橡胶支座的内在质量主要是指橡胶支座各部件(橡胶、聚四氟乙烯板、不锈钢板、钢件等)的用料,必须符合质量要求,并在橡胶支座加工过程中均有严格的质量检验记录。
建筑橡胶支座安装力学分析橡胶支座是公路建筑结构的一个重要组成部分,是连接建筑主梁和下部结构的重要构件,是直接影响建筑寿命与行车安全的关键部位。
根据隔震结构与非隔震结构各层层剪力之比求出水平向减震系数(水平向减震系数是结构隔震与非隔震两种情况下各层层剪力的大比值的0.7倍)。
FPS建筑摩擦摆支座由下部摆体和上部固定支座两部分组成。下部摆体包括一个重锤和与之相连的摩擦板,重锤负责提供恢复力,而摩擦板则负责消耗地震能量。上部固定支座则负责支撑建筑物的重量并限制其水平位移。
结构为达到隔震要求而设置的支承装置。例如叠层橡胶支座。它是一种水平刚度较小而竖向刚度较大的结构构件,可承受大的水平变形,可作为承重体系的一部分。
交通部标准《公路建筑板式橡胶支座规格系列》(JT3132.1-88)中给出了四氟板式橡胶支座的规格尺寸,可供设计者选用。
采用隔震技术后,上部结构所遭受的地震作用大大降低,结构的变形集中发生在隔震层,上部结构的层间变形显著减小,并且上部结构的加速度显著降低,地震时上部结构只发生缓慢的平动,人的生命与结构自身的安全得到有效保障,同时也保护了建筑装修、家具和设备。如图7所示。
摩擦摆隔震支座通常由上部结构连接板、球面滑动层、摩擦材料、复位装置和下部结构连接板等部分组成。当地震发生时,上部结构相对于下部结构产生水平位移,球面滑动层开始滑动,摩擦材料产生摩擦力,消耗地震能量。同时,复位装置提供恢复力,使上部结构在地震后能够恢复到原来位置。
(图一)橡胶隔震支座生产
传统抗震建筑,主要通过调整结构体系和增大梁柱截面来提高结构的抗震能力。增大梁柱截面,会导致结构体系个别区域刚度大,反而使结构延性降低,不利于抗震,也不利于发挥结构使用功能。对位于高烈度区的建筑以及结构形式比较复杂的建筑,结构形式和建筑高度受到限制,采用传统抗震技术解决难度较大。而建筑减隔震技术,可以降低上部结构的水平地震作用,适当降低抗震措施,可以选择合适的结构体系,使得上部结构设计更加自由灵活,建筑的使用功能得以充分发挥。
建筑板式橡胶支座性能劣化类型包括钢部件损伤、锚固件及定位件失效、上、下座板变形、活动支座无法活动、位移超限、转角超限和支承垫石部位缺陷等。
其他工程结构:如采光顶网架工程、玻璃屋面工程、大剧院钢结构工程、连廊、桁架工程、大跨度体育场馆、电厂圆形网架工程、国际博览中心钢结构工程、地铁站、游泳馆桁架工程、展厅等项目工程。
被动式减震橡胶支座装置:往复式减震:主要采用低屈服剪力钢板或无粘结预应力减震装置;摩擦式减震:青木式工法就是这一方法的代表,在日本具有较大影响。
经过长期施工我们总结出了一套可广泛应用的橡胶支座更换技术,从方案的确定、施工过程、施工注意事项出发,保证建筑支座作用的正常发挥。
事实上,我们之所以这么重视橡胶支座的作用,也是被逼出来的,一座大桥的价值根本没有办法和一批像胶的价值相比较。
而橡胶垫隔震建筑大理州交通指挥中心大楼中的大多数人没有感觉,只有20%感到有轻微摇动,直到听到其他建筑物内的人讲,才知道发生了地震,隔震建筑无任何破坏,减震效果明显。
橡胶硬度对支座抗压弹性模量的影响系数β为1(HS60):1.3(HS70):0.7(HS50)3.板式橡胶支座的剪切模量G=1.1MPA.橡胶硬度的支座剪切模量的影响系数λ为1(HS60〕:1.4(HS70〕:0.6(HS50〕决速加载时剪切模量的提高系数ξ=1.5。
(图二)建筑铅芯减橡胶隔震支座生产厂家
GPZ系列盆式支座在建筑上的安装方法采用焊连连接方式:当施工单位在建筑上下部构造在施工中,将盆式橡胶支座安装位置应预埋比本系列支座顶、底板大的钢板,并有可靠锚固措施。
附加建筑盆式橡胶支座层的涂刷方法、搭接、收头应按设计要求,粘接必须牢固,接缝封闭严密,无损伤、空鼓等缺陷。
