降低損失:通過(guò)摩擦擺支座的減震和縮短回復(fù)時(shí)間等作用,可以在自然災(zāi)害中降低建筑結(jié)構(gòu)的損失,減少人員傷亡。
C40 混凝土柱:600mm 直徑圓形柱(假設(shè)柱高 3m),線剛度計(jì)算為9189kN·m/rad,計(jì)算依據(jù):C40 混凝土彈性模量 3.25×10?MPa,截面慣性矩 I=π×(0.6m)?/64≈0.00636m?,線剛度 EI/L=3.25×10?kN/m2×0.00636m?/3m≈68250kN?m/rad,實(shí)際 600mm 直徑 C40 柱(L=3m)線剛度約 6.8×10?kN?m/rad,與 LRB 支座豎向剛度(2667kN/m)分屬不同力學(xué)參數(shù)(豎向剛度 vs 線剛度),正確對(duì)比應(yīng)為 “LRB 支座豎向剛度僅為同截面 C40 混凝土短柱(L=0.5m)豎向剛度的 1/5~1/8”,體現(xiàn)隔震支座 “豎向穩(wěn)、水平柔” 的特性。
矩形支座(GJZ系列):主要用于正交建筑。
滑移面失效問(wèn)題:在施工或使用過(guò)程中,滑動(dòng)支座若因摩擦面存在雜質(zhì)、表面粗糙或未按要求涂抹硅脂油,可能導(dǎo)致支座無(wú)法正常滑動(dòng),引起較大剪切變形,影響位移功能的實(shí)現(xiàn)。
自振周期穩(wěn)定,支座滑動(dòng)面由特殊金屬及高分子耐磨材料制成,具備較低摩擦系數(shù)和高阻尼的特性。
普通板式橡膠支座適用于跨度小于 30m、位移量較小的建筑與橋梁工程;平面形狀選型需匹配橋跨結(jié)構(gòu)類(lèi)型:正交建筑優(yōu)先選用矩形支座,曲線橋、斜交橋及圓柱墩橋則適配圓形支座;球冠圓板橡膠支座因受力性能更優(yōu),可在對(duì)變形適應(yīng)性要求較高的圓形支座應(yīng)用場(chǎng)景中優(yōu)先選用。
臨時(shí)連接:對(duì)于預(yù)埋型支座,待支座墊石處混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,方可拆除為運(yùn)輸和定位設(shè)置的臨時(shí)連接螺栓(此螺栓需妥善保管,以備后續(xù)維護(hù)使用),并清掃干凈預(yù)埋鋼板表面。
隨著建筑行業(yè)對(duì)抗震性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求的不斷提升,橡膠支座的防震效果升級(jí)已成為行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)。類(lèi)似大連市地震綜合觀測(cè)基地等重點(diǎn)工程的建設(shè),也進(jìn)一步推動(dòng)了橡膠支座在隔震領(lǐng)域的應(yīng)用與技術(shù)革新,促使行業(yè)不斷優(yōu)化產(chǎn)品性能,以滿足更高標(biāo)準(zhǔn)的工程需求。對(duì)于剛接觸該行業(yè)的從業(yè)者而言,全面掌握橡膠支座的類(lèi)型特性、安裝規(guī)范與質(zhì)量控制要點(diǎn),是保障工程安全的關(guān)鍵前提。

高阻尼橡膠支座(HRB)HIGHDAMPINGRUBBERBEARING隔減震設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn):隔震、減震裝置即使震后產(chǎn)生較大的永久變形或損壞,其拉位、更換或維修也要比更換、維修結(jié)構(gòu)方便、經(jīng)濟(jì);隔震層ISOLATIONLAYER隔震層部件出廠合格證書(shū);隔震層部件的產(chǎn)品性能出廠檢驗(yàn)報(bào)告;隔震層部件的改裝、更換或加固,應(yīng)在有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員指導(dǎo)下進(jìn)行。
固定型支座常規(guī)狀態(tài)下位移量不得超過(guò)支座設(shè)計(jì)正常使用剪應(yīng)變,地震狀態(tài)下位移量不得超過(guò)支座設(shè)計(jì)地震使用剪應(yīng)變,這是保證支座正常工作的重要指標(biāo)。
