隔震效果良好:具有類似于橡膠隔震支座的隔震效果,能有效延長結(jié)構(gòu)自振周期,減少地震能量向上部結(jié)構(gòu)的傳遞,避免下部墩柱在地震作用下發(fā)生塑性破壞。
智能支座系統(tǒng)的出現(xiàn),為建筑和橋梁結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測與維護帶來了革命性的變化。集成形狀記憶合金(SMA)元件的智能支座,具備卓越的主動復位功能。在地震等災害發(fā)生后,SMA 元件能夠迅速響應,通過自身的形狀變化,使支座自動復位,復位精度可達≤2mm,確保結(jié)構(gòu)在震后能夠盡快恢復正常使用狀態(tài) 。
隔震支座是建筑上、下部結(jié)構(gòu)的連接點,其作用是將上部結(jié)構(gòu)的荷載(包括恒載和活載)順適、安傘地傳遞到建筑墩臺上,同時要保證上部結(jié)構(gòu)在支座處能自由變形(轉(zhuǎn)動或移動),以便使結(jié)構(gòu)的實際受力情況與計算簡圖相符合。因此,對建筑支座要合理設(shè)置,正確安裝,并經(jīng)常注意保養(yǎng)維修,如有損壞要進行修補加固或更換。隔震支座按其作用分固定支座和活動支庵兩類。固定支摩用來同定建筑結(jié)構(gòu)在墩臺上的位置,它只能轉(zhuǎn)動而不能移。一般設(shè)置在梁體固定位置;活動支座則可保證在溫度變化、混凝土收縮和荷載作用下結(jié)構(gòu)能自由轉(zhuǎn)動和自由移動。
初始剪切變形:在板式橡膠支座安裝就位、梁體落梁或現(xiàn)澆梁拆除模板后的短期內(nèi),出現(xiàn)輕微的剪切變形屬于普遍現(xiàn)象,需持續(xù)觀察其發(fā)展。
抗傾覆隔震支座:作為一種新型支座產(chǎn)品,通常由上連接板、控制箱箱體和下連接板等部件構(gòu)成,能有效提升結(jié)構(gòu)抗傾覆穩(wěn)定性。
其他消能支座:如通過在支座頂板與橡膠板上方的鋼襯板之間設(shè)置特殊界面(干摩擦面、阻尼材料等),在地震等水平力作用下通過相對滑動或變形來消耗能量,保護主體結(jié)構(gòu)。
安全儲備充足:水平變形能力達 250% 時仍不影響正常使用,同時具備足夠豎向承載力,能穩(wěn)定支撐建筑物主體;且可精準控制傳遞至結(jié)構(gòu)的地震力,解決了傳統(tǒng)抗震設(shè)計中荷載難以準確確定的難題。
橡膠支座安裝后需及時檢查位置、標高及受力狀態(tài),若發(fā)現(xiàn)問題需調(diào)整時,可吊起梁端,在支座底面與支承墊石面之間抹一層水灰比不大于 0.5 的 1∶3 水泥砂漿抹平,確保重新密貼。

摩擦擺支座按照曲率可分為單擺和復擺結(jié)構(gòu)。單擺結(jié)構(gòu)中間球冠襯板上下曲率相差較大,一般以較大曲率半徑為設(shè)計基準;而復擺結(jié)構(gòu)襯板曲率接近或者相等,其上下尺寸近似相等,安裝相對容易,但高度較高。對于周期較大、綜合位移較大的參數(shù),采用復擺結(jié)構(gòu)較好;而對于周期較小的結(jié)構(gòu),單擺結(jié)構(gòu)重量較輕,高度小。
水平度控制:除標高必須符合設(shè)計要求外,必須確保支座在三個方向上的平面均達到水平狀態(tài),以保證受力均勻。
鉛心橡膠墊隔震橡膠支座支座是在多層橡膠支座中設(shè)置圓柱鉛芯,多層橡膠支座承擔建筑物重量和水平位移的功能,鉛芯在多層橡膠支座剪切變形時,靠塑性變形吸收能量,地震后,鉛芯又通過動態(tài)恢復與再結(jié)晶過程,以及橡膠的剪切拉伸力的作用,建筑物自動恢復原位。
