1994 年洛杉磯 7 級(jí)地震中,該地區(qū) 40 座醫(yī)院因破壞嚴(yán)重?zé)o法使用,而采用隔震技術(shù)的南加州大學(xué)醫(yī)院完好無損,成為震后救災(zāi)中心,為緊急救援提供了關(guān)鍵保障。
目前,建筑隔震設(shè)計(jì)中較為普遍采用的方法是彈性反應(yīng)譜法,這種方法被大部分采用,但有不同的規(guī)范,主要有美國的、日本的和歐洲的規(guī)范,它們之間區(qū)別不大,主要在于計(jì)算公式的不同,這些計(jì)算公式是指隔震裝置等效剛度的計(jì)算和和等效阻尼的計(jì)算,與之相對(duì)比,那些復(fù)雜性強(qiáng)或較為不規(guī)則的建筑,較為常用的方法是時(shí)程方法。
橡膠支座更換通常需要頂梁,工程量較大,有時(shí)受施工空間、結(jié)構(gòu)等條件限制,很難實(shí)行。橡膠支座工程施工過程的監(jiān)理雖然對(duì)建筑屋面防水質(zhì)量的影響所占比重不大,但也是必不可少的。橡膠支座工作性能可靠,具有良好的彈性阻尼、可減少動(dòng)載對(duì)橋跨結(jié)構(gòu)及墩臺(tái)的沖擊作用,改善建筑受力性能。橡膠支座工作性能可靠,優(yōu)越的阻尼,可以減少動(dòng)荷載對(duì)建筑墩臺(tái)結(jié)構(gòu)和沖擊,提高建筑應(yīng)力函數(shù)。
盆式支座安裝前需額外做好準(zhǔn)備:支承墊石按支座底板地腳螺栓間距與底柱規(guī)格預(yù)留螺栓孔;墊石頂面標(biāo)高預(yù)留環(huán)氧砂漿墊層厚度;支座底板外墊石做坡面處理,防止積水。監(jiān)理工程師需重點(diǎn)檢查與四氟板接觸的不銹鋼表面,禁止出現(xiàn)損傷、拉毛(避免增大摩擦系數(shù)或損壞四氟板),并確保不銹鋼板及四氟板硅脂坑清潔,硅脂填充飽滿,保障支座自由滑移。
支座投入使用前,應(yīng)全面檢查支座是否按設(shè)計(jì)要求正確安裝、安裝方向是否符合規(guī)定、支座型號(hào)規(guī)格是否匹配、臨時(shí)固定措施是否完全解除等,并對(duì)安裝過程中的偏差數(shù)據(jù)進(jìn)行完整記錄,確保支座系統(tǒng)正常工作。
能量吸收能力:LRB500支座中的鉛芯能夠在地震時(shí)吸收和耗散大量的地震能量,從而減輕建筑物受到的地震沖擊。
活動(dòng)支座的摩阻系數(shù)經(jīng)注入專用硅脂潤滑后,常溫型活動(dòng)支座的設(shè)計(jì)摩阻系數(shù)最小取值可為0.03;耐寒型活動(dòng)支座的設(shè)計(jì)摩阻系數(shù)最小取值可為0.06。該系數(shù)對(duì)計(jì)算支座水平力及位移至關(guān)重要。
淮北鉛芯橡膠支座的規(guī)格分類與滯回特性規(guī)格型號(hào)劃分:鉛芯橡膠支座作為隔震橡膠支座的重要類型,其規(guī)格劃分主要依據(jù)直徑尺寸(不同工程場(chǎng)景選用直徑差異較大),結(jié)構(gòu)形式分為一體型與分體式兩類,適配不同工程安裝與承載需求。小應(yīng)變滯回特性:試驗(yàn)研究表明,鉛芯橡膠支座在大應(yīng)變與小應(yīng)變狀態(tài)下均存在小應(yīng)變滯回特性。其滯回曲線與加載時(shí)程密切相關(guān):在同一水平應(yīng)變下,水平剪切剛度隨加載次數(shù)增多逐漸減小,最終趨于穩(wěn)定;在不同應(yīng)變條件下,水平剪切剛度隨應(yīng)變?cè)龃蠖鴾p小。目前現(xiàn)有鉛芯橡膠支座恢復(fù)力模型中,尚未充分考慮加載時(shí)程基礎(chǔ)上的應(yīng)變滯回特性,該特性在高層或超高層隔震建筑設(shè)計(jì)中需重點(diǎn)關(guān)注。