一、四氟板式橡膠支座規(guī)格及四氟板式橡膠支座及適用氣溫:氯丁膠型:+60℃~25℃天然膠型:+60℃~--40℃三元乙丙膠型:+60℃~-45℃四氟乙烯滑板式橡膠支座性能特點(diǎn)四氟板式橡膠支座的產(chǎn)品特點(diǎn)具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、無(wú)需養(yǎng)護(hù)、易于更換緩沖隔震、建筑高度低等特點(diǎn),因而在建筑界頗受歡迎,被廣泛使用。
LRB系列高阻尼隔震橡膠支座豎向承載力,水平恢復(fù)力,阻尼(吸能)三位一體的減隔震裝置;支座水平極限位移較大,可有效吸收地震能量;阻尼比較大并能隨設(shè)計(jì)要求調(diào)整,具有良好的耗能能力;維修管理成本低(無(wú)需其他阻尼裝置);
在上部主體結(jié)構(gòu)施工階段,每完成一個(gè)結(jié)構(gòu)層(如一層樓板),應(yīng)對(duì)橡膠隔震支座的豎向變形進(jìn)行一次系統(tǒng)觀測(cè)與記錄。
工程監(jiān)理人員應(yīng)重點(diǎn)檢查:支座是否存在滑移及脫空現(xiàn)象;剪切位移是否過(guò)大(剪切角不應(yīng)大于35°);是否產(chǎn)生過(guò)量壓縮變形;橡膠保護(hù)層是否出現(xiàn)開(kāi)裂、硬化等老化跡象
隔震支座是基于建筑隔震技術(shù)發(fā)展而來(lái)的專(zhuān)用支座,通過(guò)在建筑物上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間以及上部建筑層間設(shè)置隔震層,利用軟弱隔震層的大變形來(lái)減少地震能量的輸入。隔震設(shè)計(jì)按照現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行,與水平減震系數(shù)密切相關(guān),這一參數(shù)是隔震設(shè)計(jì)的核心指標(biāo)。
主動(dòng)隔震技術(shù)的發(fā)展還有新型隔震材料的研究。高阻尼隔震橡膠、記憶合金阻尼材料、粒子摩擦減震材料、磁敏材料、壓電材料等新型隔震材料的研究,也將是未來(lái)隔震技術(shù)研究的一個(gè)重點(diǎn)方向。主動(dòng)隔震控制和被動(dòng)隔震控制各有優(yōu)點(diǎn),而且不能相互替代。將二者結(jié)合使用,將會(huì)克服單獨(dú)使用的局限性。因此,主、被動(dòng)控制的復(fù)合交叉運(yùn)用為今后隔震技術(shù)的發(fā)展提供了新的思路。

選用建筑支座時(shí),必須進(jìn)行綜合考量,主要因素包括:建筑跨徑與結(jié)構(gòu)形式:不同跨徑和結(jié)構(gòu)(梁橋、拱橋、索橋等)對(duì)支座的承載、位移、轉(zhuǎn)動(dòng)能力要求各異。
橡膠隔震支座(普通橡膠隔震支座、鉛芯橡膠隔震支座和高阻尼橡膠隔震支座等)既具有較高的豎向承載能力、大水平位移能力和復(fù)位功能,同時(shí)普通橡膠支座與阻尼器、鉛芯橡膠支座或高阻尼橡膠支座配合使用時(shí)可提供較大阻尼,由橡膠隔震支座組成的隔震體系理論、試驗(yàn)研究及工程應(yīng)用已較為成熟,隔震效果顯著,是目前建筑隔震的主流產(chǎn)品,外已經(jīng)建成的隔震建筑90%以上采用橡膠隔震支座,我國(guó)建筑隔震采用橡膠支座的比例更大。建筑橡膠隔震支座在我國(guó)的應(yīng)用較為成熟,標(biāo)準(zhǔn)較為完善。目前已頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有:《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-20、《疊層橡膠支座隔震技術(shù)規(guī)程》(CECS126:200、《建筑隔震橡膠支座》(JG119-2000)、《橡膠支座第1部分:隔震橡膠支座試驗(yàn)方法》(GB20681-200、《橡膠支座第2部分建筑隔震橡膠支座》(GB20682-200、《橡膠支座第3部分:建筑隔震橡膠支座》(GB20683-200、《橡膠支座第4部分普通橡膠支座》(GB20684-200。正在編寫(xiě)的標(biāo)準(zhǔn)有《建筑隔震施工與驗(yàn)收規(guī)范》、《建筑隔震設(shè)計(jì)規(guī)范》等。
