à base de caoutchouc incorporés avec ces résines dépendent moins de la température et montrent une meilleure adhérence caoutchouc-métal. En outre, à la différence de l'huile plastifiante, ces résines migrent à peine après emploi pendant une longue période de temps et elles maintiennent le mélange de caoutchouc stable

sur une longue période de temps.

La résine de cyclopentadiène ou la résine de dicyclopentadiène à incorporer dans un mélange à base de caoutchouc naturel est une résine de pétrole

principalement composée de cyclopentadiène ou de dicyclo-

pentadiène. Elle comprend des copolymères du cyclopen-

tadiène ou du dicyclopentadiène avec un hydrocarbure d'oléfine polymérisable et elle comprend également des

polymères de cyclopentadiène et/ou de dicyclopentadiène.

Ces résines doivent contenir plus de 30%, de préférence plus de 50% de cyclopentadiène ou de dicyclopentadiène

ou de mélange de ces produits.

Les hydrocarbures d'oléfine polymérisables avec le cyclopentadiène ou avec le dicyclopentadiène comprennent les hydrocarbures d'oléfine tels que les

hydrocarbures butène-l, butène-2, isolutylène, pentène-

1, pentène-2, méthyl-2-butène-1, méthyl-3-butène-1 et méthyl-2-butène-2; des hydrocarbures de dioléfine tels

que les hydrocarbures butadiène, isoprène et méthyl-

3-butadiène-l,2 et les hydrocarbures aromatiques à substitution vinyle tels que styrène, a-méthylstyrène et vinyltoluène. Ils peuvent être copolymérisés avec le cyclopentadiène ou le dicyclopentadiène au moyen

de la réaction de Friedel-Crafts en présence d'un cata-

lyseur convenable.

En ce qui concerne le poids moléculaire et la réactivité de la double liaison, la résine de cyclopentadiène ou la résine de dicyclopentadiène doit de préférence avoir un point de ramollissement de 50 à 200 C (mesuré par la méthode de la bague et de la bille selon la norme japonaise JIS K5902) et un indice de brome de 40 à 150 (mesuré selon ASTM D-1158-57T) de façon à produire l'effet désiré sur les caoutchoucs vulcanisés. La quantité de cyclopentadiène et/ou de dicyclopentadiëne à incorporer dans le mélange à base de caoutchouc naturel est de 15 à 100 parties en poids, de préférence 20 à 80 parties en poids pour 100 parties en poids de mélange à base de caoutchouc naturel, de façon que le mélange de caoutchouc résultant puisse présenter l'aptitude désirée au traitement et de la

caractéristique de perte désirée.

Le mélange à base de caoutchouc naturel 3G peut contenir le caoutchouc BR, NBR, le caoutchouc butyle, le caoutchouc butyle halogéné et/ou le caoutchouc chloroprène. I1 peut également contenir une charge, un antioxydant, un plastifiant, un adoucissant, de l'huile et d'autres additifs couramment utilisés, selon

besoin.

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Dans le mélange de caoutchouc résultant, on

peut incorporer une charge, un plastifiant, un adoucis-

sant, de l'huile, un antioxydant et d'autres additifs

couramment utilisés.

Le matériau constituant la plaque rigide 3 est un métal, une céramique, un plastique, un plastique armé de fibres de verre, un polyuréthane, du bois, du carton, de l'ardoise ou un stratifié décoratif. La forme

de la plaque flexible et de la plaque rigide peut être -

un cercle, un carré, un pentagone, un hexagone ou un polygone. La liaison entre la plaque flexible et la plaque rigide peut s'obtenir à l'aide d'une colle ou

par covulcanisation.

Du fait que les supports antisismiques sont exposés à l'atmosphère à tout moment lorsqu'ils sont en service, ils sont dégradés par l'air, l'humidité, l'ozone, les rayons ultraviolets, les radiations (dans le cas d'une centrale nucléaire) et le vent marin (dans le cas de bâtiments situés près d'une cote) sur une longue période de temps. De plus, les supports antisismiques supportant un bâtiment reçoivent à tout moment une charge de compression, et, dans le cas d'un tremblement de terre important, la charge de compression donne une valeur considérable de déformation locale à la surface de la couche de caoutchouc de 100 à 200%. Ces contraintes et ces déformations accélèrent la dégradation. Il est donc souhaitable que les bords périphériques des plaques

rigides 3 et des plaques flexibles 2 du support antisis-

mique 1 soient recouverts d'une couche de couverture 4 d'un caoutchouc présentant une résistance supérieure

aux intempéries.

De préférence le caoutchouc pour la couche de couverture doit être un polymère de caoutchouc

présentant une résistance supérieure aux intempéries.

Les exemples de tels polymères comprennent le caoutchouc

butyle, le caoutchouc acryle, le polyuréthane, le caout-

chouc silicone, le fluorocaoutchouc, le caoutchouc poly-

sulfure, le caoutchouc éthylène propylène (EPR et EPDM), l'hypalon, le polyéthylène chloré, le caoutchouc

éthylène-acétate de vinyle, le caoutchouc épichlorohy-

drine et le caoutchouc chloroprène. Parmi eux, du point de vue de la résistance aux intempéries, on préfère le caoutchouc butyle, le polyuréthane, le caoutchouc éthylène propylène, l'hypalon, le polyéthylène chloré, le caoutchouc éthylène-acétate de vinyle et le caoutchouc

chloroprène. Du point de vue de l'adhérence au caout-

chouc qui constitue les plaques flexibles, on préfère parmi eux le caoutchouc butyle, le caoutchouc éthylène propylène et le chloroprène, le caoutchouc éthylène

propylène étant le plus souhaitable.

