任何情况下,不允许两个或两个以上的支座沿梁底纵向中心线在同一支承点并排安装;在同一根梁(板)上,横向不宜设置多于两个支座;不同规格支座不应并排安装。
橡胶隔震支座就是此类隔震装备,它广泛应用于房屋、公路、建筑等建筑物上。其中为关键的技术就是位于建筑支座中间的橡胶技术,被誉为建筑支座的“心脏”,橡胶的阻尼越大,消耗能量的能力越强,一般可降低地震烈度0.5―2度。
板式橡胶支座按胶种适用温度分类如下:A、氯丁橡胶:适用温度+60℃∽-25℃天然橡胶:适用温度+60℃∽-40℃三元乙丙橡胶四、板式橡胶支座的适用范围普通板式橡胶支座适用于跨度小于30M、位移量较小的建筑.不同的平面形状适用于不同的桥跨结构,正交建筑用矩形支座;曲线桥、斜交桥及圆柱墩桥用圆形支座.四氟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.矩形、圆形四氟板式橡胶支座的应用非别与矩形、圆形普通板式橡胶支座相同.板式橡胶支座的安装与施工方法为了确定施加在盘式橡胶支座上的荷载和变形,通常转动轴可以认为在圆盘高度一半的水平面上。
构造简单,性能稳定,耐久性好,质量可靠。在无维护保养条件下使用年限与建筑物使用年限相同,且力学性能受周围环境温度影响小。
要准确计算出原支座和现支座的高度差,保证顶升的同步性;采用顶升施工时,应尽量缩短支座更换的时间;全面调查,经综合考虑必要性、有效性、经济性、可行性和安全性确定处理方案,而且处理方案要有针对性;对各类材料,包括新更换的橡胶支座质量等要加强检验;安装精度仍然要符合规范规定;顶升施工时宜采用多顶小力多点布设的方法,一是为确保安全,二是减小对梁体集中受力过大而产生不利影响;施工时尽量减少桥面荷载,对实施处理的建筑应封闭交通;如采用搭设支撑平台的方案,必须对地质情况、墩台受力条件等进行调查和验算;必要时对上部结构进行演算,尤其是连续结构,避免引起上部构在附加内力过大而引起破坏;由于建筑本身可能存在其他病害,在橡胶支座更换过程中应注意对原有其他病害的监测。
质量中心和刚度中心重合,可消除结构因质心和刚心偏心而导致的扭转影响;
保护内部设施:减少地震对建筑内部装修和设备的破坏。
橡胶支座石的位置放样通常是从盖梁中心线向两边放,一般是放垫石中心点,通过纸,可算出盖梁中心线距垫石中心的距离,然后放样就可以了。
(图一)LNR1300支座生产厂家
对于建筑上的橡胶支座安装时,装配式钢筋混凝土简支梁桥以T形梁桥普遍,标准跨径为:1120M。对于上述计算模型,可以采用如2所示的建筑结构电-力类比导纳分析模型进行功率流分析。对于实际转角超出允许转角范围的,要单独设计,不能直接选用。对于四氟乙烯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。对于现浇钢筋混凝土结构应绘制节点构造详图(可引用标准设计、通用图集中的详图)。对于橡胶硬度从十几年的使用情况来看,以邵氏55°±5°为佳。对于斜交角较大的斜桥,由于锐角处有上翘的趋势,应考虑设置拉橡胶支座。对于新配方和未经验证合格的原材料,要行验证试验,合格后进行首件验证,合格后再进行批量生产。对于已经成熟的配方和稳定的原材料,可直接做首件,对配方和工艺进行验证,合格后批量生产。
