隔震技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)原則:采用隔震設(shè)計(jì)的建筑,其最終實(shí)現(xiàn)的抗震性能不應(yīng)低于按傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)方法所能達(dá)到的性能水平。
多個(gè)實(shí)際地震案例充分證明了橡膠支座的抗震有效性:實(shí)例一:在某7級(jí)地震中,采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的多數(shù)醫(yī)院建筑遭到嚴(yán)重破壞而無法正常使用,而采用隔震技術(shù)的醫(yī)院建筑在地震中保持完好,成為重要的救災(zāi)中心,為震后救援工作提供了關(guān)鍵支撐。實(shí)例二:在某9.0級(jí)特大地震中,位于震中區(qū)域的隔震建筑均保持結(jié)構(gòu)完好,室內(nèi)設(shè)施和設(shè)備甚至沒有出現(xiàn)明顯移位,其中還包括超過100米的高層隔震建筑,充分驗(yàn)證了隔震技術(shù)的可靠性。
在求得支座上所承受的豎向力和水平力、位移和轉(zhuǎn)角后,選定支座各部位尺寸并進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性等理論計(jì)算。在柔性墩結(jié)構(gòu)中,相應(yīng)的橡膠支座按水平荷載的分配來選擇。在上述的板式橡膠支座表面粘覆一層厚2MM-3MM的聚四氟乙烯板.就制作成聚四氟乙烯滑板式橡膠支座。在上支座板上設(shè)置導(dǎo)向槽或?qū)颦h(huán)來約束支座的單向或多向位移,可以制成球形單向活動(dòng)支座和固定支座。在設(shè)計(jì)中應(yīng)遵守以下原則:1.板式橡晈支座的容許壓應(yīng)力力8MPA,小壓應(yīng)力為2MPA。在設(shè)置的時(shí)候也一定要請(qǐng)專業(yè)的工作人員來設(shè)置、安裝。在伸縮裝置的鋼質(zhì)邊梁外側(cè)的錨固件,與梁端預(yù)埋鋼筋相焊接,澆筑高強(qiáng)度混凝土過渡段后,同梁體連結(jié)。
基礎(chǔ)參數(shù)(補(bǔ)充完善):荷載等級(jí):100kN-10000kN,覆蓋中小跨徑(≤30m)至大跨度(≤50m)結(jié)構(gòu);滑板規(guī)格:聚四氟乙烯板厚度 1.5mm-3mm(常用 2mm),表面粗糙度≤0.8μm,配套梁底不銹鋼板(厚度 2mm-3mm,鏡面拋光,Ra≤0.2μm);形狀系數(shù):第一形狀系數(shù) S?≥15,第二形狀系數(shù) S?≥5,確保豎向剛度與水平變形平衡。
建筑隔震支座每 5 年進(jìn)行一次動(dòng)力特性測(cè)試,阻尼比是反映隔震支座耗能能力的重要參數(shù),當(dāng)阻尼比下降>20% 時(shí),說明隔震支座的耗能能力大幅降低,無法在地震發(fā)生時(shí)有效地吸收和耗散地震能量,此時(shí)需要及時(shí)更換支座,以保證建筑在地震中的安全 。
隔震層設(shè)計(jì):采用隔震橡膠支座(包括鉛芯橡膠支座)的建筑,其穿過隔震層的所有豎向通道(如樓梯、電梯、管道井)均應(yīng)在隔震層處設(shè)置貫通的水平縫隙,縫隙高度應(yīng)不小于20mm,并使用可靠的柔性材料填充,以保證隔震層在地震時(shí)能夠自由變形。
在建筑構(gòu)造中,支座是建筑上、下部構(gòu)造的銜接點(diǎn),其效果是將上部構(gòu)造的荷載順適、平安地傳遞到建筑墩臺(tái)上,還包管上部構(gòu)造在荷載、溫度轉(zhuǎn)變、混凝土縮短徐變等要素效果下自在變形,以便使構(gòu)造的實(shí)踐受力狀況契合核算式,并維護(hù)梁端、墩臺(tái)帽不受毀傷-.然則近年來作為建筑主要構(gòu)成局部的建筑支座經(jīng)常呈現(xiàn)開裂、剪切過大等問題,支座的減震、滑移等效果嚴(yán)峻衰減,然后影響建筑的運(yùn)用壽命。
球型支座:其轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)制通過一個(gè)平面與球冠形的鋼襯板對(duì)磨實(shí)現(xiàn),與盆式支座功能相似,但通常具有更靈活的轉(zhuǎn)動(dòng)性能。