On peut utiliser ces caoutchoucs individuel-

lement ou en combinaison l'un avec l'autre. Pour amé-

liorer leurs caractéristiques physiques, on peut les

mélanger avec un caoutchouc commercial comme le caout-

chouc naturel, le caoutchouc isoprène, le caoutchouc styène butadiène, le caoutchouc butadiène et le caoutchouc nitrile. On peut en outre incorporer dans

ces caoutchoucs des additifs comme une charge, un anti-

oxydant, un plastifiant, un adoucisseur et de l'huile

que l'on utilise couramment pour le traitement du caout-

chouc.

Parmi les caoutchoucs de couverture men-

tionnés ci-dessus, le caoutchouc éthylène propylène est supérieur au point de vue résistance à l'ozone, résistance aux radiations, résistance à l'oxydation, résistance aux rayons ultraviolets, résistance au vieillissement par la chaleur et résistance à basse température. On améliore la possibilité de traitement du caoutchouc éthylène propylène si on y incorpore une

résine de cyclopentadiène ou une résine de dicyclopenta-

diène. En outre, ces résines améliorent les caractéris-

tiques du caoutchouc du fait de la réaction chimique et de l'action physique qui se produisent au moment

de la vulcanisation.

Si, dans 100 parties en poids d'un mélange

de caoutchouc principalement composé de caoutchouc éthy-

lène propylène, on incorpore 10 à 40 parties en poids, de préférence 10 à 35 parties en poids, de résine de cyclopentadiène et/ou de résine de dicyclopentadiène et 5 à 20 parties en poids d'un dérivé de la colophane, le mélange de caoutchouc résultant est largement amélioré au point de vue adhérence au caoutchouc et au métal, possibilité de traitement et caractéristique de rupture,

tout en conservant la résistance supérieure aux intem-

péries du caoutchouc éthylène propylène.

La résine de cyclopentadiène ou la résine de dicyclopentadiène à incorporer dans un mélange de caoutchouc principalement composé de caoutchouc éthylène

propylène peut être la même que celle mentionnée ci-

dessus comme on l'incorpore dans le caoutchouc naturel pour préparer un mélange de caoutchouc à caractéristique de perte élevée convenant comme matériau pour les plaques

flexibles.

Le dérivé de la colophane est principa-

lement composé d'un mélange d'acides carboxyliques, comme l'acide abiétique et l'acide pimarique et il comprend, par exemple, un ester de colophane, de la colophane polymérisée, de la colophane hydrogénée, de la colophane traitée, de la colophane supérieure, des sels de zinc de la colophane hors proportion de

combinaison et de la colophane modifiée.

Le caoutchouc éthylène propylène comprend le caoutchouc éthylène propylène diène (EPDM) contenant

du diène comme troisième composant, le caoutchouc éthy-

lène propylène (EPR) ne contenant pas de troisième composant, le caoutchouc éthylène propylène diène allongé à l'huile plastifiante et le caoutchouc EPR allongé à l'huile plastifiante. On peut mélanger le caoutchouc éthylène propylène avec du caoutchouc d'usage général

comme le caoutchouc NR, BR et SBR pour améliorer l'apti-

tude au traitement, selon besoin.

Dans le mélange donnant un caoutchouc for-

tement résistant aux intempéries, on peut incorporer un accélérateur de vulcanisation choisi en fonction

de l'application. Des exemples d'accélérateur de vulcani-

sation comprennent les accélérateurs de type thiazole, les accélérateurs de type guanidine, les accélérateurs

de type thiurame et les accélérateurs de type thiocarba-

mate. Parmi eux on préfère le sulfénamide de N-cyclo-

hexyl-2-benzothiazole, le disulfure de dibenzothiazyle,

le monosulfure de tétraméthylthiurame, le 2-mercapto-

benzothiazole, le sel de cyclohexylamine de 2-mercapto-

benzothiazole, le disulfure de tétra-2-éthylhexylthiu-

rame, le di-2-éthylhéxyldicarbamate de zinc et la diphé-

nylguanidine. Parmi eux on préfère en particulier le sulfénamide de Ncyclohexyl-2-benzothiazole et la diphénylguanidine. La quantité désirée d'accélérateur de vulcanisation est de 0,5 à 5 parties en poids. Le mélange de caoutchouc fortement résistant aux intempéries

peut contenir une charge, un ant-ioxydant, un plastifiant.

un adoucissant et une huile plastifiante qui sont

couramment utilisés pour le traitement du caoutchouc.

De préférence, la couche de couverture 4 doit être aussi épaisse que possible pour donner l'effet maximal de protection du caoutchouc qui se trouve à l'intérieur. D'un autre côté, une couche de couverture épaisse augmente le coût de production et nécessite un temps de vulcanisation prolongé. Si l'on tient compte de ces facteurs, l'épaisseur de la couche de couverture 4 doit être de 1 à 30 mm, de préférence de 2 à 20 mm et de plus grande préférence encore de 3 à 15 mm. Dans le cas o il est demandé que les supports antisismiques comportent une protection incendie, l'épaisseur de la

couche de couverture peut dépasser 30 mm.

On peut lier solidement la couche de couver-

ture 4 aux plaques rigides 3 et aux plaques flexibles

2 par l'une des méthodes suivantes.

a) On vulcanise simultanément le caoutchouc pour les plaques flexibles 2 (dénommé caoutchouc intérieur) et le caoutchouc pour la couche de couverture 4 (dénommé

caoutchouc de couverture).

b) On vulcanise d'abord le caoutchouc intérieur puis

ensuite le caoutchouc de couverture.

c) On vulcanise séparément le caoutchouc intérieur et le caoutchouc de couverture puis on les lie l'un à l'autre au moyen d'une colle. La liaison du caoutchouc

intérieur et du caoutchouc de couverture peut être favo-

risée en interposant entre eux une troisième couche de caoutchouc qui adhère bien à l'un et à l'autre. En outre, dans le caoutchouc intérieur et/ou le caoutchouc de couverture on peut incorporer des additifs pour

améliorer l'adhérence.

