在建筑和工程领域,摩擦摆支座具有广泛的应用,特别是在地震区或易受风力影响的地区,用于支撑桥梁、建筑物等结构,以增加稳定性和减小震动。例如,在公路桥梁、斜拉桥、悬索桥以及特殊桥梁(如大跨度桥梁、重载桥梁等)中,摩擦摆支座能够减少结构在地震或风力作用下的位移和内力,提高结构的稳定性。
圆形球冠板式橡胶支座的是在板式橡胶支座的顶部用橡胶制造成球形表面,球冠中心橡胶厚为4-8MM,它除了公路建筑板式橡胶支座所具有的所有功能外,通过球冠调节受力状况,适用于有纵横坡度的立交桥及高架桥,以适应2%到4%纵横坡下,其双林梁与支座接触面的中心趋于圆形板式橡胶支座的中心。
同一片梁的两个或四个支座应处于同一平面上,为方便找平,可于浇注前在橡胶支座与垫石间铺涂一层水泥砂浆,让支座在重力下自动找平。
一、计算数据准备:孔径:4—20M支座压力标准值:431.608KN结构自重引起的支反力:125.208KN汽车荷载引起的支反力:306.4KN跨中挠度F:1.96CM当地平均高气温:24.3℃当地平均低气温:1.4℃主梁计算温差:22.9℃简支端支座:GYZ300×54MM橡胶片总厚TE(MM):37连续端支座:GYZ300×52MM橡胶片总厚TE(MM):37简支端单个支座剪切刚度:KE=AE×GE/TE=1910.4N/M连续端单个支座剪切刚度:KE=AE×GE/TE=1910.4N/M每排设置制作个数为:18个则简支端支座总刚度为:34387.7N/M则连续端支座总刚度为:34387.7N/M墩台抗推刚度:KI=3EI/LI墩台编号LIIE抗推刚度KI墩台综合抗推刚度K0号台1.80.74553000000011504855.934285.21号墩3.20.280430000000770133.332917.92号墩3.10.280430000000847092.333046.23号墩3.80.280430000000459901.731995.44号墩4.60.280430000000259264.130360.8制动力计算及分配:按照《通用规范》4.3.6规定,以一联作为加载长度,计算制动力则制动力标准值T3为:900KN各墩台按照刚度分配制动力:ΣK=162605.4KN/M墩台编号制动力(KN)0号台189.761号墩182.202号墩182.913号墩177.094号墩168.04二、确定支座平面尺寸:D=300MM支座平面面积:706.9CM2中间橡胶层厚度为:0.8CM查行业标准《公路建筑板式橡胶支座规格系列》得到支座的平面形状系数S=9.06>8合格计算支座弹性模量:EJ=5.4GE×S2=443.3MPA验算支座的承压强度:σJ=RCK/支座面积=6106.0KPA则σJ<[σJ]=9351.2KPA合格三、确定支座厚度:主梁计算温差为ΔT为:22.9℃,温度变形由两端的支座均摊,则每一支座承受的水平位移ΔG为:ΔG=1/2AΔTL=0.916CM则4号墩每一支座的制动力为HT=9.3KN确定橡胶片总厚度TE≥2ΔG=1.832CM(不计汽车制动力)TE≥ΔG/(0.7-FBK/2/GE/支座面积)=1.4CM《桥规》的其他规定:TE≤0.2D=6CM所选用的支座橡胶层总厚度TE=3.7CM2ΔG=1.832CM合格0.2D=6CM四、验算支座的偏转情况:计算支座的平均压缩变形为:δC,M=RCK×TE/面积/EA+RCK×TE/面积/EBδC,M=0.06226541CM按照《桥规》规定,尚应满足δ≤0.07TE,即:0.06226541≤0.07TE=0.259合格计算梁端转角θ:由关系式F=5GL4/(384EI)及θ=GL3/(24EI)可得:θ=(5L/16)(GL3/24EI)16/(5L)=16F/5L设结构自重作用下,主梁处于水平状态。
近,美国加利福尼亚大学圣迭戈分校对这种支座进行了测试,再次验证了这项新技术在保护建筑物方面起到的作用。
通俗讲,使用隔震技术的房屋经历8级地震的震动仅相当于5.5级地震,不仅达到了减轻地震对上部结构造成损坏的目的,而且建筑装修及室内设备也得到有效保护。
当支座发生转动时,转动套与上支座板始终保持平面接触,保证水平荷载平稳传递的同时,大大改善了SF—L滑板的受力状态,延长其使用寿命。
由于隔震橡胶支座器和阻尼器融为一体,可大大节约建筑空间,降低成本,同时施工简洁方便,工程质量易于保证。
(图一)建筑铅芯隔振支座
板式建筑支座的选用及安装首先,对于建筑标准跨径小于10m的简支板、梁桥,我们大多直接采用油毛毡垫层,高等级公路建筑有的也使用橡胶平板支座。
板式橡胶支座适用于大跨度、多跨连续、简支梁连续板等结构的大位移量建筑.它还可用作连续梁顶推及T型梁横移中的滑块。
隔震垫的施工应包括以下人员:甲方、监理、施工技术负责人、技术员、测量员、安装工(包括安装预埋件人员和组装橡胶隔震支座人员)、混凝土浇筑人员、吊装工、钢筋工、木工等,根据工程的实际情况分成不同的班组进行。
隔震层以下的结构(包括地下室和隔震塔楼下的底盘)中直接支承隔震层以上结构的相关构件,应满足嵌固的刚度比和隔震后设防地震的抗震承载力要求,并按罕遇地震下进行抗剪承载力验算。
随着建筑技术的发展,大量的弯桥和宽桥的出现,70年代初国外就研制成球型支座,它的设计转角可远大于盆式橡胶支座,一般为0.01-0.02RAD,必要时也可以达到0.05RAD。
GPZ橡胶支座代号GPZXXXSX(DX、GD)(F)表示耐寒型,常温型不表示:SX表示支座类型:XXX用数字表示竖向承载力单位MN(兆牛,10的6次方);GPZ支座名称:公路盆式支座橡胶支座适用温度范围:A.常温型支座:适用于-25℃---60℃;耐寒型支座:适用于-25℃---60℃,代号FGPZ的技术性能:A.支座竖向转角不小于40。
这就是隔震支座自由布置,上部结构自由布置,地下室或下部结构自由布置!通过上、下两块坚强的厚板,中间是无数小型隔震垫,或者一块巨大的“隔震毯”取代传统支墩和转换层,赋予结构极度的自由!梦寐以求的自由!