當(dāng)?shù)卣鸹蚱渌獠苛κ┘釉诮ㄖ锷蠒r(shí),摩擦板會(huì)受到水平力的作用,產(chǎn)生一定的摩擦力。這種摩擦力可以通過重錘的運(yùn)動(dòng)來消耗,從而吸收地震能量,減小建筑物的振動(dòng)幅度和響應(yīng)。因此,淮北FPS建筑摩擦擺支座能夠有效地提高建筑物的抗震性能,保證結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。
隔震橡膠支座的抗震工程價(jià)值:采用隔震技術(shù)后,建筑上部結(jié)構(gòu)遭受的地震作用大幅降低,變形集中于隔震層,上部結(jié)構(gòu)層間變形與加速度顯著減小,地震時(shí)僅發(fā)生緩慢平動(dòng),不僅能有效保障人身與結(jié)構(gòu)安全,還能保護(hù)建筑裝修、家具及設(shè)備免受損壞。目前,利用橡膠支座進(jìn)行建筑物基礎(chǔ)隔震的技術(shù)已日趨成熟,實(shí)際應(yīng)用價(jià)值得到充分驗(yàn)證。
現(xiàn)代化解決方案:采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)橋梁進(jìn)行整體同步頂升來更換支座,已被證明是完美的解決方案。此項(xiàng)技術(shù)能夠精確控制頂升過程,確保結(jié)構(gòu)安全,其成功應(yīng)用(例如在啞巴河橋支座更換工程中的實(shí)踐)也為后續(xù)更換其他橋梁支座奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
建筑結(jié)構(gòu)中,簡(jiǎn)諧激勵(lì)力 FI (Jω) 依次通過梁、支座、墩柱等構(gòu)件傳遞,最終以 FO (Jω) 形式傳遞至基礎(chǔ),該傳遞過程可類比于電路中電流的流動(dòng);各構(gòu)件兩端的速度變化量類比于電路中的電壓;YA、Y…、YN 分別為梁體(質(zhì)量、剛度、阻尼)、各橡膠支座(剛度、阻尼)、各墩柱(質(zhì)量、剛度、阻尼)的導(dǎo)納,類比于電路中的電阻,為支座力學(xué)性能分析提供了直觀的類比模型。
關(guān)于水平減震系數(shù)的認(rèn)知誤區(qū)修正:水平減震系數(shù)僅與 “降度設(shè)計(jì)(如設(shè)防烈度降低 1 度)、抗震等級(jí)” 相關(guān),與隔震支座的變異系數(shù)無關(guān);支座變異系數(shù)僅在計(jì)算 “地震影響系數(shù)最大值” 時(shí)起作用,規(guī)范明確二者無關(guān)聯(lián),設(shè)計(jì)時(shí)需避免參數(shù)混淆。
橡膠支座成分檢測(cè)流程:通過專業(yè)檢測(cè)明確原材料組成,輔助成本優(yōu)化與質(zhì)量控制,流程分為五步:樣品評(píng)測(cè):確認(rèn)樣品類型(板式 / 盆式)、檢測(cè)需求(成分 / 性能),制定檢測(cè)方案;樣品預(yù)處理:對(duì)橡膠層、鋼板進(jìn)行分離,橡膠樣品需切割成標(biāo)準(zhǔn)試塊(10mm×10mm×2mm);
鉛芯橡膠支座(LRB):某廠家 600mm 直徑 LRB 支座,豎向剛度實(shí)際應(yīng)為2667kN/m,該參數(shù)基于橡膠層厚度 200mm、天然橡膠彈性模量 0.8MPa 計(jì)算得出,滿足豎向承載需求的同時(shí),預(yù)留水平剪切變形空間。