Les supports antisismiques subissent une importante déformation par cisaillement lorsque le bâtiment qui repose sur eux remue lorsqu'il se produit

un tremblement de terre. Cette déformation par cisail-

lement conduit à une déformation locale extrêmement importante de la couche de surface de la plaque flexible située près des flasques du support antisismique et

cette déformation locale tend à causer au support anti-

sismique des dommages allant jusqu'à la rupture.

Cette déformation locale résulte de la déformation de flexion de la plaque rigide voisine du flasque. Pour éviter cette déformation locale, il faut adopter l'une des structures suivantes. (I) La plaque rigide située près du flasque présente une rigidité de flexion plus élevée que la plaque rigide située au centre. (II) La plaque flexible voisine du flasque présente une contrainte de traction plus élevée que

la plaque flexible située au centre.

Dans le cas de la structure (I), les plaques rigides de rigidité de flexion différentes doivent être

disposées de façon à satisfaire les conditions suivantes.

En suppoant que les plaques rigides soient désignées par S1, S2, S3,... SM (SI étant voisine du flasque et SM étant au centre) et en supposant que leur valeur respective de rigidité à 25 C soit ES, Es, ES... ESM, il faut i 2 3 établir la relation suivante entre la rigidité en flexion ES de la plaque rigide Si et la rigidité en flexion ESM

Je 1a plaque rigide SM.

ES

2 11 < 1 200

ESM de préférence ES

1 S < 75

ESM et de préférence encore ES

î1 < 55

ESM De plus, il faut établir la relation suivante entre la rigidité en flexion ES de la plaque rigide S2 et

la rigidité en flexion ES de la plaque rigide SM-

SM M

ES

1< E 2 50

SM de préférence ES 1 E ffi 30 SM Si nécessaire, la rigidité en flexion E3 de la plaque rigide S3 peut être supérieure à la rigidité en

flexion ESM de la plaque rigide SM.

Dans ce cas, les valeurs respectives de la rigidit ES1i' ES2' ES3,... EsM des plaques rigides S1, S2, S3.... SM peuvent être choisies de façon à satisfaire les conditions suivantes. ES > Es2 Es3. EM

S1 2 3

(sous réserve d'exclure le cas dans lequel ES = ES= ES S1 s2 3 15... ESM). Il est également possible de choisir de façon aléatoire de façon que chacune des rigidités ES E et Si' S3 ES (la rigidité en flexion de la 7ème plaque rigide S7 s7 comptée à partir du flasque) soit supérieure à ESM. Enbref, selon la présente invention, la plaque rigide voisine du flasque doit avoir une rigidité en flexion

* supérieure à celle de la plaque rigide située au centre.

Les rigidités en flexion des différentes plaques rigides doivent être correctement établies en fonction de la direction et de l'amplitude estimées des chocs qui

s'appliqueront aux supports antisismiques.

Il y a plusieurs façons possibles d'obtenir que la rigidité en flexion de la plaque rigide voisine du flasque soit supérieure à celle de la plaque rigide située au centre. Les deux possibilités suivantes sont correctes. (1) On fabrique la plaque rigide voisine du flasque et la plaque rigide située au centre à partir du même matériau mais la première est plus épaisse que la seconde. (2) On fabrique la plaque rigide voisine du flasque et la plaque rigide située au centre à partir de matériaux différents, le matériau de la première présentant une rigidité plus élevée que celui de la seconde. Dans le cas (1), on calcule facilement l'épaisseur de la plaque qui permet d'obtenir la rigidité en flexion désirée puisque le doublement de l'épaisseur de la plaque augmente la rigidité en flexion

de 23 fois.

Dans le cas de la structure (II), les plaques flexibles de contraintes différentes doivent être disposées de façon à satisfaire les conditions suivantes. En supposant que les plaques flexibles soient désignées par R, R2, R3... Rm (R1 étant voisine du flasque, RM étant au centre) et en supposant que la valeur respective de leurs contraintes à 100% d'allongement (module d'élasticité 100) à 25 C soient ER1, ER2, ER3.... ERM il faut établir la relation 0 entre la contrainte ERi de la plaque flexible R1 et

la contrainte ERM de la plaque flexible RM.

ER

1 E. A 50

ERM -

de préférence ER R1

1.. - 30

ERM de préférence encore

ER1

1--- a 15 ERM Il faut en outre, établir la relation suivante entre la contrainte ER2 de la plaque flexible RR2 et la contrainte ERM de la plaque flexible RMI ER

1_-< E.:E 15

ERM de préférence

ER

1f; E. D 10 ERM Si nécessaire, la contrainte ER3 de la plaque flexible R3 peut être supérieure à la contrainte ERM

de la plaque flexible RM.

1 0 Dans ce cas, on peut choisir les valeurs respectives de contrainte ER1, ER2, ER3,... ERM de

de plaques flexibles R1, R2, R3... RM de façon à satis-

faire les conditions suivantes. ER1. ER2 ER3 a E RM (sous réserve d'exclure le cas dans lequel ER1 = ER2 ER3 = =... = ERM). I1 est également possible de faire en sorte que chacune des contraintes ER1, ER3 et ER7 (la contrainte de 7ème plaque rigide R7 comptée

à partir du flasque) soit supérieure à ERM.