此外,球型支座作為近年發(fā)展起來的先進(jìn)類型,其轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)計(jì)能力可達(dá)0.01–0.02弧度,特殊設(shè)計(jì)甚至達(dá)到0.05弧度,適用于彎橋、寬橋等復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式。
板式橡膠支座及四氟滑板橡膠支座應(yīng)檢查如內(nèi)容:①支座是否出現(xiàn)滑移及脫空現(xiàn)象;支座的剪切位移是否過大(剪切角應(yīng)不大于35°);支座是否產(chǎn)生過大的壓縮變形;支座橡膠保護(hù)層是否出現(xiàn)開裂、變硬等老化現(xiàn)象,并記錄裂縫位置、開裂寬度及長(zhǎng)度;支座各層加勁鋼板之間的橡膠板外凸是否均勻和正常;對(duì)四氟滑板橡膠支座,應(yīng)檢查支座上面一層聚四氟乙烯滑板是否完好,有無剝離現(xiàn)象,支座是否滑出了支座頂面的不銹鋼板。
若存在支座型號(hào)選擇不合理或支座本身質(zhì)量隱患,需重新進(jìn)行支座實(shí)體檢測(cè),根據(jù)檢測(cè)結(jié)果更換或調(diào)整支座。
四氟板式橡膠支座:在板式支座基礎(chǔ)上,利用四氟乙烯與梁底不銹鋼板間的低摩擦系數(shù)(μ≤0.08),實(shí)現(xiàn)上部構(gòu)造水平位移不受限制的功能。
隔震支座的定義:隔震支座是一種特殊的建筑結(jié)構(gòu)組件,設(shè)計(jì)用于在地震發(fā)生時(shí)隔離上部建筑結(jié)構(gòu)與地面的直接連接,通過其自身的變形和耗能特性,吸收和分散地震能量,從而減少地震對(duì)建筑的影響。
落梁控制:再次落梁時(shí),需確保在重力作用下支座上下表面相互平行,且與梁底、墩臺(tái)頂面全部密貼;兩端支座需處于同一平面,控制梁的縱向傾斜度,避免支座產(chǎn)生初始剪切變形。
大噸位支座考量:因受材料容許應(yīng)力限制,大噸位支座(荷載≥5000kN)尺寸較大(直徑≥800mm),運(yùn)營(yíng)期更換難度高,設(shè)計(jì)時(shí)需:選用耐老化橡膠(如三元乙丙膠);鋼板采用熱鍍鋅 + 防腐涂層處理,延長(zhǎng)使用壽命;選型計(jì)算注意事項(xiàng):板式支座需明確長(zhǎng)寬高(矩形)或直徑 + 高度(圓形),計(jì)算時(shí)確保單位統(tǒng)一(如 mm 換算為 m);盆式支座需先確定位移類型(固定 / 單向活動(dòng) / 雙向活動(dòng)),計(jì)算荷載時(shí)需包含地腳螺栓自重(通常按 M24 螺栓約 1.5kg / 根計(jì)),避免荷載遺漏。
在使用極限狀態(tài)之下,聚氨脂圓盤應(yīng)按下列要求設(shè)計(jì):由總荷載引起的瞬時(shí)變形不得超過圓盤不受力時(shí)厚度的10%,由徐變引起的附加變形不超過圓盤不受力時(shí)厚度的8緯;支座部件在任何部位都不相互脫離;圓盤的平均應(yīng)力不超過35MPA,如果圓盤的外表面不是垂直的,應(yīng)力應(yīng)按圓盤的小平面面積來計(jì)算。

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。
通過對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)130個(gè)項(xiàng)目、335萬平米減隔震建筑工程進(jìn)行調(diào)查,在建筑抗震性能大幅提高的前提下,九度抗震設(shè)防區(qū)采用減隔震技術(shù),結(jié)構(gòu)造價(jià)明顯降低5%左右;八度設(shè)防區(qū)工程造價(jià)略降低或持平;七度區(qū)工程造價(jià)略增加,通常增加約100元/平方米。從長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益和建筑全壽命周期的費(fèi)用—效益分析來看,建筑物若遭遇較大地震,傳統(tǒng)抗震建筑將造成結(jié)構(gòu)和財(cái)產(chǎn)兩個(gè)方面損失,同時(shí)導(dǎo)致企業(yè)、工廠等不能正常工作造成經(jīng)濟(jì)損失。而隔震建筑在遭遇較大地震時(shí),建筑功能完好,財(cái)產(chǎn)不損失,因此,隔震建筑長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益較好。
