设置位置:基础隔震层通常应设置在结构基层以下的部位。
中小地震隔震效果:对中小地震的隔震效果相对欠佳。
摩擦摆支座(FPS):利用球面滑动摩擦原理,允许建筑物在水平方向上有位移,从而减小地震冲击力。
当支座采用焊接连接时,在顶、底板相应位置处预埋钢板,支座就位后用对称继续方式焊接。当支座采用焊接连接时,在支座顶,底板相应位置处预埋钢板,支座就位后用对称断续方式焊接。当纵坡坡度大于1%时,应采用预埋钢板、混凝土垫块或其它措施将梁底调平,保证橡胶支座平置。到20世纪90年代,全至少有30多个和地区开展“基础隔震”技术的研究。到当前为止未发现任何问题,运用结果优越。到了1996年日本采用隔震设计的建筑数口达到了230栋。等待两片T梁间横隔板焊成整体后,方可拆除临时支撑。等待砂浆硬化后拆除调整支座水平用的垫块并用环氧沙浆填满垫块位置。
HDR(Ⅱ)-350×400-G8/8-e56,表示:纵桥向尺寸为350mm、横桥向尺寸为400mm,橡胶设计剪切模量0.80MPa,设计转角为0.008rad,设计剪切位移量为±56mm的HDR(Ⅱ)矩形固定型高阻尼隔震橡胶支座;省略型号表示为:UUHDR(Ⅱ)-350×400-G8UU。
基础隔震技术适用范围很广,尤其适用于量大面广的中、低层砖混房屋和钢筋混凝土房屋建筑。在高烈度地震区,采用基础隔震技术建造的房屋,可以突破现行抗震规范中对房屋层数的限制,在保证高度比的前提下可以加高一两层,这样可以增大建筑物的容积率,节省建设用地,提高土地利用率。在中、低烈度地震区,采用隔震技术,投资可能会稍有增加,但建筑的品质与往日的相比已不可同日而语,更重要的是其产生的社会效益无法估量。
在我国,云南省因地震频发成为建筑减隔震技术推广应用的重点区域,当地学校、幼儿园等建筑已全面采用减隔震技术,相关要求可参考云南省住建厅《关于明确隔震减震建筑工程有关问题的通知》(云建震 2017-294 号),文件对技术应用细节作出了明确规范。减隔震技术的核心载体之一为建筑支座,其性能与运维直接影响工程抗震效果,本文将围绕橡胶支座的特性、施工、病害及问题处置展开阐述。
支座型号选择的准确性直接关系到工程安全与成本。实践中曾发生因设计图纸选用的支座型号错误,导致已安装的批量支座被迫全部拆除更换的案例,造成了重大的经济损失和工期延误。因此,设计阶段审慎选型、施工前细致复核至关重要。
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辅助结构设计:可在橡胶支座底面增设一圈直径 D=2.5mm 的半圆形橡胶圆环,支座受力时通过圆环先变形压密,调节底面受力状态,避免支座底面脱空,实现受力均匀分布。
铅芯橡胶支座工作原理:此类支座不仅能可靠承受结构物的垂直荷载与水平力,其核心阻尼元件——铅芯,在结构发生变形时能产生滞回阻尼,通过自身的塑性变形有效吸收并耗散地震等动力输入能量。同时,橡胶部分则为结构提供必要的弹性恢复力,帮助结构复位。
精确放样与定位:支座垫石的位置放样通常以盖梁中心线为基准,向两侧进行。通过设计图纸计算出盖梁中心线至各垫石中心的距离,从而准确定出垫石中心点。在隔震支座安装阶段,必须对支墩(柱)顶面、支座顶面的水平度、支座中心的平面位置和标高进行全程观测并详细记录。
预埋构件安装要求:建筑隔震橡胶支座柱头钢筋密集,设计与绑扎钢筋时需为预埋锚筋(套筒)预留安装空间,预留尺寸需严格遵循支座设计图纸要求;预埋锚筋(套筒)长度需满足规范构造设计,确保深入钢筋笼内部,保障连接可靠性。
显有效地减轻结构的地震反应:从振动台地震模拟试验结果及已建造的隔震结构在地震中的强震记录得知,隔震体系的上部结构加速度反应只相当于传统结构(基础固定)加速度反应的1/11~1/12。这种减震效果是一般传统抗震结构所望尘莫及的,从而能非常有效地保护结构物及内部设备在强地震冲击下免遭毁坏。
