在众多基础隔震构件中,建筑隔震橡胶支座是应用比较广泛的。隔震橡胶支座是由柔软的薄橡胶板和坚硬的薄钢板分层交替叠合、模压硫化而成。其中橡胶层与钢板紧密黏结,当橡胶支座承受上部结构的自重和使用荷载时,橡胶层的横向伸展受到钢板的约束,竖向刚度增大,使橡胶支座具有足够的竖向刚度和承载能力,有利于稳定地支承建筑物;当橡胶支座承受水平荷载时,其橡胶层的相对位移大大减小,使橡胶支座可达到很大的位移而不致失稳,并且保持较小的水平刚度。
悬挂隔震主要是修建构造计划中选用悬挂计划,然后削弱地震能量波对修建主体构造的冲击,在地震发作时,削弱地震的全体能量的传递,然后起到抗震的作用,并削弱修建物在地震中的摇晃程度。
GPZ(II)盆式橡胶支座的工作原理是利用半封闭钢制盆腔内的弹性橡胶块,在三向受力状态下具有流体的性质,来实现上部结构的转动;同时依靠中间钢板上的聚四氟乙烯板与上座板上的不锈钢板之间的低磨擦系数来实现上部结构的水平位移。
并于1988年制定/4公路建筑板式橡胶支座技术条件》(JT3132.288),随后又相继制定了《公路建筑板式橡胶支座规格系列》(JT3132.1-88)和《公路建筑板式橡胶支座力学性能检验规则》(JT3I32.3-90)等交通部标准.1994年修定颁布/4公路建筑板式橡胶支座标准》(JT/T4--9,后来又修订为(JT/T4-2004)执行,为正确使用相大面积推广应用板式橡胶支座奠定了基础。
本产品除具有GYZ系列橡胶支座的所有功能外,由于采用了聚四氟乙烯滑板使梁底不锈钢板之间的摩擦系数变得很低,可以使建筑上部构造的水平位移,不受建筑支座本身剪切变形量的限制,能满足一些建筑的大位移量需要。
更为重要的是,对于重要或特殊的工程结构,隔震结构明显优于常规结构体系,可以处理后者难以解决的问题(诸如对室内重要设备或非结构构件的保护、地铁车辆段上部空间的开发使用等,此类问题共同之处在于降低结构的设防烈度,而常规结构体系无法实现这一点)橡胶支座上下各有一块连接钢板,连接钢板通过高强螺栓与预埋钢板连接。
固定支座的作用是将建筑结构固定在墩台上并传递竖向应力和水平力,允许建筑结构在沿着线路的竖直平面内自由地转动,但不能移动;活动支座除了能自由地转动外,还应允许在活、温度变化及混凝土收缩的作用下,梁端可纵向水平移动。
通过对全国范围内130个项目、335万平米减隔震建筑工程进行调查,在建筑抗震性能大幅提高的前提下,九度抗震设防区采用减隔震技术,结构造价明显降低5%左右;八度设防区工程造价略降低或持平;七度区工程造价略增加,通常增加约100元/平方米。从长期经济效益和建筑全寿命周期的费用—效益分析来看,建筑物若遭遇较大地震,传统抗震建筑将造成结构和财产两个方面损失,同时导致企业、工厂等不能正常工作造成经济损失。而隔震建筑在遭遇较大地震时,建筑功能完好,财产不损失,因此,隔震建筑长期经济效益较好。
(图一)建筑铅芯防震支座定制
下部结构的偏心:由于下部结构的质心刚心可能存在偏心,导致隔震层和上部结构的扭转振动,主要的是下部结构的平面形状跟上部结构的形状存在很大的差异,比如裙房顶隔震时,裙房的平面形状跟上部存在很大差别,导致上部结构的质心、刚心跟下部结构的质心刚心相差较远。但是由于,隔震结构设计中要求下部结构的刚度较大,一般情况下,下部结构的偏心对隔震层的扭转振动影响较小。
其实很多时候隔震层同时也是转换层,比如剪力墙住宅隔震结构,墙体的二维平面受力终需要传递到上支墩成为一维点受力,由此再加上一点想象力,就可以得到自由式(图。
支座中心线与主梁中心线应重合或平行,单向活动支座安装时,上、下导向块必须保持平行,交叉角不得大于5。
在抗震规范15条规定,对于多层建筑,为按弹性计算所得的隔震与非隔震各层层间剪力的大比值。对高层建筑结构,尚应计算隔震与非隔震各层倾覆力矩的大比值,并与层间剪力的大比值相比较,取二者的较大值;
在平坡的情况下,同一片梁两端支座垫石水平面应尽量处于同一平面内,其相对误差不得超过2MM。在平时干摩擦面不滑移,阻尼橡胶圈也不会产生挤压变形。在坡桥的情况下,梁底支座予埋钢板应严格按照纸要求,按水平固定、安装,已达到坡桥正做原则。在前期调隔震模型中有以下几点注意的:在建筑梁体因温差等因素引起位移时,机械固定在边梁沟槽中的橡胶密封条能自由折迭伸缩。在建筑支座的设计与计算时,应主要考虑支座的受力情况及变位分析。在建筑支座的设计与计算时应主要考虑支座的受力情况及变位分析。
