比較該支座老化前后的剛度和阻尼性能,并與未老化同型〔批)的橡膠支座進(jìn)行水平極限變形能力變形能力的比較水平剛度等效粘滯阻尼比水平極限變形能力使被試橡膠支座在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)壓應(yīng)力作用下,置于100℃的恒溫箱內(nèi)185H(或相當(dāng)于20℃X60年的等效溫度和等!效時(shí)間)后,取出測(cè)其徐變量.板式橡膠支座的疲勞性能豎向剛度先測(cè)被試橡膠支座的豎向剛度、水平剛度、等效黏滯阻尼比;被試橡膠支座在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)壓應(yīng)力作用下,按剪應(yīng)變R=50%;頻率F=0.2HZ施加水平荷載150次,并仔細(xì)觀察試驗(yàn)過(guò)程中試件應(yīng)無(wú)龜裂或出現(xiàn)其他異常現(xiàn)象。
支座的內(nèi)在質(zhì)量是保證其性能的根本,主要控制點(diǎn)包括:
過(guò)程控制:整個(gè)更換過(guò)程需嚴(yán)格按照既定方案執(zhí)行,注重每一個(gè)施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制,以保障建筑支座作用的正常、長(zhǎng)效發(fā)揮。
四氟板式橡膠支座(又稱四氟滑板式支座,GJZFG/YZF4系列)是在板式橡膠支座表面粘復(fù)一層1.5mm-3mm厚的聚四氟乙烯板。該設(shè)計(jì)使梁底不銹鋼板之間的摩擦系數(shù)顯著降低,能夠讓建筑上部構(gòu)造的水平位移不受支座本身剪切變形量的限制,滿足大位移量的工程需求。
支座使用壽命遠(yuǎn)短于建筑主體結(jié)構(gòu),建橋初期需嚴(yán)格把控支座產(chǎn)品質(zhì)量,遵循施工規(guī)范施工,減少后期支座更換需求,延長(zhǎng)建筑整體使用壽命。
近日有與同行探討某隔震方案,說(shuō)起一個(gè)新的問(wèn)題,《建筑工程建筑面積計(jì)算規(guī)范》(GB/T50353-201規(guī)定:結(jié)構(gòu)層高在20M及以上者計(jì)算全面積,結(jié)構(gòu)層高不足20M的計(jì)算1/2面積。本條規(guī)定主要是針對(duì)坡地建筑,但有些地方的建設(shè)主管部門理解較為生硬,要求對(duì)獨(dú)立的、除檢修以外并無(wú)使用功能的隔震層也套用本條文,導(dǎo)致如果采用隔震技術(shù)建筑面積會(huì)增加的情況出現(xiàn),使項(xiàng)目遭遇困境,這本是不該發(fā)生的故事。
在墩臺(tái)上對(duì)于簡(jiǎn)支梁而言一端設(shè)固定支座,另一端設(shè)活動(dòng)支座,固定支座與活動(dòng)支座的布置,遵守以下原則確定:對(duì)橋跨結(jié)構(gòu)而言,好建筑的下弦在制動(dòng)力的作用下受壓,能抵消—部分豎向荷載在下弦產(chǎn)生的拉力;對(duì)橋墩而言,好使制動(dòng)力的作用方向指向橋墩中心,墩頂圬工在制動(dòng)力的作用下受壓而不是受拉;對(duì)于橋臺(tái)而言,好的制動(dòng)力方向指向河岸,使橋臺(tái)頂部圬工受壓,并能平衡一部分臺(tái)后填土壓力。
應(yīng)用范圍:主要用作大跨度(>30米)簡(jiǎn)支梁、連續(xù)板橋、多跨連續(xù)梁橋等活動(dòng)支座,特別適用于水平位移量較大的工況。

鉛芯橡膠支座(LRB)在天然橡膠支座的基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新,在橡膠層中巧妙插入鉛芯。鉛芯的加入猶如為支座注入了強(qiáng)大的 “能量吸收器”,使支座的阻尼比大幅提升至 15% - 20%。這種增強(qiáng)的阻尼性能,使得鉛芯橡膠支座不僅能夠像天然橡膠支座一樣承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載、延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)周期,還能在地震發(fā)生時(shí),通過(guò)鉛芯的剪切屈服和耗能作用,有效地吸收和耗散地震能量。同時(shí),它具備一定的初始水平剛度,能夠抵御日常荷載和制動(dòng)荷載的作用,在地震后還能憑借其良好的復(fù)位功能,使建筑結(jié)構(gòu)迅速恢復(fù)到初始位置。鑒于其出色的抗震性能,鉛芯橡膠支座廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、學(xué)校、政府辦公樓等對(duì)安全性要求極高的重要建筑,為這些關(guān)鍵設(shè)施在地震中的安全提供了堅(jiān)實(shí)保障。