请关注:球冠橡胶支座受力情况如何?这种现象在板式橡胶支座安装就位,梁体落梁或现浇梁拆除模板后的近期内表现较为普遍。
(图二)建筑隔震层橡胶隔震支座生产厂家
这个时候为了克服这一缺点,可在用活动支座的橡胶板顶面贴一片聚四氟乙烯板,并且在聚四氟乙烯板与梁底之间垫上一块光洁度很高的不锈钢薄板,两者之间的摩擦阻力极小(摩擦系数μ小于0.04),因此来用它增加支座位移的需要。
普通橡胶支座:由橡胶层和钢板交替叠合而成,通过橡胶的弹性变形来吸收地震能量。
另一种常见价格较低的由建筑板式橡胶支座衍生品种:板式橡胶拉压支座,板式拉压橡胶支座是在橡胶支座的中心设一根拉力螺栓,将支座顶板和下滑板联接在一起.支座下滑板和底板及锚固定架板之间设不锈钢板和聚四氟乙烯滑板,以使支座可以纵向滑动。
剪力限制机构上、下部件之间的水平设计净距,应能适应支座在滑动方向上的全部设计位移,而且能适应在约束方向上作0.8-1.6MM的自由滑动。
GJZ板式橡胶支座的工作原理:GJZ板式橡胶支座的主要功能是将上部结构的反力可告地似递给墩台,并同时能完成梁体结构所需要的变形(水平位移及转解)。
除具有普通板式橡胶支座的竖向刚度与弹性变形,能承受垂直荷载及适应梁端转动外,因四氟乙烯与梁底不锈钢板间的低摩擦系数(μ≤0.08)可使建筑上部构造的水平位移不受限制。
支座通常在工厂组装好后整件运输到工地,为保证运输过程中文座的整体性,应用临时定位装置将支座各部件连接起来。
四氟滑板支座的安装施工方法与普通板式支座基本相同,但应注意下列事项:⑴、四氟板式支座系作活动支座用,应同普通板式支座配套使用。
(图三)建筑建筑隔震支座
板式橡胶支座固定支座的拉压支座板式橡胶支座固定支座的拉压支座可以通过在支座中心穿一根预应力钢筋,预应力钢筋在支座高度范围内,应设有封闭的套管,以构成能使支座转动的软垫缓冲层,预应力钢筋应按1.2倍的上拔力进行硕加应力,以便支座不会因锚扦伸长而脱开。
橡胶隔震支座分为有芯型和普通型两种。下支墩生根于下层框架柱上,在下支墩顶面预埋带有预埋锚筋和预埋螺栓套筒的下预埋板,橡胶隔震支座通过高强
球冠橡胶支座可万向转动,万向承载,能很好地满足上部结构各种荷载(如恒载、活载、风、地震力等)所产生的反力的传迅、转动、移动要求,保证反力合力集中、明确、可靠。
建筑摩擦摆减隔震支座是一种特殊的结构支承装置,它基于摩擦单摆原理来实现减隔震的功能。该支座利用滑动界面的摩擦消耗地震能量,并通过球面摆动来延长梁体运动周期,从而实现减震和隔振的效果。
隔震结构利用隔震层的较小水平刚度使结构的自振周期远离场地周期,避免共振。隔震层相对基础与上部结构柔性好,地震时,结构变形集中在隔震层部位,地震能量大部分被隔震层吸收,从而保护上部结构的安全。
但使用油毛毡支座时,为防止墩、台帽被拉坏的现象发生,设计和施工时应将墩、台帽边棱做成圆弧形或削角,也有的将墩、台帽沿桥孔方向一定范围内做成斜坡形式。
建筑板式橡胶支座由多层橡胶片与薄钢板硫化、粘合而成,它有足够的竖向钢度,能将上部构造的反力可靠的传递给墩台;有良好的弹性,以适应梁端的转动;又有较大的剪切变形能力,以满足上部构造的水平位移。
天然橡胶支座(LNR):由多层橡胶夹着钢板构成,具有低水平刚度和高竖向刚度,适用于一般结构和重要结构。