橡膠支座作為建筑結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵的功能部件,其設(shè)計(jì)選型、安裝精度與后期維護(hù)共同決定了結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性。在實(shí)際工程中,應(yīng)結(jié)合具體跨徑、位移需求及抗震設(shè)防目標(biāo),合理選擇支座類(lèi)型并嚴(yán)格執(zhí)行施工與養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn),以確保建筑在各類(lèi)荷載與變形條件下均能保持良好的工作狀態(tài)。
如梁體已預(yù)制完成造成不可調(diào)整的事實(shí),建議采用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行修復(fù),確保支座接觸表面的平整度符合要求。
橡膠支座對(duì)建筑抗震性能的影響,功率流理論主要應(yīng)用于船舶結(jié)構(gòu)的減振降噪以及梁板結(jié)構(gòu)、機(jī)器及基礎(chǔ)等的隔振和減振方面[1~4],在建筑減隔振方面的應(yīng)用較少,尚未找到應(yīng)用功率流理論分析高架建筑支座參數(shù)對(duì)建筑抗震性能影響的,采用力或速度等單一物理量的傳遞概念衡量振動(dòng)在結(jié)構(gòu)中的響應(yīng),忽略了物理量的內(nèi)在信息。
支座作為建筑結(jié)構(gòu)體系中的關(guān)鍵連接構(gòu)件,承擔(dān)著傳遞荷載、適應(yīng)變形、保障結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性等多重功能。隨著建筑技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,各類(lèi)支座的性能不斷優(yōu)化,應(yīng)用領(lǐng)域也日益拓寬,尤其在應(yīng)對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式和抗震隔震需求中,支座技術(shù)發(fā)揮了關(guān)鍵支撐作用。
工程結(jié)構(gòu)減震控制是工程結(jié)構(gòu)抗震的一個(gè)新領(lǐng)域,包括隔震、消能減震、各種被動(dòng)控制、主動(dòng)控制、混合控制等。它不是采用加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)抗震方法來(lái)提高結(jié)構(gòu)的抗震抗風(fēng)能力,而是通過(guò)調(diào)整改變結(jié)構(gòu)動(dòng)力參數(shù)的途徑,以明顯衰減結(jié)構(gòu)的震(振)動(dòng)反應(yīng),有效地保護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)施在強(qiáng)地震中的安全,或在其它外干擾力作用下使結(jié)構(gòu)滿足更高的減震(振)要求。它已越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在工程結(jié)構(gòu)的抗震、抗風(fēng)、減震(振)、降噪等領(lǐng)域中,顯示出明顯的減震(振)效果,取得了明顯的社會(huì)效益、技術(shù)進(jìn)步效益和經(jīng)濟(jì)效益,引起外學(xué)術(shù)界、工程界的極大關(guān)注,它為工程結(jié)構(gòu)的減震(振)提供了一條嶄新的途徑。在很多情況下,它比傳統(tǒng)的抗震方法更加有效、合理和經(jīng)濟(jì)。隨著現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)抗震、減震、抗風(fēng)要求的日益提高,工程結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)將會(huì)越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用。
耐久性標(biāo)準(zhǔn):隔震橡膠支座需具備不少于 60 年的使用壽命,設(shè)計(jì)時(shí)需考慮:橡膠老化防護(hù):采用三元乙丙膠或改性天然橡膠,提升耐臭氧、耐高低溫性能;鋼件防腐:外露鋼板涂刷環(huán)氧富鋅底漆 + 聚氨酯面漆(總厚度≥240μm),避免銹蝕;特殊場(chǎng)景適配:高速鐵路因工后沉降控制嚴(yán)格,特殊地段(軟土地基、橋頭過(guò)渡段)需采用可調(diào)高支座,通過(guò)支座內(nèi)部墊片調(diào)整高程偏差(調(diào)整量 ±50mm)。