一、鉛芯抗震橡膠支座的性能特點(diǎn)鉛芯抗震橡膠支座采用抗震技術(shù)可以有效的減小上部結(jié)構(gòu)水平地震作用效應(yīng),所以任何抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度的建筑,都可以采用抗震技術(shù),但對(duì)抗震重要性分類為甲類、乙類的建筑或地震高烈度區(qū)的建筑,可優(yōu)先選用抗震方案,以減輕結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震損壞,提高建筑物及內(nèi)部設(shè)施和人員在地震中的安全性。
盆式橡膠支座安裝:標(biāo)準(zhǔn)跨徑≥20m 的板梁工程優(yōu)先采用盆式橡膠支座,其由上支座板(含頂板、不銹鋼滑板)、聚四氟乙烯滑板、中間鋼板、密封圈、橡膠板底盆組成,分雙向、縱向、固定三類,安裝注意事項(xiàng)與板式橡膠支座相近。
如果特殊規(guī)格可由用戶提出協(xié)商生產(chǎn)梁底鋼板和不銹鋼板可配套供應(yīng)。如果想讓建筑支座能夠有效正常使用,就應(yīng)該定期檢查,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題趕緊解決問(wèn)題。如果支承墊石標(biāo)高差超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求,必須使用標(biāo)高調(diào)整水泥砂漿。如果支承墊石標(biāo)高差距過(guò)大,可以用水泥砂漿進(jìn)行調(diào)整。如果中墩相對(duì)較為剛勁,則采用定向或固定橡膠支座較為適宜。如何進(jìn)行布置隔震層。在選用隔震產(chǎn)品時(shí)。應(yīng)著重注意豎向地震作用載荷、水平剛度及水平位移的選用。如何確定使用隔震支座:如何確定需要頂升的梁體總重量,分析每個(gè)支點(diǎn)處的受力情況。如減(隔)震橡膠支座的技術(shù)要求、設(shè)計(jì)原則、制作的容許誤差、商標(biāo)以及試驗(yàn)方法等方而均作了相關(guān)規(guī)定。如結(jié)構(gòu)的初始裂縫,在后期荷載作用時(shí),有可能在壓應(yīng)力作用下閉合,裂縫仍然存在,也是穩(wěn)定的。如木板板縫之間預(yù)先施加的壓應(yīng)力超過(guò)水壓引起的拉應(yīng)力,木盆、木桶就不會(huì)開裂和漏水。如盆式橡膠橡膠支座或球面橡膠支座。如是要沒(méi)有這種隔力裝置,無(wú)疑,建筑很快就會(huì)塌陷。
實(shí)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(dòng),部分人員甚至完全沒(méi)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(wú)任何結(jié)構(gòu)性破壞,減震效果顯著。
對(duì)于活動(dòng)支座,當(dāng)受支座安裝溫度的限制,預(yù)置位移量必須進(jìn)行調(diào)整時(shí),應(yīng)在專業(yè)工程師的指導(dǎo)下進(jìn)行支座位移的預(yù)調(diào)工作,確保支座在不同溫度條件下的正常工作狀態(tài)。
降低地震波向上部結(jié)構(gòu)的傳遞效率,使建筑主體承受的地震力大幅減小,避免結(jié)構(gòu)損壞。
目前,建筑隔震房屋的設(shè)計(jì)需嚴(yán)格遵守《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的專門規(guī)定。設(shè)計(jì)人員應(yīng)密切關(guān)注規(guī)范更新,確保設(shè)計(jì)合規(guī)合法。

