实际震害调查充分证明了隔震技术的有效性。在橡胶垫隔震建筑中,大多数使用者仅感到轻微摇动,部分人员甚至完全没有震感。相关调查数据显示,隔震建筑在地震中基本保持完好状态,无任何结构性破坏,减震效果显著。
同一片梁的两个或四个支座的支承垫石顶面应处于同一平面内,避免发生偏压、初始剪切与不均匀受力现象。落梁时,为防止梁与支座发生纵横向滑移,宜用木制三角垫块在梁体两侧定位,待落梁工作全部完毕后拆除。
加载频率相关性能水平刚度按表7中的要求,测定被试橡胶支座在设计压应力作用下,剪切变形R=100^时,加载频率/分别为0.02,0.05,0.1,0.2时的水平刚度和等效黏滞阻尼比,并计算与F=0.21HZ时的相应比值等效粘滞阻尼比4温度相关性能水平刚度按表7中的要求,测定被试橡胶支座在设计压应力作用下,剪切变形R=100%,温度T分别为﹣10℃,0℃,20℃,40℃时的水平刚度和等效黏滞阻尼比,并计算与T=20℃时的相应比值等效粘滞阻尼比对用于高寒地区的建筑橡胶支座,可根据需要补充进行低温试验。
摩擦摆隔震支座(Friction Pendulum Bearing,简称FPB)是一种先进的隔震装置,它基于钟摆原理和摩擦耗能机制来减少建筑物或桥梁在地震等外部激励下的响应。摩擦摆隔震支座通过球面滑动和摩擦耗能来隔离地震能量,从而保护上部结构免受地震破坏。
Ⅰ型——支座与墩、梁之间采用套筒连接,支座顶面、底面均设预埋钢板,上、下支座板和套筒之间采用锚固螺栓连接,上、下预埋钢板与套筒之间采用配合焊接。
球型支座:其转动机制通过一个平面与球冠形的钢衬板对磨实现,与盆式支座功能相似,但通常具有更灵活的转动性能。
球冠橡胶支座是在普通板式橡胶支座的顶部用橡胶制造成球形表面,球冠中心橡胶厚为4-8MM,它除了公路建筑板式橡胶支座所具有的所有功能外,通过球冠调节受力状况,适用于有纵横坡度的立交桥及高架桥,以适应2%到4%纵横坡下,其双林梁与支座接触面的中心趋于圆形板式橡胶支座的中心。
通过对部分高速公路板式橡胶支座的实际使用情况进行调查,发现用户在板式建筑支座的安装过程中可能出现的问题如下:部分梁底支座安装位置平面与墩台处支承垫石上表面夹角过大,造成支座单边受力,因而支座局部变形严重,如果继续增加恒载和汽车活载,梁体会继续发生挠曲变形,这样会加大梁底的倾角,严重时会造成板式橡胶支座单边脱空。
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在建筑隔震层的设计中,支座平面布置的合理性对于建筑结构的抗震性能起着决定性作用。为了避免地震时建筑结构因扭转效应而产生过大的应力集中,导致结构破坏,需要使结构刚度中心与质量中心的偏移≤5%。这一要求是基于大量的地震模拟试验和实际震害分析得出的。以某大型商业建筑为例,在设计初期,通过 BIM 技术对建筑结构进行了三维建模和分析,发现原设计方案中结构刚度中心与质量中心的偏移达到了 8%,超出了安全范围 。经过设计团队对隔震支座布置的优化调整,将部分支座的位置进行了微调,并合理增加了一些支座的数量,最终使得结构刚度中心与质量中心的偏移控制在了 4% 以内,大大提高了建筑在地震中的稳定性 。同时,隔震墙下支座间距≤2.0m,这一间距的设定是为了确保荷载能够均匀分布在隔震层上,避免出现局部应力过大的情况。在实际工程中,通过在隔震墙下按规定间距均匀布置支座,并进行详细的结构力学计算和分析,保证了整个隔震层能够有效地发挥其隔震作用,为上部结构提供稳定的支撑和保护 。
建筑隔震技术能使结构抗震安全性大幅提高,近年来其优异的抗震效果在多次实际地震中得到了充分验证。隔震支座安装阶段,应对支墩(或柱)顶面和隔震支座顶面的水平度、隔震支座中心的平面位置和标高进行精确观测记录,确保安装质量。
桥面与桥墩通过支座实现分离式连接,不同类型支座对应不同的位移权限:中间桥墩的三角形支座允许桥面自由旋转但限制移动,两边桥墩的圆形支座则同时允许自由旋转和左右移动,通过合理布局适应桥梁的温度变形与地震位移需求。