Il y a plusieurs façons possibles d'obtenir que la contrainte de la plaque flexible voisine du flasque soit supérieure à celle de la plaque flexible

située au centre. Les deux façons suivantes sont cor-

rectes. (1) On fabrique la plaque flexible voisine du flasque et la plaque flexible située au centre à partir du même matériau de base mais le matériau de base de la première contient davantage de charge que celui de la seconde. (2) On fabrique la plaque flexible voisine du flasque et la plaque flexible située au centre à partir de matériaux de bases différents, le matériau de base de la première ayant une contrainte supérieure

à celle du matériau de base de la seconde.

Selon la présente invention, il est souhai-

94 1 9 3

table que la plaque flexible R située au centre M2 présente une contrainte ERM de 5 à 40 kg/cm à 100% d'allongement à 25 C. La disposition mentionnée ci-dessus réduit la déformation locale résultant de la déformation de flexion de la plaque rigide voisine du flasque. Ceci réduit au minimum le risque de dommages causes au support antisismique et de rupture de ce support

sous l'action de la déformation locale.

Le support antisismique obtenu en liant par strates successives les plaques flexibles et les plaques rigides présente un inconvénient en ce sens qu'une contrainte excessive se concentre à l'endroit de la plaque flexible qui est en contact avec le bord

périphérique de la plaque rigide et que cette concen-

tration de contrainte endommage cette pièce.

Dans cette invention, on pe-ut surmonter

cet inconvénient en adoptant la structure suivante.

On donne au bord périphérique de la plaque rigide une

finition arrondie et on le recouvre d'un matériau fle-

xible de façon que la totalité des plaques rigides soient

enrobées dans le matériau flexible. -

La figure 4 est une vue en coupe longitudi-

nale du support antisismique construit comme on vient de le mentionner cidessus. Le support antisismique 1 est obtenu en liant par strates sucessives les plaques flexibles 2 de caoutchouc viscoélastique ou analogue et les plaques rigides 3 d'acier ou analogue. Dans cet exemple, la périphérie de la plaque rigide 3 présente une courbe arrondie comme représenté sur la figure 5 (qui est une vue partielle, à échelle agrandie, de la partie repérée par V sur la figure 4. La périphérie 3a est recouverte du même matériau que la plaque flexible 2 (de préférence le caoutchouc mentionné ci-dessus 15 qui présente une résistance supérieure aux intempéries), de façon à être isolée de l'atmosphère. Dans cette invention, la plaque rigide 3 est complètement recouverte du caoutchouc 15 et par conséquent la plaque rigide

3 est protégée à l'égard de la corrosion par l'atmos-

phère. Le fait de couvrir la périphérie 3a de la plaque rigide 3 avec le caoutchouc 15 et le fait de donner à la périphérie 3a de la plaque rigide 3 une finition arrondie réduisent au minimum la contrainte locale

appliquée au matériau flexible en contact avec la péri-

phérie 3a.

Dans cet exemple, la périphérie 3a de la plaque rigide 3 doit avoir un rayon de courbure (R) satisfaisant la condition suivante. h - R h, et h e R: 2h (o h représente l'épaisseur de la plaque

rigide 3).

Dans le cas o R< h, la courbe périphérique 2' doit être rattachée à la partie droite par une courbe

de transition lisse comme indiqué sur la figure 6.

L'exemple indiqué sur la figure 6 donne le même effet

que les exemples indiqués sur les figures 4 et 5.

La contrainte locale qui se produit dans le caoutchouc au contact de la périphérie de la plaque rigide 3 diminue graduellement au fur et à mesure que

l'on augmente l'épaisseur de la plaque flexible 2. Toute-

fois, la diminution de la contrainte locale trouve

sa propre limite au-delà d'une certaine épaisseur.

Dans cette invention, par conséquent, l'épaisseur (t mm) du caoutchouc (15) doit être sur la plage de

I - t t 20, de préférence 2 < t < 15, et de préfé-

rence encore 3 c t -< 10.

L'effet de l'exemple de l'invention se démontre comme suit: dans le cas o la plaque rigide

3 est une plaque de fer circulaire d'épaisseur 3,n, de dia-

mètre 220 mm et dans le cas o la plaque flexible 2 est une plaque de caoutchouc circulaire d'épaisseur 22 mm

2 5 9 4 1 9 3

et de diamètre 220 mm, la contrainte locale maximale atteint 55% lorsqu'on applique une charge pour comprimer la plaque de caoutchouc 2 de 4% en moyenne. Au contraire, dans le cas de l'exemple indiqué sur les figures 4 et 5 (dans lequel R= h et t = 5 mm), la contrainte maximale

a été réduite à 14%.

Non seulement le support antisismique isole un bâtiment à l'égard des chocs sismiques mais il fait également preuve de performance au point de vue isolation

et amortissement des vibrations.

L'ensemble formant support antisismique est composé de supports antisismiques d'amortissement élevé et de supports antisismiques conventionnels d'amortissement faible, les premiers apportant les performances d'amortissement demandées pour la protection à l'égard des tremblements de terre et les derniers

reprenant une partie ou la totalité de la charge verti-

cale d'un bâtiment ou d'un équipement. Grâce à cette combinaison, le fluage de l'ensemble est limité à un

niveau très faible.

La figure 7 représente une vue en coupe

longitudinale montrant l'ensemble formant support anti-

sismique 30 installé entre le bâtiment 40 et la fon-

dation 50 dans un exemple de l'invention.

L'ensemble formant support antisismique est composé du support antisismique d'amortissement élevé 10 et du support antisismique d'amortissement faible 20 disposés en parallèle. Sur la figure 7, les flasques sont indiqués par les chiffres de référence 6, 7, 8 et 9. Chacun des supports antisismiques 10 et est obtenu en liant par strates successives des plaques flexibles (11, 13) de caoutchouc ou analogue

et des plaques rigides (12, 14) d'acier ou analogue.

