摩擦系数:摩擦系数对支座的阻尼性能有较大影响,在确定了准确的曲率半径基础上,选取合适的摩擦系数才能有效地增加建筑的抗震性。
请关注:抗震抗压建筑橡胶支座承载能力的合理选择减(隔)震橡胶支座的国际标准本标准适用于减、隔震橡胶支座,其用途为保护建筑物或建筑不受地震破坏.这里提到的隔离装置由合成橡胶层和加劲钢板交互叠制成夹板型设计(我国称之为板式橡胶支座一类结构类型支座,只不过按抗震要求进行设计的支座类型),安装在上部结构与下部结构之间,可以产生柔性,使上、下部结构两大体系在地震时脱离,又可产生缓冲力以减少隔离界面上的位移,还可以在隔离周期内降低地震力从地墓上传递到结构中的能量。
摩擦系数影响:静、动摩擦系数的差对隔震性能影响较大,由于动摩擦系数比静摩擦系数小,滑动一旦开始,速度不断增加,当摩擦阻力减小较大时,可能会出现类似于负刚度现象,这不仅会造成滑移量大,有时甚至可能出现滑移失稳,因此需匹配合适的限位复位机构。
二是具有足够的安全储备,水平变形250%不会影响使用,另外具有足够竖向承载力保证稳定的支撑建筑物,建筑隔震橡胶支座橡胶支座结构中的隔震橡胶支座橡胶支座具有稳定的弹性复位功能。
公路建筑板式橡胶支座主要特点就是可以很好的将建筑上部结构反力可靠地传递给墩台,还能适应梁端转动及通过橡胶支座的剪切变形来适应大梁由温差引起的伸缩变形。
目前应用较多的隔震元件是建筑隔震橡胶支座。隔震橡胶支座是由一层钢板一层橡胶层层叠合起来的,并经过加工将橡胶与钢板牢固地粘结在一起。首先,隔震支座有很高的竖向承载特性和很小的压缩变形,可确保建筑的安全;第二,隔震支座还具有较大的水平形能力,剪切变形可达到250%而不破坏;第三,橡胶隔震支座具有弹性复位特性,地震后可使建筑自动恢复原位。采用隔震橡胶支座的建筑物,设防目标一般可以提高一个设防等级。传统建筑的设防目标是小震不坏,中震可修,大震不倒,而设计合理的基础隔震建筑通常能做到小震不坏,中震不坏或轻度破坏,大震不丧失功能.此外,采用隔震橡胶支座建造的房屋,可适当降低上部结构的设防水准(一般可降低一度到一度半),这样就有可能使建筑布置更加灵活,并可减少一些结构的构造措施或减小一些结构件的尺寸或配筋(如墙体厚度),从而使上部结构能节约部分土建造价。现代科技的发展已解决了橡胶的老化等耐久问题,完全可以使橡胶隔震支座的寿命满足建筑使用的要求。
按照结构形式:弧形支座,摆柱支座,板式橡胶支座,限位型板式橡胶支座,球冠圆板式橡胶支座,盆式橡胶支座,减震支座等。
铅心橡胶垫隔震橡胶支座支座是在多层橡胶支座中设置圆柱铅芯,多层橡胶支座承担建筑物重量和水平位移的功能,铅芯在多层橡胶支座剪切变形时,靠塑性变形吸收能量,地震后,铅芯又通过动态恢复与再结晶过程,以及橡胶的剪切拉伸力的作用,建筑物自动恢复原位。
(图一)结构抗震支座
盆式橡胶支座安装时人员配置劳动力配置及工作任务序号工种人数工作任务1施工总负责人1组织指挥、统筹规划、调度2技术负责人1负责相关技术监督、指导及现场技术问题处理3质量、安全各1负责现场质量、安全监督4工长1负责现场施工协调5塔吊司机及指挥3~5将隔震橡胶支座吊运到指定位置6测量工程师2水平、标高测量定位、校核7混凝土运输车司机2运输混凝土8混凝土工2浇筑混凝土9试验员1隔震橡胶支座、混凝土检测10电工1现场施工用电管理水电预埋管不得穿入柱帽节点区域;上柱帽柱底纵筋可向外侧;柱头的钢筋网片,绑扎时应注意几层纵向钢筋要对齐,避免上下钢筋错位形成过密的网眼,不利于混凝土骨料通过和振捣棒的穿插。
国际橡胶支座要有满足的平面尺度以支承上部布局传来的压力;橡胶支座要有满足的厚度以容纳程度位移和转角;支座要具有适合的外形和布局以保证运用中不会脱空或滑跑。
摩擦摆支座是一种利用钟摆原理实现减隔震功能的支座,它通过滑动界面摩擦消耗地震能量实现减震功能,通过球面摆动延长梁体运动周期实现隔震功能。
摩擦摆隔震支座通常由上部结构连接板、球面滑动层、摩擦材料、复位装置和下部结构连接板等部分组成。当地震发生时,上部结构相对于下部结构产生水平位移,球面滑动层开始滑动,摩擦材料产生摩擦力,消耗地震能量。同时,复位装置提供恢复力,使上部结构在地震后能够恢复到原来位置。
注意是在更换橡胶隔震支座时要进行交通管制,因为要将建筑上结构梁顶升起来.如果不进行交通管制则会影响建筑养护施工操作严重者会造成安全问题,因此通常在进行建筑支座更换时会选择在交通人流量少的时间段或夜间进行.这样可以小限度的减少对交通影响.