隔震結(jié)構(gòu)的模型應該是帶有隔震支座,非隔震結(jié)構(gòu)則是去掉隔震支座的上部結(jié)構(gòu)。但也有認為非隔震結(jié)構(gòu)應該是將隔震結(jié)構(gòu)中隔震支座換為同等水平剛度的柱子或剛度較大的柱子;抗震結(jié)構(gòu)是假想結(jié)構(gòu),是不存在的,是為了采用現(xiàn)行規(guī)范的小震設(shè)計而人為強制等效出來的結(jié)構(gòu),事實上其變形和內(nèi)力跟隔震結(jié)構(gòu)都有較大的區(qū)別。注意的是,抗震結(jié)構(gòu)必須保留隔震層,否則在按小震反應譜設(shè)計時,樓體的高度變了導致風荷載等計算不正確。
支座與不銹鋼板位置要視安裝時溫度而定,若不銹鋼板有足夠長度,則任何季節(jié)可按不銹鋼板中心安置。支座與混凝土接觸時,摩擦系數(shù)μ=0.3,與鋼板接觸時,摩擦系數(shù)μ=0.2。支座在安裝前應對橡膠支座各項技術(shù)性能指標進行復檢(本橋橡膠支座已經(jīng)浙江大學測試中心檢驗合格)。支座在出廠時,一般應有明顯的標記,注明文座型號、反力和位移,以免在安裝時發(fā)生混淆。支座整體頂升更換的方法支座滯回特點(載荷-變形曲線)飽滿、耗能顯著;支座中心線與主梁中心線應重合或平行,單向活動支座安裝時,上下導向塊必須保持平行,交叉角不得大于5。
滑板支座施工環(huán)境控制:滑板支座(四氟板式)施工需營造潔凈環(huán)境 —— 施工現(xiàn)場設(shè)置防塵棚,避免風沙污染滑移面;安裝前用無塵布蘸丙酮二次清潔四氟板與不銹鋼板,確保表面無雜質(zhì),否則會導致摩擦系數(shù)超標(>0.03),影響水平位移。
對于盆式橡膠支座等特殊類型,在安裝前應注意對滑動組件表面的保護,避免劃傷或污染,同時檢查潤滑材料是否填充充分。
四氟滑板式橡膠支座日常檢查:定期檢查支座是否出現(xiàn)滑移、脫空等異常情況,并監(jiān)測其剪切位移量,確保其值(通常以剪切角表示)不超過設(shè)計限值(例如規(guī)范要求的特定角度)。

隔震結(jié)構(gòu)的模型應該是帶有隔震支座,非隔震結(jié)構(gòu)則是去掉隔震支座的上部結(jié)構(gòu)。但也有認為非隔震結(jié)構(gòu)應該是將隔震結(jié)構(gòu)中隔震支座換為同等水平剛度的柱子或剛度較大的柱子;抗震結(jié)構(gòu)是假想結(jié)構(gòu),是不存在的,是為了采用現(xiàn)行規(guī)范的小震設(shè)計而人為強制等效出來的結(jié)構(gòu),事實上其變形和內(nèi)力跟隔震結(jié)構(gòu)都有較大的區(qū)別。注意的是,抗震結(jié)構(gòu)必須保留隔震層,否則在按小震反應譜設(shè)計時,樓體的高度變了導致風荷載等計算不正確。
建筑摩擦擺支座,也被稱為摩擦擺減隔震支座或摩擦滑移隔震支座,是一種特殊的建筑結(jié)構(gòu)支承裝置。它利用鐘擺原理,通過滑動界面的摩擦消耗地震能量,實現(xiàn)減震功能,并通過球面擺動延長梁體運動周期,實現(xiàn)隔振功能。
根據(jù)工程技術(shù)調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù),目前在用橋梁中有相當比例的支座存在不同程度的病害問題。調(diào)查顯示,約有20%的橋梁支座病害狀況較為嚴重,急需進行更換或調(diào)整處理,否則將直接影響橋梁整體結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。
成熟的更換技術(shù)經(jīng)過長期的工程實踐,已總結(jié)出一套安全可靠的橡膠支座更換技術(shù)流程。該技術(shù)從方案制定、施工過程控制到施工注意事項均有明確規(guī)范,核心目標是在確保施工安全與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下,恢復支座正常功能。
板式橡膠支座由多層橡膠與鋼板復合硫化而成,具備構(gòu)造簡單、安裝便捷、成本可控等優(yōu)點,適用于中小跨徑的結(jié)構(gòu)。該類型支座可均勻分散水平力,多用于固定與活動支座布置,需結(jié)合具體位移及轉(zhuǎn)角驗算確定。
