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(zhǎng)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(cè)與維護(hù)帶來(lái)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(dòng)復(fù)位功能。在地震等災(zāi)害發(fā)生后,SMA 元件能夠迅速響應(yīng),通過(guò)自身的形狀變化,使支座自動(dòng)復(fù)位,復(fù)位精度可達(dá)≤2mm,確保結(jié)構(gòu)在震后能夠盡快恢復(fù)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(diǎn),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(tái)上,同時(shí)要保證上部結(jié)構(gòu)在支座處能自由變形(轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)),以便使結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況與計(jì)算簡(jiǎn)圖相符合。因此,對(duì)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(jìn)行修補(bǔ)加固或更換。隔震支座按其作用分固定支座和活動(dòng)支庵兩類。固定支摩用來(lái)同定建筑結(jié)構(gòu)在墩臺(tái)上的位置,它只能轉(zhuǎn)動(dòng)而不能移。一般設(shè)置在梁體固定位置;活動(dòng)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(dòng)和自由移動(dòng)。
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(guò)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(guò)相對(duì)滑動(dòng)或變形來(lái)消耗能量,保護(hù)主體結(jié)構(gòu)。
安全儲(chǔ)備充足:水平變形能力達(dá) 250% 時(shí)仍不影響正常使用,同時(shí)具備足夠豎向承載力,能穩(wěn)定支撐建筑物主體;且可精準(zhǔn)控制傳遞至結(jié)構(gòu)的地震力,解決了傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)中荷載難以準(zhǔn)確確定的難題。
橡膠支座安裝后需及時(shí)檢查位置、標(biāo)高及受力狀態(tài),若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題需調(diào)整時(shí),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。

大慶摩擦擺支座按照曲率可分為單擺和復(fù)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(jì)基準(zhǔn);而復(fù)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(duì)容易,但高度較高。對(duì)于周期較大、綜合位移較大的參數(shù),采用復(fù)擺結(jié)構(gòu)較好;而對(duì)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(biāo)高必須符合設(shè)計(jì)要求外,必須確保支座在三個(gè)方向上的平面均達(dá)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(dān)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(shí),靠塑性變形吸收能量,地震后,鉛芯又通過(guò)動(dòng)態(tài)恢復(fù)與再結(jié)晶過(guò)程,以及橡膠的剪切拉伸力的作用,建筑物自動(dòng)恢復(fù)原位。
隔震結(jié)構(gòu)的模型應(yīng)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(rèn)為非隔震結(jié)構(gòu)應(yīng)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(jì)而人為強(qiáng)制等效出來(lái)的結(jié)構(gòu),事實(shí)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(yīng)譜設(shè)計(jì)時(shí),樓體的高度變了導(dǎo)致風(fēng)荷載等計(jì)算不正確。
支座與不銹鋼板位置要視安裝時(shí)溫度而定,若不銹鋼板有足夠長(zhǎng)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(shí),摩擦系數(shù)μ=0.3,與鋼板接觸時(shí),摩擦系數(shù)μ=0.2。支座在安裝前應(yīng)對(duì)橡膠支座各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)檢(本橋橡膠支座已經(jīng)浙江大學(xué)測(cè)試中心檢驗(yàn)合格)。支座在出廠時(shí),一般應(yīng)有明顯的標(biāo)記,注明文座型號(hào)、反力和位移,以免在安裝時(shí)發(fā)生混淆。支座整體頂升更換的方法支座滯回特點(diǎn)(載荷-變形曲線)飽滿、耗能顯著;支座中心線與主梁中心線應(yīng)重合或平行,單向活動(dòng)支座安裝時(shí),上下導(dǎo)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(yíng)造潔凈環(huán)境 —— 施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置防塵棚,避免風(fēng)沙污染滑移面;安裝前用無(wú)塵布蘸丙酮二次清潔四氟板與不銹鋼板,確保表面無(wú)雜質(zhì),否則會(huì)導(dǎo)致摩擦系數(shù)超標(biāo)(>0.03),影響水平位移。
對(duì)于盆式橡膠支座等特殊類型,在安裝前應(yīng)注意對(duì)滑動(dòng)組件表面的保護(hù),避免劃傷或污染,同時(shí)檢查潤(rùn)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(cè)其剪切位移量,確保其值(通常以剪切角表示)不超過(guò)設(shè)計(jì)限值(例如規(guī)范要求的特定角度)。

