建筑结构的地震破坏源于地震动引起的结构振动,因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为小,并使结构具有适当的强度、刚度和延性,以防止不能容忍的破坏。在不增加重量、不改变刚度的前提下,提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。刚度的选择有助于控制结构变形;强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震动可造成结构和构件周期反复变形,使其刚度与强度逐渐退化,因此,只重视强度而忽视延性不是良好的抗震设计。
传统的常用建筑支座有:垫层支座、平板支座、弧形支座、摇轴支座、建筑板式橡胶支座、铰式固定支座以及铰式辊轴支座等建筑板式橡胶支座由多层橡胶片与薄钢板硫化,粘合、硫化而成的一种暴行症橡胶支座打造品,它有足够的竖向刚度,能将上部构造的反力可靠地传递给墩台,具有良好的大弊政,以适应两端的滚动,同时又有较大的剪切变形能力,以自满上部构造的水平位移在上述的建筑板式橡胶支座表面粘覆一层厚1.5MM—3MM的聚四氟乙烯板,就打形成聚四氟乙烯板式橡胶支座,它除了具有竖向刚度与弹性变形,能承受垂直荷载及适应两端转动外,因聚四氟乙烯板的低摩擦系数,能够使梁端在四氟板鼻疽自由滑动,水平位移不受限制,特别适宜中、小荷载,大位移量的建筑使用。
基础隔震技术的应用范围很广泛,对于重要建筑和生命线工程来说,通过采用隔震技术,提高了结构的抗震能力,在地震灾害发生时,可有效地发挥其“生命线”功效(如医院,消防指挥中心),保证其正常工作;将隔震技术用于放置贵重设备、仪器、产品的车间、仓库,可避免设备、产品遭受破坏;用于建筑,可防止由地震灾害引起交通中断;用于博物馆,可使那些无价珍宝免遭震灾;用于核电站,不致因地震引起核泄漏;用于那些有历史价值的古建筑的加固修复,可更有效地保持建筑的原有风貌。
分析表明,采用板式橡胶支座后,增强了梁和桥墩的水平向联结,使活动墩共同受力,分担部分梁上传下来的功率流,从而减小传递到固定墩的功率流,有利于提高橡胶支座结构整体的抗震性能。
施工中所用的有关机具应提前准备并校正,所用的机具主要有:经纬仪、标杆、水准仪、塔尺、卷尺、机械水平尺、角尺、塞尺、游标卡尺、线坠、活动扳手、套筒扳手、电焊机、葫芦吊和简易钢架等。
右:东北新干线:东日本大地震期间未发生任何事故。所有线路于四月底恢复运行。(图片:RAILMANPHOTOOFFICE)
车辆荷载形式公路荷载标准制定是否合理,是否适合我国国情,取决于所收集基础资料的深度和广度,例如公路车辆分类,各类车辆尺寸、质量、轮胎及其变化范围,车辆交通特性等数据,以及所收集数据统计分析方法的正确性。
拧紧下盆式橡胶支座板地脚螺栓,拆除上、下盆式橡胶支座板连接角钢,拆除临时千斤顶,安装盆式橡胶支座钢围板。
(图一)高阻尼支座HDR厂家
通常我们在板式橡胶支座在安装前,应检查产品合格证书中有关技术性能指标,如不符合设计要求时,不得使用。
木模的转角处应加嵌条或做成斜角。目标:保证隔震设计能在罕遇地震下发挥隔震效果目的是在施打混凝土时,为预防混凝土混入盖头螺帽部。目前,各国都在进一步广泛研究基于性能的抗震设计理论,并逐步在标准规范中纳入了相关的设计方法。目前,对于橡胶支座生产厂家而言,要求很高,就是至少要能抗住8级以上的强震。目前,梁式桥的橡胶支座、通常用钢、橡胶或钢筋混凝土等材料来制作。