若在建筑设计时采用了相关的隔震措施,那么应当保证建筑的抗震性能不低于那些采用普通抗震设计所起到的抗震性能的大小。
LRB500隔震支座是一种铅芯隔震橡胶支座,具体型号为LRB500。这种支座通过在橡胶支座中心嵌入铅芯,增强了其能量吸收能力,主要用于隔震结构中,以减少地震对建筑物的损害。
隔震建筑的一个重要特点就是使用两种大型轴承来支撑整栋建筑。种是由交替层的橡胶和钢板制成的层压橡胶轴承,这种轴承能够左右摆动,从而使建筑不受地面震动的影响。随着震动的加剧,通过附上可平稳滑向轴承的树脂,滑动隔震装置——一种采用滑动机械装置的层压橡胶轴承——可吸收强烈震动。这些隔震技术理论上不仅能将建筑顶层的震动强度降低到地面地震强度的三分一,还能大幅降低建筑的摆动速度。这不仅可以防止建筑物的框架受损,还可以防止室内大件家具倒下。
板式橡胶支座是靠橡胶的剪切变形来适应建筑板式橡胶支座是靠橡胶的剪切变形来适应建筑伸缩位移的需要,因此它应用在有较大伸缩位移要求的建筑上就有一定困难,一般只适用于中小跨径的简支梁桥,因此有必要在普通板式橡胶支座的表面粘贴一层聚四氟乙烯板,制成四氟板式橡胶支座,作为建筑活动支座使用,同时也可以用作顶推法施工建筑的滑块。
板式橡胶支座的主要功能是将建筑上部结构的反力可靠地传递给墩台,并同时能完成梁体结构所需要的变形(水平位移及转角)。
板式橡胶支座的路基工程的特点为保证道路具有坚实而稳定的基础是路基工程的中心任务,实践证明,没有坚固、稳定的路基,就没有稳固的路面。
(图三)橡胶隔震支座LNRD420
落梁时,为防止梁与支座发生纵横向滑移,宜用木制三角垫块在梁体两侧加以定位,待落梁工作全部完毕后拆除。
对于板式橡胶支座厚度选择,由温度、混凝土干燥收缩、混凝土徐变产生的位移量合计:ΔLD=ΔLT+ΔLA+ΔLC=23.07MM然后计算由于桥面纵坡及汽车制动力产生的位移量:ΔLI==0.285CM=2.85MMΔLI==0.414CM=4.14MM两端采用等厚度橡胶支座时,按桥规规定制动力产生位移可以两端分担,则所选支座承担的总的位移量为:ΔLI=++2.85=16.5MM查JT/T4-1993交通部行业标准规格系列中GJZ支座300×350×47规格不计汽车制动力时大位移量为17.5MM,大于11.54MM。
板式橡胶支座的安装准备①板式橡胶支座安装处宜设置支承垫石,要求梁体底面和墩台上的支承垫后顶面具有较高的平整度;一般要求垫石长度、宽度应比支座相应的尺寸大50MM左右,支承垫石顶面相对水平误差不大于1MM,相邻两墩台上支承垫石顶面相对水平误差不大于3MM。
在一般情况下,橡胶支座的设计计算根据其自身的特点是不同的,其中板式橡胶支座通常需要进行承压面积计算、支座厚度、竖向平均压缩变形、加劲钢板及抗滑稳定等计算。
通常在布置支座时需要考虑以下的基本原则:上部结构是空间结构时,支座应能同时适应建筑顺桥向(X方向)和横桥向(Y方向)的变形;支座必须能可靠的传递垂直和水平反力;支座应使由于梁体变形所产生的纵向位移、横向位移和纵、恒向转角应尽可能不受约束;铁路建筑通常必须在每联梁体上设置一个固定支座;当建筑位于坡道上,固定支座一般应设在下坡方向的桥台上;当建筑位于平坡上,固定支座宜设在主要行车方向的前端桥台上;固定支座宜设置在具有较大支座反力的地方;(8)在同一桥墩上的几个支座应具有相近的转动刚度;(9)连续梁可能发生支座沉陷时,应考虑制作高度调整的可能性。
摩擦摆隔震支座通常由上部结构连接板、球面滑动层、摩擦材料、复位装置和下部结构连接板等部分组成。当地震发生时,上部结构相对于下部结构产生水平位移,球面滑动层开始滑动,摩擦材料产生摩擦力,消耗地震能量。同时,复位装置提供恢复力,使上部结构在地震后能够恢复到原来位置。
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。
现在市场的网架支座存在以下几种形式:从公路盆式橡胶支座转化而来的网架支座产品盆式拉压支座,将支座的上支座板和底盆的结构稍做调整,实现支座的抗拉和抵抗水平力。