Le rapport (en termes de nombre et de sur-

face en section) entre les supports antisismiques à amortissement élevé et les supports antisismiques à amortissement faible, qu'il faut installer en parallèle, et le rapport entre les plaques rigides (12, 14) et les plaques flexibles (11, 13) doivent être déterminés en fonction de performances de protection à l'égard des tremblements de terre demandés pour un bâtiment ou un équipement particulier pour lequel on installe l'ensemble formant support antisismique, ainsi qu'en fonction des constantes élastiques, de la façon dont les constantes élastiques dépendent de la température, en fonction de l'effet d'amortissement et en fonction

de la résistance au fluage.

La plaque flexible 11 du support antisis-

mique à amortissement élevé 10 doit être fabriquée en un caoutchouc à amortissement élevé ou en un caoutchouc à hystérésis élevée caractérisé en ce que le rapport d'hystérésis hlo00 à 100% de déformation à 25 C est 0,25 à 0,70 et le rapport E(-10)/E(30) est 1,0 à 3,0, o

E(-10) est une module d'élasticité avec effet d'accumu-

lation à 0,01% de déformation, 5 Hz à -10 C et o E(30) est un module d'élasticité avec effet d'accumulation

à 0,01% de déformation, 5 Hz à 30 C.

La plaque flexible 13 du support antisis-

mique à amortissement faible 20 doit être fabriquée en un caoutchouc à amortissement faible ou un caoutchouc à hystérésis faible, caractérisé en ce que le rapport d'hystérésis h100 à 100% de déformation à 25 C est 0,05 à 0,20 et le rapport E(-10)/E(30) est 1,0 à 1,5, o

E(-10) est une module d'élasticité avec effet d'accumu-

à 0,01% de déformation, 5 Hz, à 30 C.

Les plages préférées sont indiquées ci-

dessus pour les motifs mentionnés dans les sections

précédentes concernant le rapport d'hystérésis du maté-

riau et la façon dont le module d'élasticité du matériau

dépend de la température.

De préférence, le caoutchouc à hystérésis élevée doit avoir une valeur hlo00 (à 25 C) située dans

la plage de 0,25 à h100 0,70.

De préférence, le caoutchouc à hystérésis faible doit avoir une valeur hlo0 (à 25 C) située dans

la plage 0,05 < h100 < 0,20.

Dans le cas d'un caoutchouc à hystérésis

élevée, le module d'élasticité doit dépendre de la tempé-

rature de façon telle que le rapport entre le module d'élasticité avec effet d'accumulation, mesuré par le test dynamique à 0,01% de déformation, 5 Hz, à -10 C et le module d'élasticité avec effet d'accumulation à 0, 01% de déformation, 5 Hz, à 30 C, soit situé dans la plage de

1, E'-10)

1,'0 d 2<3,0 et de préférence 1,0 E E(30) 2 2,5

E,30 E(30)

Dans le cas d'un caoutchouc à hystérésis faible, ce rapport doit être situé dans la plage de

O 1,5

E E(30)

On peut choisir le caoutchouc à hystérésis élevée utilisé dans la présente invention parmi tous les matériaux qui satisfont les conditions mentionnées ci-dessus. Un exemple préféré est un caoutchouc vulcanisé composé de 100 parties en poids d'un type, ou de plus d'un type, de caoutchouc choisi parmi les suivants et de 15 à 100 parties en poids de résine de cyclopentadiène ou de résine de dicyclopentadiène. Caoutchouc éthylène-propylène ( (EPR, EPDM1), caoutchouc nitrile (NBR), caoutchouc butyle, caoutchouc butyle halogéné, caoutchouc chloroprène (CR), caoutchouc naturel (NR), caoutchouc isoprène (IR), caoutchouc styrène butadiène BR), et caoutchouc butadiène (BR). Ce caoutchouc vulcanisé est également supérieur au point de vue adhérence au métal. Dans le caoutchouc

on peut incorporer une charge, un plastifiant un adou-

cissant et une huile plastifiante qui sont couramment

utilisés pour le traitement du caoutchouc.

On peut choisir le caoutchouc à hystérésis faible utilisé dans la présente invention parmi tous les matériaux qui satisfont aux conditions mentionnées ci-dessus. Le matériau constituant les plaques rigides 12 et 14 dans l'ensemble formant support antisismique peut être un métal (comme de l'acier), de la céramique, du plastique, du plastique armé de fibres de verre, du polyuréthane, du bois, du carton, de l'ardoise et

un stratifié décoratif. La forme des plaques de caout-

chouc 11 et 13 et des plaques rigides 12 et 14 peut être un cercle, un carré, un pentagone, un hexagone ou un polygone. La liaison de la plaque de caoutchouc avec la plaque rigide peut s'obtenir à l'aide d'une

colle ou par covulcanisation.

Du fait que l'ensemble formant support antisismique est exposé à l'atmosphère à tout moment lorsqu'il est en service, il est dégradé par l'air, par l'humidité, par l'ozone, par les rayons ultra-violets, par les radiations (dans le cas d'une centrale nucléaire) et par le vent marin (dans le cas des bâtiments situés

près de la côte) pendant une longue période de temps.

Il est par conséquent souhaitable que le support antisis-

mique à amortissement élevé 10 et le support antisis-

mique à amortissement faible 20 soient recouverts du

caoutchouc résistant aux intempéries mentionnées ci-

dessus comme représenté sur la figure 3.