在众多基础隔震构件中,建筑隔震橡胶支座是应用比较广泛的。隔震橡胶支座是由柔软的薄橡胶板和坚硬的薄钢板分层交替叠合、模压硫化而成。其中橡胶层与钢板紧密黏结,当橡胶支座承受上部结构的自重和使用荷载时,橡胶层的横向伸展受到钢板的约束,竖向刚度增大,使橡胶支座具有足够的竖向刚度和承载能力,有利于稳定地支承建筑物;当橡胶支座承受水平荷载时,其橡胶层的相对位移大大减小,使橡胶支座可达到很大的位移而不致失稳,并且保持较小的水平刚度。
用油毛毡或石棉板做成垫层支承上部结构,用于跨度小于6米(铁路桥)或10米(公路桥)的简支板式桥和梁式桥。
二、铅芯抗震橡胶支座的优点及主要性能要求抗震橡胶支座支座的优点:铅芯抗震橡胶支座除了本身的抗震力学性能满足抗震设计及使用要求外,还具备以下优点:一是铅芯抗震橡胶支座耐久性好,抗低周期疲劳性能、抗热空气老化、抗臭氧老化、耐酸性、耐水性均较好,其寿命可达60~80年[1],期间的抗震力学性能不会发生明显变化,也就是说在60年之内不会影响使用,可见,与铅芯物具有同等寿命。
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。
目前应用较多的隔震元件是建筑隔震橡胶支座。隔震橡胶支座是由一层钢板一层橡胶层层叠合起来的,并经过加工将橡胶与钢板牢固地粘结在一起。首先,隔震支座有很高的竖向承载特性和很小的压缩变形,可确保建筑的安全;第二,隔震支座还具有较大的水平形能力,剪切变形可达到250%而不破坏;第三,橡胶隔震支座具有弹性复位特性,地震后可使建筑自动恢复原位。采用隔震橡胶支座的建筑物,设防目标一般可以提高一个设防等级。传统建筑的设防目标是小震不坏,中震可修,大震不倒,而设计合理的基础隔震建筑通常能做到小震不坏,中震不坏或轻度破坏,大震不丧失功能.此外,采用隔震橡胶支座建造的房屋,可适当降低上部结构的设防水准(一般可降低一度到一度半),这样就有可能使建筑布置更加灵活,并可减少一些结构的构造措施或减小一些结构件的尺寸或配筋(如墙体厚度),从而使上部结构能节约部分土建造价。现代科技的发展已解决了橡胶的老化等耐久问题,完全可以使橡胶隔震支座的寿命满足建筑使用的要求。
橡胶支座广泛应用于公路、铁路和市政建筑工程,橡胶支座通常采用多层薄钢板作为加劲层与橡胶叠合形成。橡胶支座基本涵盖板式橡胶支座和盆式橡胶支座两个类型的支座。橡胶支座几乎不需要常常性的维护,减少维护使命量。橡胶支座几乎不需要定期维修,降低维修任务。橡胶支座几乎不需要经常性的养护,减少养护工作量。橡胶支座价格好像是市场看不见的手决定着客户的购买权。橡胶支座就其本身技术而言在我国已成熟。橡胶支座具有足够的竖向刚度和竖向承载力,能够稳定的支撑建筑物。橡胶支座实际转角要控制在允许范围内,按支座在使用时不出现脱空的条件来进行控制。
(图二)LNR固定支座生产厂家
隔震特性:隔震装置具有可变的水平刚度特性,在强风或微小地震时(F≤F,具有足够的水平刚度K1,上部结构水平位移极小,不影响使用要求;在中强地震发生时,(F>F,其水平刚度K2较小,上部结构水平滑动,使“刚性”的抗震结构体系变为“柔性”的隔震结构体系,其自振周期大大延长(例如TS=2~4S),远离上部结构的自振周期(TS=0.3~1.2S)和场地特征周期(TG=0.2~0S),从而把地面震动有救地隔开,明显地降低上部结构的地震反应,可使上部结构的加速度反应(或地震作用)降低为传统结构加速度反应的1/4~1/12。并且,由于隔震装置的水平刚度远远小于上部结构的层间水平刚度,所以,上部结构在地震中的水平变形,从传统抗震结构的“放大晃动型”变为隔震结构的“整体平动型’,从激烈的、由下到上不断放大的晃动变为只作长周期的、缓慢的、整体水平平动.从有较大的层间变位变为只有很微小的层间变位,斟而上部结构在强地震中仍处于弹性状态。这样,既能保护结构本身.也能保护结构内部的装饰、精密设备仪器等不遭任何损坏,确保建筑结构物和生命财产在强地震中的安全。