之后又下達(dá)了進(jìn)行圓形板式橡膠支座的試驗(yàn)研究和對(duì)矩形板式橡膠支座的補(bǔ)充試驗(yàn)研究課題,交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院又分別委托鐵道部科學(xué)研究院在500T和2000T壓力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了批量圓形、矩形和較大規(guī)格的板式橡膠支座試驗(yàn),在取得大量可靠試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,對(duì)原規(guī)范中相關(guān)矩形板式橡膠支座的一些設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了修訂,并將圓形板式橡膠支座試驗(yàn)和對(duì)矩形板并于1993年發(fā)布了交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路建筑板式橡膠支座》。
脫空現(xiàn)象:多由安裝定位偏差、梁體傾斜或墊石不平整導(dǎo)致,防治核心是確保安裝時(shí)中心線對(duì)齊、梁底與墊石平行,利用底部橡膠圓環(huán)調(diào)節(jié)受力。
盡管隔震技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯,但在工程實(shí)踐中仍面臨挑戰(zhàn):管道柔性連接問題:如案例中采用的Φ150排水金屬波紋軟管,雖滿足地震位移需求,但在水平段易發(fā)生堵管,需優(yōu)化選型與布置方式。
橡膠支座是設(shè)置在建筑上部結(jié)構(gòu)與墩臺(tái)之間的關(guān)鍵構(gòu)件,主要用于適應(yīng)活載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等因素引起的結(jié)構(gòu)變形。常見的橡膠支座主要包括板式橡膠支座、盆式橡膠支座、鉛芯橡膠隔震支座(LRB)和四氟滑板橡膠支座等類型。其中,板式橡膠支座由多層橡膠片與加勁鋼板復(fù)合而成,鋼板完全包覆在橡膠彈性材料內(nèi)部,具備良好的承載與變形能力。
四氟乙烯滑板式橡膠支座就是在普通式橡膠支座的表面粘復(fù)一層1.5MM-3MM厚的聚四氟乙烯材料時(shí),它除了豎向鋼度與彈性變形,能承受垂直荷載及適應(yīng)梁端轉(zhuǎn)動(dòng)外,因聚四氟乙烯板的低摩擦系數(shù),可使梁端在四氟板表面自由滑動(dòng),水平位移不受限制,特別適宜中、小荷載,大位移量的建筑使用。
墊石施工控制:支座墊石頂面標(biāo)高需精確計(jì)算,公式為:路面高程-(面層厚度+鋪裝層厚度+梁體高度+橡膠支座厚度)=墊石頂標(biāo)高

支座抗滑穩(wěn)定性:橡膠支座與混凝土表面的摩阻系數(shù)(干燥狀態(tài)約 0.6)大于其與鋼板表面的摩阻系數(shù)(約 0.3),因此無水平大位移需求的結(jié)構(gòu)(如簡(jiǎn)支梁橋固定墩),支座可不設(shè)鋼板,直接置于混凝土墊石上,提升抗滑穩(wěn)定性;
靜荷載或中小地震作用下,上部結(jié)構(gòu)靠重力與下部基礎(chǔ)保持接觸。舊金山國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓、昆明新機(jī)場(chǎng)航站樓。橡膠隔震支座廠家矩形、圓形四氟板式橡膠支座的安裝分別與普通板式橡膠支座相同。矩形、圓形四氟板式橡膠支座的應(yīng)用非別與矩形、圓形普通板式橡膠支座相同。矩形、圓形四氟板式橡膠支座的應(yīng)用分別與矩形、圓形普通板式橡膠支座相同。
暖通供排水管穿越隔震層時(shí),宜采用柔性連接或其他有效措施,滿足罕遇地震下對(duì)排汽管應(yīng)安裝牢固,位置正確,封閉嚴(yán)密。排汽屋面的排汽道應(yīng)縱橫貫通,不得堵塞。拋物線拱橋:拱圈軸線按拋物線設(shè)置的拱橋,是懸鏈線拱橋的一種特例。配筋之高度至少要覆蓋滿預(yù)埋錨筋及預(yù)埋套筒的一半長(zhǎng)度以上。配套的相關(guān)圖集(包括圖集的名稱、編號(hào)、年號(hào)和版本號(hào))。配制環(huán)氧砂漿。配制方法見本標(biāo)準(zhǔn)3.2.1.4款拌制環(huán)氧砂漿的有關(guān)要求。盆式橡膠支座:盆式橡膠支座是將素橡膠置于圓形鋼盆內(nèi)來加強(qiáng)橡膠。盆式橡膠支座GKPZ和GPZ有什么不同,哪個(gè)更貴?前者抗震后者普通盆座。盆式橡膠支座安裝①在支座設(shè)計(jì)位置處劃出中心線,同時(shí)在支座頂,底板上也標(biāo)出中心線。盆式橡膠支座安裝步驟與注意事項(xiàng)盆式橡膠支座安裝前方可開箱,并檢查支座各部件及裝箱清單,盆式橡膠支座安裝前不得隨意拆卸支座。盆式橡膠支座采用不銹鋼板和聚四氟乙烯滑動(dòng)面采用硅脂潤(rùn)滑,可降低摩擦阻力。
