在实际应用中,需根据具体工程的需求、结构特点以及相关标准和规范,选择合适类型和规格的摩擦摆支座,并确保其设计、安装和维护符合要求,以充分发挥隔震和减震效果,提高工程结构的安全性和稳定性。
一,橡胶支座转动的原因梁的弯曲变形;建筑纵横坡的影响;混凝土面的不平整度;施工时的安装误差。一,原材料进厂的质量控制各种原材料进厂后都要进行检测,合格后方可入库使用。一、板式建筑橡胶支座的结构型式板式橡胶支座从结构上分为普通板式橡胶支座和四氟板式橡胶支座。一、修建构造计划中的抗震办法原理与技能一、一般要求支座应符合《公路建筑盆式橡胶支座》(JT391-99)的有关规定。一般包括抗压强度、抗压弹性模量、抗剪弹性模量这三个方面。一般常在地下室外墙和后浇带施工时使用。
必须确保支座的上、下各部件纵横向必须对中,或由于安装时温度与设计温度不同,橡胶支座纵向上下各部件错开的距离必须与计算值相等如果在连续建筑实行体系转换时,必须在橡胶支座和硫磺水泥浆块之间采取隔热措施,以免损坏填充四氟乙烯板和橡胶块。
滑移面卡顿会影响支座的正常滑动功能,进而影响桥梁或建筑结构在温度变化、地震等作用下的位移调节能力。硅脂干涸是导致滑移面卡顿的常见原因之一,硅脂作为滑移面的润滑剂,随着时间的推移和环境因素的影响,会逐渐失去润滑性能,变得干涸;杂质侵入也是一个重要因素,如灰尘、沙粒等杂质进入滑移面,会增加滑移面的摩擦力,导致卡顿现象的发生 。针对这一病害,需要对滑移面进行彻底清理,去除杂质,然后补注硅脂,要求硅脂的覆盖率≥95%,以确保滑移面具有良好的润滑性能,保证支座能够顺畅地滑动 。
通过依据建筑纵横坡角度专门设计的斜坡构造,有效简化建筑设计及施工流程。此类支座能彻底消除梁体、支座与墩台之间的脱空现象。其突出优点在于不受建筑纵横坡角度限制,相较于球冠圆板支座具有更广泛的适用性。
消能减震的技能主要是经过进步修建构造的附加阻力值来下降修建构造的地震反响程度。尤其是耗能构造元件可以对修建构造在遭遇地震时消减和吸收地震的能量波,进一步起到维护修建主体构造的作用,然后到达修建构造的减震作用。现在,修建构造减震技能已被广泛应用,在新修建构造的计划中可以选用此技能,也可以对已有的修建选用此技能,然后完成减震抗震的作用,还有在钢构造修建构造构建上和修建上层构造的隔震层中选用消能减震技能。在有关的修建构造中设备消能减震设备,例如,塑性阻力器、摩擦阻力器和粘滞阻力器等减震设备。
应用橡胶隔震技术比传统的抗震技术更加安全、可靠、经济。传统的抗震技术主要特点是“抗”,建筑的基础和地基牢固地联结在一起,由于地震震动的发生,引起上部结构运动,当超过材料的承载力时就会使建筑物的装修、内部设备受到很大的破坏;隔震技术通过各镇曾发挥“隔”的作用,使上部结构与下部基础脱离,隔震层刚度小,可有效减少地震反应70-90%,相当于降低地震烈度1-2度,并且节省工程造价5-20%,被广泛应用于生命线工程、重点建设项目和普通房屋建筑,除新建工程外,还广泛应用于旧建筑物的改良加固,被认为是抗震技术的一次重大飞跃。
在隔震层梁板及支墩混凝土浇筑过程中,为保障下预埋板位置固定不变,应采用对隔震支墩震动影响最小的汽车泵进行混凝土浇筑。混凝土表面需进行压平赶光处理,阴阳角部位抹成八字角,确保施工质量。

计算水平减震系数跟选波有关,尽管规范给定选波条件,但仍然存在较大的空间。规范要求的反应谱上统计意义相符,如果要求按照隔震周期前三周期选取,那应用在抗震结构上不合理,如果用抗震周期前三周期也不合理,一般做法分别取前三周期,即6个周期点选取地震波,但这样对找天然波是非常麻烦的,因为隔震周期一般较大,天然波反应谱在长周期段一般下降较多,而规范反应谱在长期周期段抬高了,导致天然波难选。但总之,无论是三条包络还是7条平均,工程师对此的操作空间都非常大。
在需要更换支座时,可采用大吨位千斤顶配合支架系统进行整体顶升。顶升方式包括单墩逐墩顶升与全断面同步顶升两种。施工前需制定详细的应急预案,涵盖火灾、地震等突发状况,并对施工人员进行培训和交底。