橡膠支座技術(shù)自二十世紀(jì)以來持續(xù)演進(jìn),從簡(jiǎn)單承重到智能隔震,其形式多樣、構(gòu)造各異。隨著材料科學(xué)與工程實(shí)踐的結(jié)合,支座設(shè)計(jì)正朝著更高性能、更長壽命與更優(yōu)經(jīng)濟(jì)性的方向發(fā)展。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪x型、規(guī)范的安裝與定期維護(hù),是確保支座效能、保障工程結(jié)構(gòu)安全運(yùn)營的基石。

劣化評(píng)定標(biāo)準(zhǔn):依據(jù)行業(yè)通行的劣化評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),建筑支座的劣化程度通常被劃分為數(shù)個(gè)明確的等級(jí),以便于日常檢查、維護(hù)與管理決策。
適配性廣泛:可應(yīng)用于橋梁、醫(yī)院、住宅等各類建筑與市政工程,尤其適用于地震高發(fā)區(qū)域的關(guān)鍵建筑(如美國加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校曾用地震模擬器測(cè)試 5 層 24 米高的模擬醫(yī)院,驗(yàn)證了隔震支座對(duì)建筑的有效保護(hù)作用)。
隨著建筑減震、隔震技術(shù)在全國范圍的大力推廣,云南機(jī)械科技有限公司于2015年開始進(jìn)軍減震、隔震行業(yè),經(jīng)過3年的努力,我公司已成功研發(fā)出性能可靠、質(zhì)量上乘的隔震支座,并在武漢華中科技大學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室一次性通過橡膠隔震支座檢測(cè)認(rèn)證,受到廣大業(yè)內(nèi)專家的一致好評(píng),且我公司產(chǎn)品已于2018年5月8日在云南省住房城鄉(xiāng)建設(shè)廳官方網(wǎng)站進(jìn)行了公示(第三批)。
四氟滑板式橡膠支座:通過四氟乙烯板與不銹鋼板相對(duì)滑動(dòng)適應(yīng)梁體位移,位移量較大,常用于溫度變形顯著的橋梁。 此外,隔震支座采用薄橡膠與鋼板交替疊合的整體硫化結(jié)構(gòu),可降低地震反應(yīng)70%~90%,顯著提升結(jié)構(gòu)抗震性能。
連續(xù)梁橋等在實(shí)行體系轉(zhuǎn)換切割臨時(shí)錨固裝置時(shí),必須采取隔熱措施,以免損壞橡膠板和聚四氟乙烯板。連續(xù)梁橋每聯(lián)(由兩伸縮縫之間的若干跨組成)只設(shè)一個(gè)固定支座。梁、板的起拱要求及拆模條件;梁板安放時(shí),必須仔細(xì),使梁板就位準(zhǔn)確與支座密貼,就位不準(zhǔn)時(shí),必須吊起重放,不得用撬棍移動(dòng)梁板。梁板落梁時(shí)應(yīng)位置準(zhǔn)確,且與支座密貼。梁的頂升和落梁應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。宜臨時(shí)封閉交通。梁底鋼板和不銹鋼板可配套供應(yīng)。梁底鋼板與支承墊石(或鋼板)頂面盡可能保持平行和平整。梁底混凝土大多在30MPA以上,也有一部分支座可以忍受超過50MPA壓力。梁底支持嵌入鋼板只是想害怕壓力,梁底混凝土破碎。梁頂面標(biāo)高以下的箍筋和拉鉤全部綁扎到位,以上的箍筋和拉鉤待梁筋綁完后再施工。梁端反力通過球面表面橡膠逐漸擴(kuò)散傳至下面幾層鋼板和橡膠層。梁附屬裝置研發(fā)生產(chǎn)企業(yè),其產(chǎn)品廣泛運(yùn)用于外建筑建設(shè)。梁落梁的梁橋,縱向軸與支座中心線;板梁,箱形梁縱向軸與支座中心線平行的。