隔震橡膠支座安裝精度要求:支座的滾動(dòng)和滑動(dòng)平面需保持水平,其與理論平面的傾斜度不得大于 2‰。
加載頻率相關(guān)性能水平剛度按表7中的要求,測(cè)定被試橡膠支座在設(shè)計(jì)壓應(yīng)力作用下,剪切變形R=100^時(shí),加載頻率/分別為0.02,0.05,0.1,0.2時(shí)的水平剛度和等效黏滯阻尼比,并計(jì)算與F=0.21HZ時(shí)的相應(yīng)比值等效粘滯阻尼比4溫度相關(guān)性能水平剛度按表7中的要求,測(cè)定被試橡膠支座在設(shè)計(jì)壓應(yīng)力作用下,剪切變形R=100%,溫度T分別為﹣10℃,0℃,20℃,40℃時(shí)的水平剛度和等效黏滯阻尼比,并計(jì)算與T=20℃時(shí)的相應(yīng)比值等效粘滯阻尼比對(duì)用于高寒地區(qū)的建筑橡膠支座,可根據(jù)需要補(bǔ)充進(jìn)行低溫試驗(yàn)。
下部結(jié)構(gòu)的偏心:由于下部結(jié)構(gòu)的質(zhì)心剛心可能存在偏心,導(dǎo)致隔震層和上部結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng),主要的是下部結(jié)構(gòu)的平面形狀跟上部結(jié)構(gòu)的形狀存在很大的差異,比如裙房頂隔震時(shí),裙房的平面形狀跟上部存在很大差別,導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)心、剛心跟下部結(jié)構(gòu)的質(zhì)心剛心相差較遠(yuǎn)。但是由于,隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要求下部結(jié)構(gòu)的剛度較大,一般情況下,下部結(jié)構(gòu)的偏心對(duì)隔震層的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)影響較小。
某醫(yī)院建筑便是一個(gè)典型案例,該醫(yī)院在建設(shè)時(shí)應(yīng)用了橡膠隔震支座。在強(qiáng)震發(fā)生時(shí),它僅產(chǎn)生了輕微的晃動(dòng),內(nèi)部的醫(yī)療設(shè)備依然保持完好,醫(yī)療工作得以正常開展,為救援傷病員提供了有力保障。而相鄰的未采用隔震技術(shù)的建筑卻遭遇了截然不同的命運(yùn),墻體出現(xiàn)了嚴(yán)重的開裂,結(jié)構(gòu)發(fā)生移位,部分建筑甚至面臨坍塌的危險(xiǎn),無(wú)法再正常使用。
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),以確保建筑在各類荷載與變形條件下均能保持良好的工作狀態(tài)。
摩擦擺支座是一種利用單擺原理來(lái)延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)自振周期,通過(guò)球面接觸摩擦滑動(dòng)來(lái)消耗能量的減隔震裝置。它位于上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)之間,采用“軟連接”的方式,旨在減小傳遞到結(jié)構(gòu)中的側(cè)向力和水平振動(dòng),從而使結(jié)構(gòu)在地震下免受破壞。這種支座的設(shè)計(jì)原理基于摩擦擺的概念,通過(guò)其特殊的結(jié)構(gòu)和材料,能夠在地震發(fā)生時(shí)有效地吸收和消耗地震波帶來(lái)的能量,從而保護(hù)建筑物的結(jié)構(gòu)安全。
在橡膠支座的設(shè)計(jì)計(jì)算中,需結(jié)合支座的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行專項(xiàng)分析。板式橡膠支座的設(shè)計(jì)通常包含承壓面積核算、支座厚度確定、豎向平均壓縮變形量評(píng)估、內(nèi)部加勁鋼板強(qiáng)度設(shè)計(jì)及抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算等內(nèi)容。