常見(jiàn)施工質(zhì)量隱患與防控板式支座安裝常因被認(rèn)為操作簡(jiǎn)單而被忽視,易引發(fā)支座墊石不平整、支座脫空、剪切變形過(guò)大、支座開(kāi)裂等問(wèn)題,需強(qiáng)化施工全過(guò)程管控。同時(shí),支座與伸縮裝置的配套安裝需同步符合規(guī)范,確保伸縮位移順暢,避免因安裝偏差導(dǎo)致支座附加應(yīng)力。
扇形鉛粘彈性阻尼器的安裝形式隔震橡膠支座扇形鉛粘彈性阻尼器綜合利用兩種耗能機(jī)制和兩種耗能材料同時(shí)耗能,滯回性能穩(wěn)定、耗能能力強(qiáng)、變形能力大、構(gòu)造簡(jiǎn)單、造美觀、占用空何小、適用范圍廣,既可用于結(jié)構(gòu)抗震,又可用于結(jié)構(gòu)抗風(fēng),既可用于新建結(jié)構(gòu),也可用尹既有結(jié)構(gòu)的加固,因而具有廣闊的應(yīng)用前景。
四氟乙烯滑板橡膠支座:在普通板式橡膠支座頂面粘貼一層聚四氟乙烯板制成。當(dāng)活動(dòng)支座的預(yù)期位移量較大時(shí),若僅依靠橡膠的剪切變形,則需要異常厚的橡膠層,這既不經(jīng)濟(jì)也影響穩(wěn)定性。此時(shí),可選用四氟乙烯滑板支座,通過(guò)在梁底設(shè)置不銹鋼板與之形成低摩擦副(摩阻力極小),通過(guò)滑動(dòng)來(lái)滿足大位移量的需求,實(shí)現(xiàn)梁體的順暢伸縮。
壓剪承載力要求:在豎向壓應(yīng)力 10-15MPa(對(duì)應(yīng)丙類(lèi)建筑限值)條件下,支座極限水平剪切變形需達(dá)到 350% 且無(wú)壓剪破壞;普通板式橡膠支座剪切變形≤300%,四氟板式因滑移副設(shè)計(jì),水平位移不受剪切變形限制,適配 ±100mm-±300mm 大位移需求。
在建筑結(jié)構(gòu)中,摩擦擺減隔震支座扮演著重要的角色,它不僅可以減輕自然災(zāi)害對(duì)建筑的危害和破壞,保護(hù)人員生命財(cái)產(chǎn)安全,還能使建筑結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固、安全、可靠。同時(shí),該支座在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中也必不可少,能夠有效地降低建筑結(jié)構(gòu)的自然頻率,并提高其抗震性能。
特殊要求:四氟橡膠支座與不銹鋼板的相對(duì)位置需根據(jù)安裝溫度調(diào)整,確保設(shè)計(jì)移動(dòng)量(通常為 4-6cm)的實(shí)現(xiàn);橋用支座防水層施工需保證基層牢固、表面潔凈密實(shí)、陰陽(yáng)角呈圓弧形,底膠涂層均勻無(wú)漏涂。
橡膠支座通用安裝質(zhì)量控制:支座安裝后的質(zhì)量核查需覆蓋以下要點(diǎn):支座安裝位置準(zhǔn)確性、型式與方向正確性、臨時(shí)固定設(shè)施拆除完整性、潤(rùn)滑材料使用合規(guī)性等。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題需及時(shí)調(diào)整處理,確保支座滿足結(jié)構(gòu)受力要求,保障工程整體安全性與耐久性。
建筑隔震橡膠支座由多層橡膠和多層鋼板或其它材料交替重疊組合而成。對(duì)應(yīng)不同建筑、建筑的要求隔震橡膠支座可以有不同的疊層結(jié)構(gòu)、制造工藝和配方設(shè)計(jì),以滿足所需要的垂直剛度、側(cè)向變形、阻尼、耐久性等性能要求,并保證具有不少于60年的使用壽命。同時(shí),應(yīng)用于工程的建筑隔震橡膠支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足和行業(yè)相關(guān)規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)的要求。
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