浇注垫石的砼标号应不低于C30号或不低于设计标号,垫石砼顶面应预先用水平尺校准,力求平整而不光滑。浇筑垫石用的水泥标号应高于300号,支撑垫石要求表面平整但不光滑。浇筑混凝土安装漏斗,注入混凝土。浇筑时不允许混凝土溅、填在密封橡胶带缝中及表面上,如果发生此现象应立即清除。胶层厚度及层数。在一定范围内,橡胶支座夹层钢板与胶层厚度之比越大,则支座的竖向承载力越大。胶合板防护胶合板防护胶料要车车检,合格否做好标识,防止用错。胶料在配制时一定要称量准确,否则再科学的配方设计,再严格的工艺控制都没有用。胶片接头时,上、下胶片的长短接头部位应错开10-50MM,以免出现缺胶、断梗等质量问题。
橡胶支座按结构型式可分为板式橡胶支座、四氟板式橡胶支座、盆式橡胶支座、球型橡胶支座等,不同类型适配不同工程需求。
某医院建筑便是一个典型案例,该医院在建设时应用了橡胶隔震支座。在强震发生时,它仅产生了轻微的晃动,内部的医疗设备依然保持完好,医疗工作得以正常开展,为救援伤病员提供了有力保障。而相邻的未采用隔震技术的建筑却遭遇了截然不同的命运,墙体出现了严重的开裂,结构发生移位,部分建筑甚至面临坍塌的危险,无法再正常使用。
位移方向:板式橡胶支座安装时,其短边应平行于顺桥向;如需长边平行于顺桥向,必须进行转向确认。
这种结构具有多重技术优势:构造简单明确、加工制作便捷、成本经济效益显著、节约钢材资源。特别是板式橡胶支座在2MN以下反力范围内具有明显经济优势,而超过此范围则采用盆式橡胶支座更为经济合理。
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支承垫石设置:为确保支座安装平整、受力均匀,并便于未来调整、观察与更换,在墩台顶设置强度足够的支承垫石是绝对必要的,无论采用现浇梁还是预制梁法施工。
板式橡胶支座:自二十世纪三十年代国外开始研制,至今已有七十余年应用历史。国外橡胶工程界通过对不同形状系数、不同橡胶硬度的试件进行数千次应力 - 应变试验,明确了其工作原理,是工程中应用广泛的基础支座类型;
铅芯橡胶支座工作原理:此类支座不仅能可靠承受结构物的垂直荷载与水平力,其核心阻尼元件——铅芯,在结构发生变形时能产生滞回阻尼,通过自身的塑性变形有效吸收并耗散地震等动力输入能量。同时,橡胶部分则为结构提供必要的弹性恢复力,帮助结构复位。
经过专家分析影响橡胶支座质量因素请查下下面的详解杜绝此类所采用的橡胶的胶质,这是影响板式橡胶支座质量的主要因素,目前由于市场竞争激烈,客户压价厉害,许多橡胶支座生产厂家就从这块降低成本,采用劣质橡胶,这个从外观上可以看出一二,好的橡胶,表面油亮,黝黑,用手指按压能感觉到一点点弹性,质量差点的橡胶,表面发乌,没有光泽。
位移与转角需求:设计时必须精确计算由温度变化、混凝土收缩徐变、活载等引起的水平位移和梁端转角,确保支座的位移量和转角能力满足规范要求。例如,滑动型支座需明确其顺桥向与横桥向的设计位移量。
隔震橡胶支座材料进场需提供完整的合格证明与检验报告。外观检验采用目视检查结合直尺测量的方法,按照规范要求的标准执行。同型产品通常以单栋建筑为单位作为检验批次。
相较于传统钢支座、球冠圆板支座等类型,橡胶支座具有显著技术优势:适配性广:不受建筑纵横坡角度限制,可根据工程纵横坡角度精准制造,大幅简化设计与施工流程,有效避免梁、支座、墩台三者间的脱空现象,尤其适用于宽桥、曲线桥、斜桥等复杂结构。
板式橡胶支座:构造简单、价格经济,内部加劲钢板确保了其竖向承载力,同时橡胶层提供必要的水平变形能力。钢板必须符合厚度与材质标准,并经过除锈、喷砂处理,以保证与橡胶的牢固粘结。
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公路建筑板式支座(GJZF4)该类型支座的橡胶物理机械性能试验,应严格遵循国家颁布的相关材料标准与试验方法标准的规定执行。
抗拉性能有限:对于可能出现拉力的多层结构,需要辅助相应的抗拉装置。
场地类型:对墩底弯矩的减隔震效果及墩、梁相对位移有较大影响。
隔震技术,尤其是在建筑基础或层间设置隔震支座(如橡胶隔震支座),相当于为建筑增加了“缓冲装置”。在地震发生时,该技术能有效分解和吸收地面震动能量,显著降低上部结构的地震反应。为确保隔震效果,隔震层施工需特别注意:
板式橡胶支座结构与特性:由多层橡胶片与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成。具备足够的竖向刚度以承受垂直荷载,能可靠传递上部结构反力至墩台。同时拥有良好的弹性以适应梁端转动,并依靠橡胶的剪切变形提供较大的水平位移能力。