隔震結(jié)構(gòu)的模型應(yīng)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(rèn)為非隔震結(jié)構(gòu)應(yīng)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(jì)而人為強(qiáng)制等效出來(lái)的結(jié)構(gòu),事實(shí)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(yīng)譜設(shè)計(jì)時(shí),樓體的高度變了導(dǎo)致風(fēng)荷載等計(jì)算不正確。
大慶建筑摩擦擺支座,也被稱為大慶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(guò)滑動(dòng)界面的摩擦消耗地震能量,實(shí)現(xiàn)減震功能,并通過(guò)球面擺動(dòng)延長(zhǎng)梁體運(yùn)動(dòng)周期,實(shí)現(xiàn)隔振功能。
根據(jù)工程技術(shù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),目前在用橋梁中有相當(dāng)比例的支座存在不同程度的病害問(wèn)題。調(diào)查顯示,約有20%的橋梁支座病害狀況較為嚴(yán)重,急需進(jìn)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(guò)長(zhǎng)期的工程實(shí)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(guò)程控制到施工注意事項(xiàng)均有明確規(guī)范,核心目標(biāo)是在確保施工安全與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下,恢復(fù)支座正常功能。
板式橡膠支座由多層橡膠與鋼板復(fù)合硫化而成,具備構(gòu)造簡(jiǎn)單、安裝便捷、成本可控等優(yōu)點(diǎn),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(dòng)支座布置,需結(jié)合具體位移及轉(zhuǎn)角驗(yàn)算確定。
未來(lái)應(yīng)用趨勢(shì)聚焦三點(diǎn):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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)位移與應(yīng)力);③綠色材料應(yīng)用(再生橡膠、環(huán)保防腐涂料),推動(dòng)橡膠支座向 “高可靠、長(zhǎng)壽命、智能化” 方向發(fā)展。
層間隔震技術(shù)已成功應(yīng)用于多層商場(chǎng)與高層住宅組合的建筑中,隔震層同時(shí)承擔(dān)轉(zhuǎn)換層與設(shè)備管道過(guò)渡層的功能,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全與使用功能的統(tǒng)一。
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。

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(yīng)梁端轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)力學(xué)性能顯著提高。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,橡膠在三向約束下的抗壓彈性模量可達(dá)5×10? kg/cm2,相比無(wú)側(cè)限狀態(tài)提高近20倍,極大地增強(qiáng)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(guò)程中,需要嚴(yán)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(jì)標(biāo)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(jì)特點(diǎn)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(duì)比需修正單位偏差并補(bǔ)充計(jì)算依據(jù):
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。
大變形相關(guān)性能水平剛度先按表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)的水平剛度,再做剪切變形R=250%試驗(yàn)8次后,重新測(cè)定被試橡膠支座在設(shè)計(jì)軸向壓應(yīng)力作用下,剪切變形R=100%時(shí)的水平剛度和等效黏滯阻尼比并計(jì)算相應(yīng)比值等效粘滯阻尼比。
原理是通過(guò)粘彈性材料的往復(fù)剪切變形來(lái)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(jì)要求準(zhǔn)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(shí)無(wú)需考慮方向性,只需將支座圓心同設(shè)計(jì)位置中心點(diǎn)重合即可。圓形支座可以不考慮方向問(wèn)題,只需支座圓心與設(shè)計(jì)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(kāi)發(fā)應(yīng)用實(shí)例表明,該體系在保證安全的同時(shí),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(jì)提供了可靠依據(jù)。
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