型號(hào)示例:以GPZ(II)系列為例,其型號(hào)編碼包含豐富信息。GPZ(II)50DX:表示該系列中設(shè)計(jì)承載力為50MN(約5000噸)的單向活動(dòng)常溫型支座。GPZ(II)80GD:表示該系列中設(shè)計(jì)承載力為80MN(約8000噸)的固定常溫型支座。
后安裝下預(yù)埋板,然后綁扎進(jìn)行橡膠隔震墊的安裝施工。具體工藝為:后澆帶或后澆塊的施工要求(包括補(bǔ)澆時(shí)間要求);后來幾個(gè)交叉依照橫梁參考。滑動(dòng)型支座設(shè)置時(shí)應(yīng)注意其滑動(dòng)方向與建筑的主位移方向一致。緩緩落梁,擰入上錨固螺栓,移除千斤頂,抽換完成。回填標(biāo)高以控制瀝青不會(huì)污染預(yù)埋鋼筋為宜,目的在于防止攤鋪備壓壞預(yù)埋鋼筋,便于路面連續(xù)攤鋪。繪出定位軸線及梁、柱、承重墻、抗震構(gòu)造柱位置及必要的定位尺寸,并注明其編號(hào)和樓面結(jié)構(gòu)標(biāo)高;繪制施工記錄表及豎向變形觀測(cè)表等;混凝土構(gòu)件的環(huán)境類別;混凝土及帽梁有無凍脹、風(fēng)化、開裂、剝落、露筋等。混凝土鉸曾在建筑中有所應(yīng)用,支承反力可達(dá)10000KN。混凝土鉸是簡(jiǎn)單、廉價(jià)的中心可轉(zhuǎn)動(dòng)的支座。混凝土鉸有各種類型,建筑上常用弗萊西奈鉸。混凝土結(jié)構(gòu)采用平面整體表示方法時(shí),應(yīng)注明所采用的標(biāo)準(zhǔn)圖名稱及編號(hào)或提供標(biāo)準(zhǔn)圖。混凝土梁的裂縫,不論是鋼筋混凝土還是預(yù)應(yīng)力混凝土都是普遍存在的。混凝土設(shè)置澆灌混凝土用之模板在下預(yù)埋板的周邊設(shè)置模板。活動(dòng)支座采用聚四乙烯加硅脂與精軋不銹鋼板對(duì)滑,可減少結(jié)構(gòu)尺寸。活動(dòng)支座除了能沉著地遷移轉(zhuǎn)變外,還應(yīng)應(yīng)允在活載及溫度變卦時(shí),梁端可縱向水準(zhǔn)挪動(dòng)。
固定型支座能夠同時(shí)傳遞豎向力和水平力,允許上部結(jié)構(gòu)在支座處自由轉(zhuǎn)動(dòng)但限制水平移動(dòng);活動(dòng)型支座則主要傳遞豎向力,上部結(jié)構(gòu)在支座處既能自由轉(zhuǎn)動(dòng)又能水平移動(dòng),這種差異化設(shè)計(jì)滿足了不同結(jié)構(gòu)形式的受力需求。

相鄰節(jié)點(diǎn)構(gòu)造:當(dāng)門廳入口、室外踏步、室內(nèi)樓梯節(jié)點(diǎn)、地下室坡道、車道入口、樓梯扶手等構(gòu)件或部位與隔震層相鄰時(shí),其設(shè)計(jì)和施工必須嚴(yán)格按照專門的隔震構(gòu)造詳圖進(jìn)行,確保地震下各部分能協(xié)調(diào)變形。
同時(shí)繪出拉伸荷載與拉伸位移曲線,根據(jù)曲線的變變化趨勢(shì)確定破壞時(shí)的拉應(yīng)對(duì)被試橡膠支座在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)壓應(yīng)力作用下,分別進(jìn)行剪應(yīng)變R=50%,F(xiàn)=0.3HZ;R=100%,F(xiàn)=0.2HZ;R=250%,F(xiàn)=0.1HZ的動(dòng)力加載試驗(yàn),水平加載波形為正弦波,大直徑試件的加載頻率可適當(dāng)降低。