L'ensemble formant support antisismique représenté sur la figure 7 est un exemple de l'invention et ne doit pas être considéré comme limitant l'objet de l'invention. Dans un exemple en variante, par exemple, le support antisismique à amortissement élevé 10 et le support antisismique à amortissement faible 20 peuvent

être combinés pour former une seule pièce comme repré-

senté sur la figure 8. Dans le cas de l'ensemble formant support antisismique représenté sur la figure 8, le support antisismique à amortissement élevé 20 est inséré

dans la partie vide du support antisismique à amortis-

sement faible 10. On peut également inverser la dispo-

sition des deux supports antisismiques.

Les plaques flexibles qui satisfont aux trois conditions mentionnées cidessus permettent au

support antisismique de donner un effet marqué d'iso-

lation sismique aussi bien qu'un bon effet d'amortis-

sement. Par conséquent, le support antisismique de l'invention absorbe les chocs sismiques et isole le bâtiment d'avec les mouvements du sol. Il protège donc

les bâtiments, les conduites, les câbles et autres équi-

pements à l'égard des tremblements de terre et il

supporte de façon stable le bâtiment.

L'ensemble formant support antisismique est composé de supports antisismiques à amortissement élevé et de supports antisismiques à amortissement faible. Les premiers apportent l'effet d'isolation sismique et le bon effet d'amortissement et les derniers apportent le bon effet d'isolation sismique et montrent la bonne résistance au fluage. Par conséquent l'ensemble formant support antisismique réduit les chocs transmis

au bâtiment et supportent solidement le bâtiment pen-

dant longtemps. L'ensemble formant support antisismique produit l'effet d'isolation sismique aussi bien que

l'effet d'amortissement.

Les plaques flexibles constituant le support antisismique ou les plaques flexibles constituant le support antisismique à amortissement élevé de l'ensemble formant support antisismique sont fabriquées en un mélange de caoutchouc à perte élevée composé de 100 parties en poids de mélange à base de caoutchouc naturel

et de 15 à 100 parties en poids de résine de cyclopen-

tadiène et/ou de résine de dicyclopentadiène. Ce mélange de caoutchouc apporte des caractéristiques supérieures

en ce qui concerne la perte élevée, la rupture, l'allon-

gement, la dépendance à l'égard de la température, l'adhérence caoutchoucmétal et la stabilité à long terme. Le support antisismique et l'ensemble formant support antisismique sont construits de façon telle que les parties périphériques des plaques flexibles et des plaques rigides soient recouvertes d'un mélange de caoutchouc très résistant aux intempéries composé de 100 parties en poids de caoutchouc éthylène-propylène, de 10 à 40 parties en poids de résine de cyclopentadiène et/ou de résine de dicyclopentadiène et de 5 à 20 parties

en poids d'un dérivé de colophane. Ce mélange de caout-

chouc protège le support antisismique pendant une longue période de temps du fait de sa bonne résistance à l'ozone, de sa bonne résistance aux radiations, de sa bonne résistance à l'oxydation, de sa résistance au vieillissement thermique, de sa faible dépendance à l'égard de la température, de son adhérence au métal et à d'autres caoutchoucs, de son allongement à la

rupture et de ses caractéristiques mécaniques.

Par conséquent, le support antisismique

présente une très bonne durabilité.

- On va démontrer l'effet du mélange de caout-

chouc à perte élevée et du mélange de caoutchouc très résistant aux intempéries qui conviennent dans cette invention en se référant aux exemples expérimentaux suivants. Exemple expérimental 1 On a produit les mélanges de caoutchouc

2 5 9 4 1 9 3

des formules indiquées dans le tableau 1 et on a examiné leurs caractéristiques physiques. Les résultats sont

également indiqués dans le tableau 1.

Sur ce tableau 1, il faut noter que le mélange de caoutchouc No. 4 (exemple comparatif) présente une forte dépendance à l'égard de la température et une faible élongation à la rupture car il contient une importante quantité d'huile aromatique. Au contraire, les mélanges de caoutchouc à perte élevée No. 1 à 3

dans lesquels on a incorporé une résine de dicylcopen-

tadiène sont supérieurs en ce qui concerne les caracté-

ristiques de perte, la dépendance à l'égard de la tempé-

ture, les caractéristiques de rupture du caoutchouc et d'adhérence. En d'autres termes ils présentent des

caractéristiques bien équilibrées.

Ln cr O' I t 5 '01

(M 09Z

i,ú O<Jt Sl'E g'l' zS'O 09 '0 9'6 (JLw tOtH tç' IS'O '1 t oit O0I Oz Oo OL t a dtuax3 O0 (Jt Ot Z oldw>x3 Oc OZ t daldtUoX 9'01 L* (Zwilbm) ouiPW uoFlwmloj9p ap ae0[t v UOi.JUa3 op siUliuJluo.)

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*4: Rapport d'hystérésis à 100% de déformation à 25 C.

C'est une mesure de la caractéristique de perte.

Vitesse d'allongement à 200 mm/min. La valeur hlo00 est donnée par le rapport de la surface OABCO à

la surface OABHO de la courbe contrainte-défor-

mation représentée sur la figure 2.

*5: Rapport entre le module d'élasticité avec effet d'accumulation à 10 C et ce même rapport à +30 C, mesurés l'un et l'autre par le test dynamique à

0.01% de déformation, 12 Hz. C'est un indice repre-

sentant la façon dont le module d'élasticité dépend

de la température.

*6: Allongement à la rupture mesuré avec une vitesse

d'allongement de 300 mm/min à 25 C.

*7: Contrainte à 100% de déformation mesurée à la

vitesse d'allongement de 300 mm/min à 25 C.

Exemple expérimental 2 On a obtenu des mélange de caoutchouc des formules indiquées dans le Tableau 2 et on a examiné leurs caractéristiques physiques. Le Tableau 2 indique également les résultats. Les caractéristiques physiques

ont toutes été mesurées à 25 C.