板式橡胶支座的设计在大量试验研究的基础上,板式橡胶支座的设计中应考虑下列参数:钢盆中橡胶的抗压允许应力为25MPA;聚凹氟乙烯板的抗压允许应力(平均应力)纯聚四氟乙烯为24MP山填充聚四氟乙烯(80%聚四氟乙烯十15%玻璃纤维十5%石墨)为36MPA;纯聚四氯乙烯加295硅脂为30MPA;支座钢件的允许应力为130MPA。
支座把桥面和桥墩分割开来,不仅仅让桥面的变形尽量少影响桥墩,还让地面传来的地震波尽量少影响桥面,起到了一定的隔震作用。再加上工业化、标准化的橡胶支座相对经济合理,所以橡胶支座在建筑领域的应用越来越广泛。
耐久性好,耐高温,力学性能受周围环境温度影响小。
实例4:2013年四川芦山7级地震,芦山县人民医院门诊楼为隔震建筑,震后结构基本完好,设备正常使用,在抗震救灾中发挥重要作用。医院其它建筑破坏严重无法使用。
盆式橡胶支座是一种新型支座,将承压的橡胶块嵌入钢制的凹形金属盆中,使橡胶处于有侧限的受压状态,其活动机理是利用填充的聚四氟乙烯板与不锈钢板相对摩擦系数小的特点实现水平位移,通过盆内橡胶的不均匀压缩来实现梁体的大转角,大大提高了支座的承载能力。
建筑摩擦摆隔震支座是一种通过球面摆动延长结构振动周期和滑动界面摩擦消耗地震能量实现隔震功能的支座,简称FPS(Friction Pendulum System)。
建筑隔震技术是近四十年来抗震防灾工程领域重大的创新技术之一,现阶段具有无可比拟的优越性,能降低地震力50-80%。它能使结构安全性成倍提高,并能保护内部设备仪器,在地震后不丧失使用功能,实现结构、生命、室内财产“三保护”,近年来其优异的抗震效果在外大地震中得到了检验。
(图二)LRB500一II型隔震支座
四氟乙烯滑板式橡胶支座计算承载力时,应按有效面积(钢板面积)计算;计算水平剪应力时,应按支座平面毛面积(公称面积)计算影响板式橡胶支座质量的因素有哪些呢,我们知道所谓的板式橡胶支座作为建筑橡胶支座的一个重要分支,已经被广泛使用在公路建筑上,作为建筑上的重要部件,板式橡胶支座的质量至关重要。
而各类的橡胶支座在日常使用中都有可能遇到病害,其中盆板橡胶支座又会遇到什么样的病害呢?比如说因为钢件的开裂,这是在盆式橡胶支座中能遇到的危害,是一种对于钢件肉眼可以看见的裂纹。
测试结果显示,模拟医院成功经受住了6.7级和8.8级的地震,大楼内的电梯、楼梯、柜子、手术床等医疗设备以及医疗器械只有表面损伤,橡胶隔震支座非常有效。
近几年还发展了关节支座支座,在支座内安置关节支座时间节点的转动,这种支座的转动灵活,但位移受到了一定的限制。
较大的波纹状凸凹现象将会加剧板式橡胶支座的老化,从而出现表面龟裂现象。较大面积钢板下的空鼓,应开孔注浆密实。接头必须粘接良好,三种方式,如施工现场条件具备,可采用热硫化连接的方法。接头必需粘接良好,施工现场前提具备,可采用热硫化连接的方法,不加任何处理的所谓,搭接是不答应的。接头应采用热接,不得采用叠接;接缝应平整牢固,不得有裂口、脱胶现象。接头应逐一进行查看,不得有气泡、夹渣或假焊。节点详图应包括:连接板厚度及必要的尺寸、焊缝要求,螺栓的型号及其布置,焊钉布置等。结构分析所采用的计算模型,多、高层建筑整体计算的嵌固部位和底部加强区范围等。
且已知主梁恒载支点反力NMIN=726KN,大于所选规格支座抗滑小承载力273KN,故全部满足要求。