结构保护系统没有足够的安全储备。显然,在对这座建筑进行隔震产品的设计过程中,并没有考虑到高架桥将承受到如此大的地震动作用,致使整个隔震系统遭到了完全的破坏。然而,意外的超荷载情况时有发生,在建筑构造设计中必须充分考虑,并采取必要措施才能满足人们对建筑的使用安全要求。显而易见,连上述各项设计指标都不能满足,就更谈不上安全储备。
盆式支座的橡胶体安装在钢盆内,一般检测时,不检测内部橡胶层,只是检测钢盆的竖向和径向变形以及活动支座的滑板水平摩擦系数。
支座作为连接建筑上下部结构的重要部件,在提高建筑稳定性和安全性上具有不可替代的作用,然而优点突出、应用广泛的橡胶支座的使用寿命通常短于建筑的主体结构,不利于建筑耐久性的实现。
(图二)隔震支座LRB600-Ⅱ
摩擦摆隔震支座具有以下优点:隔震效果好、适用范围广、可靠性高、易于安装和维护。
为了隔离竖向震(振)动,对于隔震(振)体系,则要求隔震(振)装置具有合适的竖向刚度,使隔震(振)体系的竖向自振周期远离上部结构的自振周期及场地(或振源)的特征周期(或激振周期)从而明显有效地隔开竖向震(振)动,降低上部结构的震(振)动反应。
为了确保施工质量和行车安全,根据以上四点要求,经过多次现场调查和技术论证,反复修改施工方案,择优选取了专业化施工水平较高的作业队伍,配置了特种新型施工设备,进行了严密的施工组织,成功实施了建筑腰椎换骨手术,为橡胶支座施工谱写了新篇章。
经济性好:与其他隔震系统相比,摩擦摆支座的制造成本较低,维护简单。
GPZ(II)50DX:表示GPZ(II)系列板式橡胶支座中设计承载力为50MN的单向活动的常温型盆式支座。
建筑隔震技术是近四十年来抗震防灾工程领域重大的创新技术之一,现阶段具有无可比拟的优越性,能降低地震力50-80%。它能使结构安全性成倍提高,并能保护内部设备仪器,在地震后不丧失使用功能,实现结构、生命、室内财产“三保护”,近年来其优异的抗震效果在外大地震中得到了检验。
动力特性稳定,其自振周期仅与滑动表面曲率半径有关,而与载重无关,并且滑动面由特殊材料制成,具备较低摩擦系数和高阻尼效果;
钢筋种类及使用部位、钢绞线或高强钢丝种类及其对应产品标准,其他特殊要求(如强屈比等);钢支座:钢支座是靠钢部件的滚动、摇动和滑动来实现支座的位移和转动功能的。钢质边梁采用16MN精轧而成,锚固板及Φ16锚固筋具有良好的机械性能。高层、超高层结构应根据情况补充日照变形观测等特殊变形要求观测要求;高低跨处变型缝应采取能适应变形的密封处理。高强螺栓和螺母必须订做保护帽或塞,防止丝扣损伤。高阻尼橡胶支座(HDR),是在橡胶母材中添加碳或者其他元素,使叠层橡胶具有良好的阻尼性质。高阻尼橡胶支座(HDR)用复合橡胶制成的具有较高阻尼性能的隔震橡胶支座。
(图三)抗震高阻尼支座厂家
支座在竖直荷载作用下,嵌入橡胶片之间的钢板将约束橡胶的侧向膨胀,从而使垂肓变形相应减少,可大大提高支座的竖向刚度。
这种方式只适用于地下室和主楼平面基本一致的情况,如果地下室扩大较多,主楼范围以外的隔震垫实际上只隔了一个地下室顶板,从经济上和技术上都显得不适宜。还有一个问题是因为隔震沟、隔震缝等构造的存在,结构不能完全封闭,这样的隔震地下室不能作为人防地下室使用,能否通过战时加固等手段来解决呢?可能需要和人防管理部门的沟通协调。地震和战争理论上也有极小的概率同时发生,这已经超出结构工程师正常考虑的范围。
结构位移能力强:摩擦摆支座可以承受较大的水平位移,适用于地震烈度较高的地区。
自振周期稳定:支座滑动面由特殊金属及高分子耐磨材料制成,其自振周期仅与滑动面曲率半径有关,而与载重无关,能保证在各种工况下的稳定性。
为了系统研究板式橡胶支座的抗压、剪切、转动等力学性能,1979—1981年铁道部科学研究院对160块不同规格、不同形状系数、不同胶层厚度的橡胶支座进行了系统的试验研究,并于1982年9月通过铁道部技术鉴定。
橡胶支座之所以被广泛采用,是因为橡胶支座具有:构造简单、价格低廉、加工制作容易、可定型生产;用钢量少、成本低;其橡胶弹性能消减上下部结构所受的动力,吸收部分振动,可减振、抗震;可改善墩台受力情况;能有效地分布水平力,适用于任意方向变形(宽桥、曲线桥、斜桥);安装及更换方便等优点。
公路建筑圆形四氟滑板天然橡胶支座,直径为400MM,厚度为50MM,表示为:GYZF4400×50(NR)。
如果采用板式橡胶支座,除伸缩缝采用活动支座外,其余墩台均可布设固定支座,这时桥跨结构作用于墩台上的水平力将由各个支座均匀传递,但须验算每个支座的位移量及转角满足桥跨结构的变形。
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