Sur le Tableau 2 il faut noter que les mélanges de caoutchouc Nos. 9 et 10 (exemples comparatifs) présentent un faible allongement à la rupture et sont déficients en ce qui concerne l'adhérence à des plaques de fer et de caoutchouc naturel. Au contraire, les mélanges très résistants aux intempéries No. 5 et 8

dans lesquels on a incorporé une résine de dicyclopen-

tadiène et de la colophane supérieure présentent des

valeurs élevées d'allongement à la rupture et de résis-

tance à la rupture et sont supérieurs en ce qui concerne l'adhérence au métal et aux mélanges de caoutchouc naturel. SE 0V Lu 08 OB L8 j* (uT/8n) Islu/wnoqZlIouJ uOSWeTI el ap aiU8luTs9a 9 OZ O 0ú OSO 0 OL E (Ul/ki) O4 o8/lo4ou uosTUfI e ap aDue]sTsgh os SL 9 Z51 1 011 IVI (ZeuD/8n) ainidnd el V azuelsisiu O0Z OLE OBL 008 08 00 (z) ajnqdni e[ V iuawa8uoliv 61 EZ VI I 11 I (Wi/w) lUjWdUOlU.jp i(Ji0b V 9pJlU, i[n î,p dh uallbisAqSd Sdllb{IslJVlsJtu3

I I I

1 51 5'1

O oz

- - 6 VI O

- - tZ V1 LZ OE OE 07 07V 0o - OE O1 Oz O(] 001 OL OL Ut QI I VNOI( luqupÀXO lUV DdUI - Si ú4 M g Z* uo lesluealnA ap Inaleutg3DV ' " liJJnos d[puidS dlIllJ{ 6 aindrJadns auuqdoloD 81 1I aua;!puiuadosiXaFp dp du[sl 0V AVSI] auoqiUl dp.1UN OE aN O0 hUd.: a11uq1ilnouj (sp;od ud udiiLJed) J) [nwioj lmdtqUL or CI - I E'Z O'l OZ Ol 6 8 L 9 sJiuJedwoD saldwuxU dtdwdxu dldwdx3 aildwdxg J1dwdxa 'j[à1 IrV Notes concernant le Tableau 2

*1: Polymère de dicyclopentadiène à point de ramol-

lissement de 116 C et indice de brome de 65.

*2: CZ: Sulfénamide de N-cyclohéxyl-2-benzothiazole TS: Monosulfure de tétraméthylthiurame DPG: Diphénylguanidine

Antioxydant 810NA: N-isopropyl-N-phényl-p-phénylè-

nediamine

*3: Adhérence de l'échantillon à un mélange de caout-

chouc naturel (couche mentionnée sous le No. 14 de mélange de caoutchouc)

*4: Adhérence de l'échantillon sur un métal.

Exemple expérimental 3

On a comparé la résistance aux intem-

péries des mélanges de caoutchouc Nos. 5-7 indiqués sur le tableau 2 avec celle d'un mélange ordinaire de caoutchouc naturel No. 14 (composé de 100 parties en poids de caoutchouc naturel, 20 parties en poids de noir de carbone HAF, 10 parties en poids d'huile spindle, 1,5 parties en poids de soufre et 1 partie en poids d'un antioxydant). Les résultats sont indiqués sur le

Tableau 3.

ableau 3 Articles Exemple 11 Exemple 12 Exemple 13 Exemple comparatif 14 lange de caoutchouc No. 5 No. 6 No. 7 à base de caoutchouc naturel sistance à l'ozone *1 Pas de fissures après 2000 heures de pombreuses fissures après 2 heures sistance au vieillissement à chaud *2 Permanence de l'allongement à la rupture 0.77 0.80 0.75 0.30 Permanence de la résistance à la rupture 0.74 0.82 0.72 0.09 Cycles de flexion avant rupture 7 x 103 12 x 103 5 x 103 20 : Echantillon étiré à 50% dans 90 parties pour cent millons à 40 C

: Mesuré à 25 C après vieillissement à chaud dans un four à circulation d'air à 100 C pendant 20 jours.

w ro (A -t- fo IcO ui Sur le Tableau 3 il faut noter que les mélanges de caoutchouc très résistants aux intempéries convenant pour emploi dans l'invention sont supérieurs au point de vue résistance à l'ozone, et présentent des valeurs élevées de permanence de l'allongement, de la résistance à la rupture, et de la résistance à la flexion après vieillissement à chaud. Apparemment, ils présentent des caractéristiques exceptionnelles en ce

qui concerne la résistance au vieillissement à chaud.

Claims

REVENDICATIONS

1. Support antisismique constitué d'une pluralité de plaques rigides (3) et de plaques flexibles viscoélastiques (2) liées en strates alternées, lesdites plaques flexibles (2) étant fabriquées en un matériau caractérisé en ce que le rapport d'hystérésis à 100% de déformation à 25 C est 0,15 à 0,60, la tangente d'angle de pertes (tg) à 0,01% de déformation, 5 Hz, à 25 C est 0,010 à 0,194 et le rapport E(-10)/E(30) est 1,0 à 3,0, o E(-10) est un module d'élasticité avec effet d'accumulation à 0,01% de déformation, 5 Hz, à -10 C et E(30) est un module d'élasticité avec effet

d'accumulation à 0,01% de déformation, 5 Hz, à 30 C.

2. Support antisismique selon la revendi-

cation 1, dans lequel les plaques flexibles (2) sont fabriquées en un matériau caractérisé en ce que le rapport d'hystérésis à 100% de déformation à 25 C est 0,20 à 0,55, la tangente d'angle de perte (tg 6) à 0,01% de déformation, 5 Hz, à 25 C est 0,020 à 0 190, et le rapport E(-10) /E(30) est 1,0 à 2,5, o E(-10) est un module d'élasticité avec effet d'accumulation à 0,01% de déformation, 5 Hz, à -10 C et E(30) est un module d'élasticité avec effet d'accumulation à 0,01%

de déformation, 5 Hz, à 30 C.