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。
曲线连续梁桥的支座布置会直接影响到梁的内力分布,同时,支座的布置应使其能充分适应曲梁的纵、横向自由转动和移动的可能性。
当同一片梁需两个或四个支座时,为方便找平,可以在支承垫石和支座之间铺一层水泥砂浆,让支座在建筑体的压力下自动找平。
矩形、圆形四氟板式橡胶支座的应用分别与普通板式橡胶支座相同。矩形固定型支座宜采用支座短边与顺桥向平行布置,当建筑横向尺寸受限时,可采用支座长边沿纵桥向布置。矩形四氟板式橡胶支座的应用矩形普通板式橡胶支座相同。矩形支座短边应与顺桥向平行放置。具体进行二环快速路高架桥桥体结构安全设计时,专门提出了如何预防超重车的问题。具有承载能力大、水平位移量大、转动灵活等特点,适用于支座承载力为1000KN以上的大跨径建筑。具有低的磨擦系数、承载能力大、变形小,耐磨耗、抗腐蚀能力强。具有构造简单、安装方便、节省钢材、价格低廉、养护简便、易于更换等特点。具有重大历史、科学、艺术价值或者重要纪念意义的建设工程;具有足够大的水平变形能力储备,以确保在强震作用下不会出现失稳现象。具有足够的耐久性,至少大于建筑物的设计基准期。具有足够柔的水平刚度,保证建筑物的基本周期延长5-0秒所有。
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%。
板式橡胶支座是由多层薄钢板与多层橡胶片硫化粘合而成一种普通橡胶支座产品,这种产品具有足够的竖向刚度,能够将支座上部构造的反力可靠的传递给墩台,支座具有良好的弹性,以应对建筑的梁端的转动;又有较大的剪切变形能力,以满足上部构造的水平位移。
同时绘出拉伸荷载与拉伸位移曲线,根据曲线的变变化趋势确定破坏时的拉应力表7(续)板式橡胶支座的竖向极限拉应力,对被试橡胶支座仅施加轴向拉力,缓慢或分级加载,直至破坏。
(图三)隔震橡胶支座LNR400
其次,在施工前应当搞好纸会审和技术交底,使施工人员掌握橡胶支座工程施工过程的工艺流程及质量标准,严格按照设计纸和施工规范进行施工,从而提高橡胶支座工程施工的质量,达到橡胶支座工程的使用功能要求。
分别负责二环路东西半环建设的市交投集团和市兴城集团均表示,他们与各施工单位加快建设,保证质量,早日交给市民一条方便、快捷的二环快速路。
建筑隔震橡胶支座由多层橡胶和多层钢板或其它材料交替重叠组合而成。对应不同建筑、建筑的要求隔震橡胶支座可以有不同的叠层结构、制造工艺和配方设计,以满足所需要的垂直刚度、侧向变形、阻尼、耐久性等性能要求,并保证具有不少于60年的使用寿命。同时,应用于工程的建筑隔震橡胶支座的结构设计应满足和行业相关规范、规程和标准的要求。
据了解,在诸多隔震系统中,隔震橡胶支座是研究和应用的主流,在美国、日本等多震广泛应用,在我国也有应用,经过多次强烈地震的考验,隔震效果良好。
为保证高速铁路大吨位球型支座的结构耐久性要求,研究中提出了以下几项措施:(改变传统球型支座的上座板与下座板直接接触以传递水平力的方式,在上下座板间加环状的转动套板,转动套与下支座的接触面为曲面,SF一1滑板和不锈钢板摩擦副设在转动套与上支座板之间。
还有从球型支座转化来的网架支座产品球型拉压支座,这类产品的转角比较大,且受力面比较均匀,不产生力的颈缩。
生产企业浙江永嘉化许多外资和台资企业日本大内新兴化学浙江等地部分以前没有涉及生产橡胶助剂的生产企业计划建设新装置,预计2004年许多装置将投入生产。
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