还有从球型支座转化来的网架支座产品球型拉压支座,这类产品的转角比较大,且受力面比较均匀,不产生力的颈缩。
橡胶隔震支座就是此类隔震装备,它广泛应用于房屋、公路、建筑等建筑物上。其中为关键的技术就是位于建筑支座中间的橡胶技术,被誉为建筑支座的“心脏”,橡胶的阻尼越大,消耗能量的能力越强,一般可降低地震烈度0.5―2度。
抗震涉及的对象从考虑整个结构物的复杂的不明确的抗震措施转变为只考虑隔震装置,简单明了。结构物本身与一般非地震区的做法无疑,设计施工大大简化。
(图二)圆形隔震支座厂家
连续梁单联长度不宜超过200M,跨数不宜超过6跨;若需要超过6跨时,支座布置应检算靠近滑动型支座的固定型支座的位移量是否满足位移需求,再根据情况增设滑动型支座或进行定制设计。
增加橡胶支座处理:对于建筑个别橡胶支座出现严重质量问题,但又难以实施更换时,可以考虑与上述方法结合,在原橡胶支座边增设所需规格橡胶支座,改善梁体和原橡胶支座的受力性能。
可以看出:大部分功率流直接流入固定墩,只在活动墩自振频率附近的频率段,功率流分担到该活动墩;随着橡胶支座水平刚度的增加直接流入到固定墩的总功率流减小;对于活动墩,采用橡胶支座后,流入的功率流突然增加,并随着支座水平刚度的增大,功率流峰值减小;功率流峰值在该墩的自振频率附近,随着支座水平刚度的增加,峰值点相应右移;加入橡胶支座后,增强了梁和桥墩的联结,使得功率流得到分流,将原来固定墩承受的功率流,分担到各个活动墩上。
待下支墩混凝土达到75%设计强度后,将预埋件螺孔清理干净,涂上黄油。用高强螺栓将下连接板牢固地与下预埋板连接。高强螺栓的拧紧过程应分为初拧、复拧、终拧三个阶段,并在同一天完成。螺栓连接时,严禁用锤敲打等破坏方法强行穿入螺栓,另外要保持构件摩擦面的干燥,严禁雨中作业。橡胶隔震支座上连接板上的螺栓孔以及吊装螺孔用腻子封堵,抹平。
承压橡胶板应用木锤轻轻敲入下支座钢盆中,并必须使橡胶板与下支座钢盆盆底密贴,不得在钢盆内夹有空气问层。
型式检验由经计量认证的检测机构,在生产厂家初次生产客运专线建筑盆式橡胶盆式橡胶支座及在生产过程中按一定抽检频率所进行的检验。
尤其是法国的弗列新涅提出了用钢筋格栅或钢板设置在橡胶中,用以约束橡胶的横向膨胀的方法,从而使板式橡胶支座得到了迅速的发展。
所以,GPZ(II)盆式橡胶支座是能满足大的支承反力,大的水平位移,大的转角要求的新型产品橡胶支座在安装使用过程中常见异常现象的分析与排除橡胶支座是建筑结构的一个重要组成部分,是连接建筑上部结构和下部结构的重要构件,是直接影响建筑寿命与行车安全的关键。
(图三)LRB900铅芯橡胶支座生产厂家
由于采用密封的橡胶不但大大提高了支座的承载能力及橡胶的寿命,更为重要的是保证了支座具有灵活的转动性能及良好的缓冲性能。
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。
铁道部科学研究院研究员庄军生老师编著的《建筑支座》一书中有关章节显示:根据外技术资料表明,在正常情况下在我国板式橡胶支座使用寿命50年应是没有什么问题的……。
由于隔震结构系统的周期变长,在地震作用下,上部结构的地震响应将大幅降低,从而可以降低上部结构的抗震设防烈度,实现在同等抗震性能水准下(与非隔震结构相比),降低构件截面或降低配筋率,节省工程造价。
本产品除具有公路板式橡胶支座的所有功能外,由于采用了聚四氟乙烯滑板使梁底不锈钢板之间的摩擦系数变得很低,可以使建筑上部构造的水平位移,不受建筑支座本身剪切变形量的限制,能满足一些建筑的大位移量需要。
试验还表明铅芯橡胶支座不仅在大应变存在着小应变滞回特性,而且在小应变也存在着小应变滞回特性,目前现有的铅芯橡胶支座恢复力模型中都没有考虑加载时程基础上的应变滞回特性,因此铅芯橡胶支座这一特性在隔震建筑特别是高层或超高层隔震建筑设计中应该引起注意。
因而其无固定支座和活动支座之分,所有纵向力和水平力由各个支座均匀分配,有加筋层的(橡胶板内含有几层一定厚度的不锈钢板)可提高支座的抗压强度和抗压刚度,适用于中等跨径的建筑;无加筋层的仅适用于小跨径的建筑。
请关注:耐火、抗压橡胶支座的分析和板式橡胶支座的构造和生产过程详解球冠圆板橡胶支座是改进后的板式橡胶支座。
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