3. Support antisismique selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que les plaques flexibles

(2) sont fabriquées en un mélange de caoutchouc à caracté-

ristique de perte élevée composé de 100 parties en poids

de caoutchouc dont le composant principal est du caout-

chouc naturel et de]5 à 100 parties en poids de résine

de cyclopentadiène et/ou de résine de dicyclopentadiène.

4. Support antisismique selon la revendi-

cation 3, caractérisé en ce que les plaques flexibles

(2) sont fabriquées en un mélange de caoutchouc à carac-

téristique de perte élevée composé de 100 parties en poids de caoutchouc dont le composant principal est du caoutchouc naturel et de 20 à 80 parties en poids

de résine de cyclopentadiène et/ou de résine de dicy-

clopentadiène.

5. Support antisismique selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que les parties périphériques des plaques rigides (3) et des plaques flexibles (2) sont recouvertes d'un caoutchouc (15) présentant une

bonne résistance aux intempéries.

6. Support antisismique selon la revendi-

cation 5, caractérisé en ce que le mélange de caoutchouc résistant aux intempéries est composé de 100 parties en poids de caoutchouc dont le composant principal est un caoutchouc éthylène-propylène, de 10 à 40 parties en poids de résine de cyclopentadiène et/ou de résine de dicylopentadiène et de 5 à 20 parties en poids d'un

dérivé de la colophane.

7. Support antisismique selon la revendi-

cation 5, caractérisé en ce que le mélange de caout-

chouc résistant aux intempéries est composé de 100

parties en poids de caoutchouc dont le composant princi-

pal est un caoutchouc éthylène-propylène, de 10 à 35 parties en poids de résine de cyclopentadiène et/ou de résine de dicyclopentadiène et 5 à 20 parties en

poids d'un dérivé de colophane.

8. Support antisismique selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que les plaques rigides (3) ont des bords périphériques arrondis qui sont

recouverts d'un matériau flexible viscoélastique.

9. Support antisismique selon la revendi-

cation 5, caractérisé en ce que les plaques rigides

(3) ont des bords périphériques arrondis.

10. Support antisismique selon la revendi-

cation 1, caractérisé par l'une ou l'autre des proprié-

tés suivantes I et Il: (I) La plaque rigide voisine du flasque a une rigidité de flexion supérieure à celle de la plaque rigide située au centre;

(II) La plaque flexible voisine du flasque a une con-

trainte de traction plus élevée que celle de la plaque

flexible située au centre.

11. Ensemble formant support antisismique caractérisé en ce qu'il est composé d'une pluralité de supports antisismiques disposés de façon telle que les supports antisismiques

]0 supportent la charge verticale et subissent une défor-

mation élastique dans la direction horizontale, l'un ou plus d'un, desdits supports antisismiques présentant une valeur de caractéristiques d'amortissement plus

élevée que le reste desdits supports antisismiques.

12. Ensemble formant support antisismique selon la revendication 11, caractérisé en ce que le support antisismique est obtenu en liant par strates

alternées des plaques rigides et des plaques flexibles.

13. Ensemble formant support antisismique selon la revendication 12, dans lequel les plaques

flexibles (11) qui se trouvent dans le support antisis-

mique d'amortissement élevé (10) sont fabriquées en un matériau caractérisé en ce que le rapport d'hystérésis à 100% de déformation de traction à 25 C est 0,25 à 0,70, et le rapport E(-10)/E(30) est 1,0 à 3,0, o

E(-10) est un module d'élasticité avec effet d'accumu-

lation à 0,01% de déformation, 5 Hz à -10 C et E(30) est un module d'élasticité avec effet d'accumulation

à 0,01,% de déformation, 5 Hz à 30 C.

14. Ensemble formant support antisismique selon la revendication 12, caractérisé en ce que les plaques flexibles (11) qui se trouvent dans le support antisismique d'amortissement élevé (10) sont fabriquées en un mélange de caoutchouc à caractéristique de perte élevée, composé de 100 parties en poids de caoutchouc dont le composant principal est du caoutchouc naturel

et de 15 à 100 parties en poids de résine de cyclopen-

tadiène et/ou de dicyclopentadiène.

15. Ensemble formant support antisismique selon la revendication 12, dans lequel les plaques

flexibles (13) qui se trouvent dans le support anti-

sismique d'amortissement faible (30) sont fabriquées

en un matériau caractérisé en ce que le rapport d'hysté-

résis à 100% de déformation de traction à 25 C est 0,05 à 0,20, et le rapport E(-10)/E(30) est 1,0 à 1,5, o

E(-10) est un module d'élasticité avec effet d'accumu-

lation à 0,01% de déformation, 5 Hz, à -10 C et E(30) est un module d'élasticité avec effet d'accumulation

à 0,01% de déformation, 5 Hz, à 30 C.

16. Ensemble formant support antisismique selon la revendication 12, caractérisé en ce que les parties périphériques des plaques rigides et des plaques flexibles sont recouvertes d'un caoutchouc présentant

une bonne résistance aux intempéries.

17. Ensemble formant support antisismique selon la revendication 16, caractérisé en ce que le mélange de caoutchouc résistant aux intempéries est composé de 100 parties en poids d'un caoutchouc dont

le composant principal est du caoutchouc éthylène-propy-

lène, de 10 à 40 parties en poids de résine de cyclopen-

tadiène et/ou de résine de dicyclopentadiène et de à 20 parties en poids d'un dérivé de la colophane.