(规范第327页)由于铅芯抗震橡胶支座由多层橡胶和多层钢板交替叠置组合而成,对应不同铅芯、建筑的要求,抗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钢度、侧向变形、阻尼、耐久性、倾覆提离等性能要求,并保证具有不少于60年的使用寿命。
抗震优势分析:采用板式橡胶支座能够增强梁体与桥墩的水平连接,促使活动墩共同承担荷载,有效分散梁体传递的功率流,从而减小固定墩承受的荷载。分析表明,这种设计有利于提升结构体系的整体抗震性能。
建筑橡胶支座作为建筑工程中关键的配套构件,在荷载、温度变化、混凝土收缩及徐变等多重作用下,能够灵活适应建筑上部结构的转角与位移需求,确保上部结构可自由变形而不产生额外附加内力,有效保障建筑结构的稳定性与安全性。随着地震灾害的频繁发生,人们对建筑物抗震设防意识日益提高,基础隔震设计已成为设计单位与业主方重点关注的环节,而橡胶支座正是实现这一设计目标的核心产品之一。
高效隔震与自我恢复:地震发生时,支座通过自身弹性变形吸收地震能量,大幅减小结构所受地震作用;地震后,内部橡胶层产生的回复力可推动支座在短期内恢复原位,经实际地震验证,已应用的隔震建筑均未出现无法复位的情况。
球型支座机理:球型支座通过球面聚四氟乙烯(PTFE)板与对应不锈钢板之间的滑动来高效实现转动功能;利用平面PTFE板与不锈钢板之间的滑动来顺畅地实现水平位移。由球型支座衍生出的球型拉压支座,特别适用于网架结构,其特点是转角能力更大,且受力面分布均匀,不易产生应力集中现象。
摩擦摆隔震支座具有以下优点:隔震效果好、适用范围广、可靠性高、易于安装和维护。
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国内:2012-2020 年橡胶支座需求年均增长 8%-10%,主要驱动力为地震高发区公共建筑隔震改造(如云南、四川)及高速铁路建设(可调高支座需求增加)。
工作原理:其核心机理是利用橡胶的不均匀弹性压缩来适应梁体的竖向转动,同时依靠橡胶块的剪切变形来实现梁体的水平位移,有效释放结构内力。
建筑隔震摩擦摆支座的主要特点包括:隔震效果好、结构位移能力强、耗能能力强、经济性好。
板式橡胶支座组装及注意事项:1.凡工厂配套提供的四氟滑板橡胶支座,应进行整体组装;2.凡待组装的零部件,应有工厂质检部门的合格标记;3.组装时,四氟滑板橡胶支座和不锈钢表面应用丙酮或酒精擦洗干净后,注满5201-2硅脂润滑油;4.支座外漏表面应平整、美观,组装的四氟滑板橡胶支座的公差应满足设计纸要求,并用螺栓或短钢筋临时固定,钢件表面部分,应进行有效防护,同时应标明支座中心位置;5.板式橡胶支座应设置防尘罩,构造要便于拆装。
当板式橡胶支座因温度变化等因素在支座处产生纵向水平位移,支座橡胶层;不计制动力,应满足:TE≥2△L;计制动力,应满足:TE≥1.43△L;当板式橡胶支座在横桥向平行于墩台帽横坡或盖梁横披设计时,支座橡胶层;不计制动力,应满足:TE≥2(△L2+△T;计制动力,应满足:TE≥1.43(△L2+△T。
在板式橡胶支座表面粘复一层1.5MM-3MM厚的聚四氟乙烯板,就能制作成聚四氟乙烯滑板式橡胶支座它除了竖向钢度与弹性变形,能承受垂直荷载及适应梁端转动外,因聚四氟乙烯板的低摩擦系数,可使梁端在四氟板表面自由滑动,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。
支座的转动转角度通常大于0.02rad。经过硅脂润滑处理后,常温型活动支座的设计摩阻系数小于0.03,耐寒型活动支座的设计摩阻系数小于0.06。板式支座地震力受滑板支座滑动摩擦系数的影响较为复杂,在Ⅰ类场地条件下影响较小,但在Ⅳ类场地条件下影响显著,同时与地震烈度水平密切相关。