随着现代科技的发展,为了有效提高建筑物抗震能力,科学家们开始发展隔震、减震与结构控制技术。在坚固基础上的结构在大地震作用下犹如一个“放大器”,一般会放大结构的振动响应,造成上部结构的破坏。传统抗震技术采用的是通过加大结构断面尺寸和配筋,使结构变得“刚强”的方式来抗御地震作用,或者容许结构构件有损坏,利用构件损坏后的韧性(结构进入非弹性状态)来降低地震作用,使结构“裂而不倒”。前一种“硬抗”方法不经济,有时也难以抵御强烈地震;后一种增加韧性的方法,在大震时,虽然结构不会倒塌,但是无法控制。所以20世纪70年代后期开始,科学家们发展了隔震与结构消能减震技术来增强结构的抗震能力。
高阻尼支座表面覆盖有橡胶保护层,保护内部橡胶不受臭氧、紫外线影响,具有更好的耐老化性,50年等效阻尼比降低不到2%;
(图三)铅芯橡胶防震支座
例如,板式橡胶支座不但具有足够的竖向刚度用来承受垂直荷载,而且它还能够把上部构造的压力可靠地传递给墩台。
为板式橡胶支座在承压、承剪和转动时的应力分布状态31板式橡胶支座的应力状态板式橡胶支座与钢支座相比具有下列优点:1.橡胶支座构造简单、加工制造方便、成本低廉、节约钢板。
主动隔震技术的发展还有新型隔震材料的研究。高阻尼隔震橡胶、记忆合金阻尼材料、粒子摩擦减震材料、磁敏材料、压电材料等新型隔震材料的研究,也将是未来隔震技术研究的一个重点方向。主动隔震控制和被动隔震控制各有优点,而且不能相互替代。将二者结合使用,将会克服单独使用的局限性。因此,主、被动控制的复合交叉运用为今后隔震技术的发展提供了新的思路。
设计单位如何确定隔震橡胶支座的规格,对结构进行初步设计。假设该建筑上部结构通过使用设防来降低一度,也就是先假设—个水平向减震系数,用减震后的水平地震作用对结构进行初步设计。
隔震工程设计的个决定就是隔震层位置的选择,这是结构专业可以在建筑方案阶段就有重要话语权的不多机会。这个选择的结果不仅对于结构专业本身,也对建筑、设备各相关专业有着十分深远的影响,工程造价及技术难度也会随之变化,因此,考虑的因素应当尽可能全面。
橡胶支座要安装在桥下,一定要设置的支承垫石,混凝土强度应符合设计要求,顶面要求标高准确,表面平整,在平坡情况下同一片梁两端支承垫石水平面应尽量处于同一平面内,其相对误差不得超过3MM,避免支座发生偏歪、不均匀受力和脱空现象。
因修建隔震橡胶支座的描绘与配方科学合理,与传统的抗震布局比较,上部布局的地震反响减小到前者的1/4~1/8左右,安全可靠度大大进步,修建的设防方针通常可以进步一个设防等级;传统的设防方针是小震不坏,中震可修,大震不倒,而隔震修建能做到小震不坏,中震不坏或轻度不坏,大震不损失运用功用,橡胶支座隔震技能是以柔克刚广泛应用在隔震职业傍边其潜在的经济效益和社会效益是非常可观,按施工经历,隔震橡胶支座布局通常比非隔震布局造价下降7%~15%。
各种机械要尽量选择低污染型,同时做到合理操作、妥善保养,避免因非正常使用带来噪音或不良影响。根据测量记录确定支座垫石顶面标高的调整高度。根据该跨的位置,结合具体施工,准确核对该跨箱梁的支座的型式。根据工程需求参数,结合结构/非结构构件易损性数据库,确定评价对象所包含的全部构件的损伤状态;根据评价对象全部构件的损伤状态,评估其在给定地震水准下的修复时间、修复费用和人员损失;根据评价对象在给定地震水准下的修复时间、修复费用和人员损失指标,综合评价其抗震韧性等级。根据上部结构与支座转动中心的相对位置,球面转动方向可以与平面滑动方向一致或相反。