在绿色材料研发领域,废旧轮胎胶粉再生橡胶支座取得了显著进展。这种新型支座将废旧轮胎胶粉充分利用,胶粉掺量达到≥30%,不仅有效解决了废旧轮胎带来的环境污染问题,还降低了生产成本,降幅可达 15%。某再生工厂通过先进的热解技术,成功将废旧轮胎转化为再生橡胶用于支座生产,实现了资源的循环利用 。
支座与不锈钢板位置要视安装时温度而定,若不锈钢板有足够长度,则任何季节可按不锈钢板中心安置。支座与混凝土接触时,摩擦系数μ=0.3,与钢板接触时,摩擦系数μ=0.2。支座在安装前应对橡胶支座各项技术性能指标进行复检(本桥橡胶支座已经浙江大学测试中心检验合格)。支座在出厂时,一般应有明显的标记,注明文座型号、反力和位移,以免在安装时发生混淆。支座整体顶升更换的方法支座滞回特点(载荷-变形曲线)饱满、耗能显着;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。
一、计算数据准备:孔径:4—20M支座压力标准值:431.608KN结构自重引起的支反力:125.208KN汽车荷载引起的支反力:306.4KN跨中挠度F:1.96CM当地平均高气温:24.3℃当地平均低气温:1.4℃主梁计算温差:22.9℃简支端支座:GYZ300×54MM橡胶片总厚TE(MM):37连续端支座:GYZ300×52MM橡胶片总厚TE(MM):37简支端单个支座剪切刚度:KE=AE×GE/TE=1910.4N/M连续端单个支座剪切刚度:KE=AE×GE/TE=1910.4N/M每排设置制作个数为:18个则简支端支座总刚度为:34387.7N/M则连续端支座总刚度为:34387.7N/M墩台抗推刚度:KI=3EI/LI墩台编号LIIE抗推刚度KI墩台综合抗推刚度K0号台1.80.74553000000011504855.934285.21号墩3.20.280430000000770133.332917.92号墩3.10.280430000000847092.333046.23号墩3.80.280430000000459901.731995.44号墩4.60.280430000000259264.130360.8制动力计算及分配:按照《通用规范》4.3.6规定,以一联作为加载长度,计算制动力则制动力标准值T3为:900KN各墩台按照刚度分配制动力:ΣK=162605.4KN/M墩台编号制动力(KN)0号台189.761号墩182.202号墩182.913号墩177.094号墩168.04二、确定支座平面尺寸:D=300MM支座平面面积:706.9CM2中间橡胶层厚度为:0.8CM查行业标准《公路建筑板式橡胶支座规格系列》得到支座的平面形状系数S=9.06>8合格计算支座弹性模量:EJ=5.4GE×S2=443.3MPA验算支座的承压强度:σJ=RCK/支座面积=6106.0KPA则σJ<[σJ]=9351.2KPA合格三、确定支座厚度:主梁计算温差为ΔT为:22.9℃,温度变形由两端的支座均摊,则每一支座承受的水平位移ΔG为:ΔG=1/2AΔTL=0.916CM则4号墩每一支座的制动力为HT=9.3KN确定橡胶片总厚度TE≥2ΔG=1.832CM(不计汽车制动力)TE≥ΔG/(0.7-FBK/2/GE/支座面积)=1.4CM《桥规》的其他规定:TE≤0.2D=6CM所选用的支座橡胶层总厚度TE=3.7CM2ΔG=1.832CM合格0.2D=6CM四、验算支座的偏转情况:计算支座的平均压缩变形为:δC,M=RCK×TE/面积/EA+RCK×TE/面积/EBδC,M=0.06226541CM按照《桥规》规定,尚应满足δ≤0.07TE,即:0.06226541≤0.07TE=0.259合格计算梁端转角θ:由关系式F=5GL4/(384EI)及θ=GL3/(24EI)可得:θ=(5L/16)(GL3/24EI)16/(5L)=16F/5L设结构自重作用下,主梁处于水平状态。
建筑摩擦摆隔震支座
FPS建筑隔震支座
FPS建筑摩擦摆支座
FPS摩擦摆支座
LRB铅芯支座
LRB铅芯隔震支座
铅芯橡胶支座
LRB隔震支座
LNR隔震支座
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