针对预制梁橡胶支座的安装作业,关键技术控制点包括确保梁底与垫石表面平整对中,保证支座上下表面完全密贴,避免出现偏心受压、局部脱空或受力不均现象。如发现支座存在上述问题,需重新进行梁体顶升操作,通过在支座下钢板与基础之间嵌入适当厚度(常用1~3毫米)的调平钢板,对安装位置进行精确校准,直至支座全断面受力均匀。
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四氟板式支座专项安装要求在通用安装流程基础上,四氟板式支座需额外满足:就位精度:按设计支承中心定位,偏差≤5mm;梁底上钢板与支座上下表面密贴率≥95%,严禁出现偏心受压(偏心距≤支座边长 1/100)、个别脱空(脱空面积≤5%);滑移面保护:安装前用丙酮清洁四氟板与不锈钢板表面,严禁沾染灰尘、油污;安装过程中避免工具划伤滑移面,若出现划痕(深度≥0.2mm)需更换滑板;同端支座找平:同一片梁端两个四氟支座需置于同一平面,四角高差≤2mm,避免梁体倾斜导致支座受力不均。
随着材料科学与工程实践的不断进步,橡胶支座在建筑结构防震(或称“隔震”、“结构免震”)中的应用正日益深化,其目标是不断提升工程结构的整体韧性与安全水平。
全面检查:应定期检查支座是否出现老化、开裂、过大的压缩或剪切变形,以及各层钢板之间的橡胶层外凸是否均匀。
对于有芯型橡胶支座,屈服后水平刚度应根据R=100%,F=0.2HZ试验的第3条滞回曲线按下式确定:KPY=0.5(Q+-Q-)/(U+-U-)+︱(QY+-QY-)/(UY+-UY-)︱式中:KPY―建筑橡胶支座(有芯型)屈服后水平刚度,UY+―正方向屈服位移,UY-―负方向屈服位移,QY+一与相应的水平剪力,QY-―与?—相应的水平剪力橡胶支座的屈服后水平刚度(有芯型)等效黏滞阻尼比被试橡胶支座的等效黏滞阻尼比按下式计算,ζEQ=W/(2πQ+U+)(或ζEQ=W/[2πKEQ(U+)2]式中:ζEQ-建筑橡胶支座等效粘滞阻尼比,W-滞回曲线所围面积水平性能\水平极限变形能力.当橡胶支座在产品的设计压应力的作用下,水平缓慢或分级加载,绘出水平荷载和水平位移曲线,同时观察橡胶支座匹周表现,当橡胶支座外观出现明显异常或试验曲线异常时,视为破产品的耐久性能应按表8规定进行。
应严格控制支座垫石的标高与平整度,避免支座产生初始扭矩或局部脱空。局部脱空会导致支座在偏心荷载作用下应力集中,可能引起支座开裂,并改变上部结构的受力状态,导致梁体产生附加应力甚至裂缝。
转角监测:及时发现和处理因设计及安装不当造成的支座转角超限问题
上下水、暖气及燃气的进户管在隔震层处应设置水平向可任意错动的连接,可采用不锈钢波纹管等柔性接头。上支墩、顶板和梁混凝土施工橡胶隔震支座与上下结构间的关系如下图所示:上支墩底模支设、钢筋绑扎成品保护稍加修理即可继续使用设计0.000M标高所对应的标高值;设计不周设计时梁端部未能慎重考虑,在反复荷载作用下,梁端破损引起伸缩装置失灵。设计氟板支座模具时要注意储脂坑的方向。设计摩擦系数在常温下为0.03,低温下为0.05。设计上下承压钢板时,注意消除混凝土的不平整度。设计一般均按权限状态考虑,分别进行运台极限状态(SLS)和破坏极限状态(ULS)的检算。设计转角:0.006RAD和0.008RAD;伸缩缝安装时,要根据施工时的气温调节伸缩缝的设计宽度,以保证满足梁体伸缩量的佳要求。伸缩缝端部锚固区050CM左右)范围内,采用30-40号钢纤维混凝土,增强其抗冲击能力。伸缩缝端部锚固区处理不当是破损的主要原因。
经济性与适用性原则:对于标准跨径较小的简支板、梁桥,可选用结构简单的油毛毡垫层或橡胶平板支座。而对于有更高功能需求或更复杂受力情况的工程,则应选用相应的球型、盆式或隔震支座。
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