隔震橡膠支座:通過分層橡膠與鋼板粘合形成的疊層結(jié)構(gòu),延長結(jié)構(gòu)自振周期并消耗地震能量。實(shí)踐證實(shí)(如1994年洛杉磯地震、1995年日本阪神地震),采用此類支座的建筑(如USC大學(xué)醫(yī)院)在地震中保持功能完好,內(nèi)部設(shè)備僅受表面損傷。
四氟滑板式橡膠支座適用場(chǎng)景:主要作為活動(dòng)支座使用,尤其適用于跨度大于30米的大跨度簡(jiǎn)支梁橋、連續(xù)板橋以及多跨連續(xù)梁橋等需要較大位移補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)。
非結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身的抗震設(shè)計(jì),由相關(guān)專業(yè)人員分別負(fù)責(zé)進(jìn)行。廢棄物應(yīng)統(tǒng)一管理銷毀,不得亂扔,亂放。分類:建筑支座按其變位的可能性分為固定支座和活動(dòng)支座。風(fēng)洞試驗(yàn)報(bào)告(必要時(shí)提供);風(fēng)荷載(包括地面粗糙度、體型系數(shù)、風(fēng)振系數(shù)等);否則在施工完成后,是很起到很好的止水效果的。負(fù)溫對(duì)橡晈支座抗壓和剪切模量的影響系數(shù)按表3-17取值。復(fù)測(cè)支座墊石平面標(biāo)高,使梁端兩個(gè)支座處在同一平面內(nèi)。復(fù)核原支座型號(hào)與設(shè)計(jì)院提供的型號(hào)是否一致,并根據(jù)支座的設(shè)計(jì)承載力確定頂升重量及千斤頂?shù)男吞?hào)和數(shù)量。該產(chǎn)品除具有球冠支座的功能外,還特別適用大位移量的建筑。該技術(shù)既適用新建筑也適用舊建筑結(jié)構(gòu)的抗震改良,既適用一般結(jié)構(gòu)也適用于特殊復(fù)雜結(jié)構(gòu)。該連接板在梁體安裝完成后予以拆除,以防約束梁體的正常轉(zhuǎn)動(dòng)。該樓92年3月動(dòng)工,93年9月完工。該品種是在圓板橡膠支座的基礎(chǔ)上改制成一種楔狀坡形支座。
梁的震害通常與支座性能密切相關(guān),主要表現(xiàn)為橋臺(tái)震害、橋墩震害、支座震害等引起的安全隱患,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致主梁墜落,這是工程中需要極力避免的嚴(yán)重震害現(xiàn)象。
隔震系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期與豎向隔震設(shè)計(jì)要求:隔震系統(tǒng)周期需符合設(shè)計(jì)規(guī)范,例如某隔震建筑針對(duì) 1080KN?M 屈服后剛度及 14200KN 重力荷載,理論周期應(yīng)為 27S,但 1999 年 AASHTO 規(guī)范為限制隔震系統(tǒng)過大位移,將該周期上限設(shè)定為 6S,工程設(shè)計(jì)需嚴(yán)格遵循規(guī)范要求。
橡膠支座安裝技術(shù):要求支座安裝前需核對(duì)型號(hào)、方向,確保無漏放、錯(cuò)放情況;安裝過程中嚴(yán)禁使用潤滑油代替硅脂油,四氟滑板支座需按要求注入硅脂油;支座安裝完成后,需拆除臨時(shí)固定設(shè)施,全面檢查安裝偏差及異常情況;記錄安裝過程中的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)與偏差數(shù)據(jù),確保支座正常工作。
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