未來應用趨勢聚焦三點:①大位移、高阻尼支座研發(fā)(適配超高層與大跨度建筑);②智能支座(植入傳感器實時監(jiān)測位移與應力);③綠色材料應用(再生橡膠、環(huán)保防腐涂料),推動橡膠支座向 “高可靠、長壽命、智能化” 方向發(fā)展。
層間隔震技術(shù)已成功應用于多層商場與高層住宅組合的建筑中,隔震層同時承擔轉(zhuǎn)換層與設(shè)備管道過渡層的功能,實現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全與使用功能的統(tǒng)一。
型號示例:以GPZ(II)系列為例,其型號編碼包含豐富信息。GPZ(II)50DX:表示該系列中設(shè)計承載力為50MN(約5000噸)的單向活動常溫型支座。GPZ(II)80GD:表示該系列中設(shè)計承載力為80MN(約8000噸)的固定常溫型支座。

聚四氟乙烯板式橡膠支座是由普通板式橡膠支座上粘接一層厚1.5MM-3MM的聚四氟乙烯板而成;除具有普通板式橡膠支座的豎向剛度與彈性變形,能承受垂直荷載及適應梁端轉(zhuǎn)動外,因四氟乙烯與梁底不銹鋼板間的低摩擦系數(shù)(μ≤0.06)可使建筑上部構(gòu)造的水平位移不受限制。
隔震支座主要有板式橡膠支座、盆式橡膠支座等多種類型,其核心材料——橡膠,在受到三向約束時力學性能顯著提高。試驗數(shù)據(jù)顯示,橡膠在三向約束下的抗壓彈性模量可達5×10? kg/cm2,相比無側(cè)限狀態(tài)提高近20倍,極大地增強了支座承載能力,解決了早期普通橡膠支座承載力不足的局限。
支座的正確安裝是保證其使用效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在施工過程中,需要嚴格控制以下技術(shù)參數(shù):水平精度傾斜度:≤1/500;隔震支座與設(shè)計標高高度差:±3mm;隔震支座位置精度:X-Y方向±5mm
隔震支座的核心設(shè)計特點是 “水平柔性、豎向承重”,其豎向剛度顯著低于混凝土構(gòu)件,具體對比需修正單位偏差并補充計算依據(jù):
實際震害調(diào)查充分證明了隔震技術(shù)的有效性。在橡膠墊隔震建筑中,大多數(shù)使用者僅感到輕微搖動,部分人員甚至完全沒有震感。相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,隔震建筑在地震中基本保持完好狀態(tài),無任何結(jié)構(gòu)性破壞,減震效果顯著。
大變形相關(guān)性能水平剛度先按表7中的要求,測定被試橡膠支座在設(shè)計壓應力作用下,剪切變形R=100%時的水平剛度,再做剪切變形R=250%試驗8次后,重新測定被試橡膠支座在設(shè)計軸向壓應力作用下,剪切變形R=100%時的水平剛度和等效黏滯阻尼比并計算相應比值等效粘滯阻尼比。
原理是通過粘彈性材料的往復剪切變形來耗散能量。圓形板式橡膠支座近行情橡膠支座的正確就位先使支座和支承墊石按設(shè)計要求準確就位。圓形球冠板式橡膠支座具有在平面上各向同性,并以其球冠調(diào)節(jié)受力狀況。圓形支座各向同性,安裝時無需考慮方向性,只需將支座圓心同設(shè)計位置中心點重合即可。圓形支座可以不考慮方向問題,只需支座圓心與設(shè)計位置中心相重合即可。圓型板式橡膠支座的安裝方法也與普通板式橡膠支座的安裝方法,大同小異。
外隔震橡膠技術(shù)的開發(fā)應用實例表明,該體系在保證安全的同時,也能在一定程度上平衡建筑結(jié)構(gòu)成本的增減,為相關(guān)工程設(shè)計提供了可靠依據(jù)。
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