四氟滑板式橡膠支座:通過(guò)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。

裂縫與龜裂現(xiàn)象:板式橡膠支座經(jīng)長(zhǎng)期使用后,表面常出現(xiàn)龜裂裂紋。通常情況下,這類裂紋寬度與深度有限,屬于正常老化現(xiàn)象。然而,當(dāng)支座內(nèi)部結(jié)構(gòu)層厚度不均或粘結(jié)強(qiáng)度不足時(shí),會(huì)導(dǎo)致局部應(yīng)力集中,進(jìn)而引發(fā)異常的粘結(jié)破壞與變形,嚴(yán)重影響支座承載力。
公路建筑矩形普通氯丁橡膠支座:短邊尺寸為:2600MM,長(zhǎng)邊為400MM,厚度48MM,表示為:GJZ26040047(CR)板式支座按膠種適用溫度分類如下:A、氯丁橡膠:適用溫度+60℃∽-25℃天然橡膠:適用溫度+60℃∽-40℃三元乙丙橡膠:適用溫度+60℃∽-45℃公路建筑矩形普通氯丁橡膠支座,短邊尺寸為550MM,長(zhǎng)邊尺寸為400MM,厚度為50MM,表示為GJZ550×400×50(CR)。
球冠圓形板式橡膠支座的特點(diǎn)球冠橡膠支座的頂部為球冠狀,底部一般采用有半圓形圓環(huán)或者四氟板(F,所以它能具有很好的各向同性的特性,因此在工作時(shí)能夠既有效地適應(yīng)建筑支點(diǎn)的轉(zhuǎn)角位移需要,又能保證上部結(jié)構(gòu)的荷載能有效地傳遞給下部結(jié)構(gòu),又可避免板式支座的邊緣固偏心受力大容易破壞和脫空現(xiàn)象的發(fā)生。
頂部鋼板質(zhì)量缺陷:支座頂部鋼板若厚度不足或銹蝕嚴(yán)重,會(huì)隨使用時(shí)間增長(zhǎng)加劇銹蝕程度,導(dǎo)致支座受力不均甚至喪失承載能力,嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全。
建筑物應(yīng)用橡膠隔震支座,就像是汽車裝上避震器。將不銹鋼板卡進(jìn)去,使其與上鋼板聯(lián)成一整體,落梁之前在上鋼板的上平面涂一層較厚的環(huán)氧樹脂與梁底間粘結(jié)。將槽內(nèi)的錨固筋理順、理直,清除干凈原有建筑伸縮縫裝置后,對(duì)原有的錨固筋進(jìn)行調(diào)整。將此支承鋼板視作現(xiàn)澆梁模板的一部分進(jìn)行澆注。將地腳螺栓穿入底板(頂板)地腳螺栓孔并旋入底柱內(nèi),底板和底柱之間墊以直徑略大于底柱直徑的橡膠墊圈。將地腳螺栓穿入底板(頂板)地腳螺栓孔并旋入底柱內(nèi),底板和底柱之間墊以直徑略大于底柱直徑的橡膠墊圈。將建筑物與基礎(chǔ)隔離來(lái)減少地震災(zāi)害的方法在日本叫以追溯到1920年山下興家提案的結(jié)構(gòu)形式。
橡膠支座的主要力學(xué)性能指標(biāo)是評(píng)估其工程適用性的核心依據(jù),主要包括:抗壓彈性模量:反映支座在壓力作用下的變形特性;抗剪彈性模量:表征支座的剪切變形性能;水平抗剪傾角:體現(xiàn)支座的抗傾覆能力;極限抗壓強(qiáng)度:確定支座的最大承載能力;豎向極限拉應(yīng)力:通過(guò)拉伸試驗(yàn)確定支座的抗拉性能。
隔震技術(shù)(Base Isolation)通過(guò)在建筑基底或?qū)娱g設(shè)置柔性隔震裝置(如橡膠支座),形成一個(gè)水平剛度較低的“柔性結(jié)構(gòu)”體系,從而有效減少地震作用對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響。鉛芯橡膠隔震支座通過(guò)內(nèi)置鉛芯提高了支座的阻尼性能和初始剛度,兼具隔震與抗風(fēng)振能力。
對(duì)于大噸位支座,由于受材料設(shè)計(jì)容許應(yīng)力的限制,其尺寸較大,不適宜運(yùn)營(yíng)期更換,因此在設(shè)計(jì)階段必須充分考慮結(jié)構(gòu)耐久性。特別是在高速鐵路等對(duì)工后沉降控制嚴(yán)格的工程中,還需采用可調(diào)高支座進(jìn)行調(diào)整。
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