減震:地震力是建筑結(jié)構(gòu)中最大的外部力之一,而摩擦擺支座可以減少地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響,保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)不受到嚴(yán)重?fù)p害。通過摩擦材料的摩擦力作用,將結(jié)構(gòu)的位移轉(zhuǎn)化為能夠消耗地震能量的熱量,從而達(dá)到減震的效果。
計(jì)算水平減震系數(shù)跟選波有關(guān),盡管規(guī)范給定選波條件,但仍然存在較大的空間。規(guī)范要求的反應(yīng)譜上統(tǒng)計(jì)意義相符,如果要求按照隔震周期前三周期選取,那應(yīng)用在抗震結(jié)構(gòu)上不合理,如果用抗震周期前三周期也不合理,一般做法分別取前三周期,即6個(gè)周期點(diǎn)選取地震波,但這樣對(duì)找天然波是非常麻煩的,因?yàn)楦粽鹬芷谝话爿^大,天然波反應(yīng)譜在長(zhǎng)周期段一般下降較多,而規(guī)范反應(yīng)譜在長(zhǎng)期周期段抬高了,導(dǎo)致天然波難選。但總之,無論是三條包絡(luò)還是7條平均,工程師對(duì)此的操作空間都非常大。
隔震體系組成與特性:體系構(gòu)成:完整隔震結(jié)構(gòu)體系包含三部分:上部結(jié)構(gòu):承擔(dān)正常使用荷載,因地震作用降低可減小構(gòu)件截面;隔震裝置:核心為橡膠隔震支座,需滿足豎向承重、水平變形、能量耗散功能;下部結(jié)構(gòu)(基礎(chǔ) / 墩臺(tái)):傳遞隔震層傳來的荷載,需具備足夠剛度。
建筑設(shè)計(jì)為保證其規(guī)范性,一般采用專圖形式進(jìn)行設(shè)計(jì),各設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)中直接根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選圖設(shè)計(jì)。目前形成專圖的支座產(chǎn)品主要有鑄鋼支座(包括搖軸、輥軸和鉸軸支座)、盆式橡膠支座、柱面支座和球型支座等。球型支座由于其承載力高、傳力均勻、耐久性好等特點(diǎn),多用于連續(xù)梁及有特殊要求的建筑設(shè)計(jì)中,現(xiàn)也開始逐步取代盆式橡膠支座使用于簡(jiǎn)支梁橋中。
各種機(jī)械要盡量選擇低污染型,同時(shí)做到合理操作、妥善保養(yǎng),避免因非正常使用帶來噪音或不良影響。根據(jù)測(cè)量記錄確定支座墊石頂面標(biāo)高的調(diào)整高度。根據(jù)該跨的位置,結(jié)合具體施工,準(zhǔn)確核對(duì)該跨箱梁的支座的型式。根據(jù)工程需求參數(shù),結(jié)合結(jié)構(gòu)/非結(jié)構(gòu)構(gòu)件易損性數(shù)據(jù)庫,確定評(píng)價(jià)對(duì)象所包含的全部構(gòu)件的損傷狀態(tài);根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象全部構(gòu)件的損傷狀態(tài),評(píng)估其在給定地震水準(zhǔn)下的修復(fù)時(shí)間、修復(fù)費(fèi)用和人員損失;根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象在給定地震水準(zhǔn)下的修復(fù)時(shí)間、修復(fù)費(fèi)用和人員損失指標(biāo),綜合評(píng)價(jià)其抗震韌性等級(jí)。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)與支座轉(zhuǎn)動(dòng)中心的相對(duì)位置,球面轉(zhuǎn)動(dòng)方向可以與平面滑動(dòng)方向一致或相反。
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