四氟乙烯滑板橡胶支座:在普通板式橡胶支座顶面粘贴一层聚四氟乙烯板制成。当活动支座的预期位移量较大时,若仅依靠橡胶的剪切变形,则需要异常厚的橡胶层,这既不经济也影响稳定性。此时,可选用四氟乙烯滑板支座,通过在梁底设置不锈钢板与之形成低摩擦副(摩阻力极小),通过滑动来满足大位移量的需求,实现梁体的顺畅伸缩。
隔震橡胶支座的隔震层增加造价汇总:+170~+230元/平方米隔震橡胶支座上部结构减少造价部分:由于上部结构受力大大降低,规范容许上部结构可按降1度设计,上部结构减少造价:-200~-280元/平方米总结:采用隔震技术后的橡胶支座后,结构增加造价总计:若不考虑上部结构按降1度设计,造价增加+170~+230元/平方米(约加7-10%),若要考虑上部结构按降1度设计:造价增减-30~-50元/平方米(约省2-5%)(房屋土造价为1800-2400元/平方米)是否要考虑上部结构按降1度设计,可视投资,安全要求等决定。
橡胶支座按结构型式可分为板式橡胶支座、四氟板式橡胶支座、盆式橡胶支座、球型橡胶支座等,不同类型适配不同工程需求。
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支座局部抗压:梁体混凝土强度(如 C50)远大于橡胶支座容许抗压强度(≤30MPa),因此垫石或梁底面无需额外埋设钢板,仅需确保混凝土表面平整(平整度≤3mm/m),避免局部承压超限。
若支座安装不满足设计规范,监理应要求施工单位提交专项处理方案,审批通过后方可实施修补或更换。
偏心效应控制:虽然上部结构本身可能存在荷载与质量分布偏心(即质量分布偏离几何中心),但由于隔震层的有效调节作用,这种偏心效应的影响能够得到有效控制。
橡胶支座作为桥梁与建筑结构中的关键传力组件,自20世纪60年代在我国起步研发以来,已发展为保障工程安全与抗震减灾的核心技术。本文以板式橡胶支座(QPZ/GYZ型)及隔震支座为重点,解析其结构特征、变形机制与实用规范,并附注历史案例与维护要求。
从以上原理及作用可以看出,摩擦摆支座在现代建筑结构中有着非常重要的作用和地位。它可以减轻自然灾害对建筑的危害和破坏,保护人员生命财产安全,使得建筑结构更加坚固、安全、可靠。
规范量化要求:依据《建筑抗震设计规范》GB50011 第 12.2.15 条:多层建筑:需计算 “隔震与非隔震各层层间剪力的最大比值”,控制≤2.5;高层建筑:额外计算 “隔震与非隔震各层倾覆力矩的最大比值”,取与层间剪力比值的较大值,控制≤3.0。
C40 混凝土柱:600mm 直径圆形柱(假设柱高 3m),线刚度计算为9189kN·m/rad,计算依据:C40 混凝土弹性模量 3.25×10?MPa,截面惯性矩 I=π×(0.6m)?/64≈0.00636m?,线刚度 EI/L=3.25×10?kN/m2×0.00636m?/3m≈68250kN?m/rad,实际 600mm 直径 C40 柱(L=3m)线刚度约 6.8×10?kN?m/rad,与 LRB 支座竖向刚度(2667kN/m)分属不同力学参数(竖向刚度 vs 线刚度),正确对比应为 “LRB 支座竖向刚度仅为同截面 C40 混凝土短柱(L=0.5m)竖向刚度的 1/5~1/8”,体现隔震支座 “竖向稳、水平柔” 的特性。
四氟滑板式橡胶支座表面保护:必须保证四氟板与配套不锈钢接触面的清洁与完好,避免任何形式的损伤或拉毛。

板式橡胶支座的应用正推动其传统结构模式的革新,通过材料配比优化与结构设计升级,进一步提升支座的承载能力、变形适应性与抗震性能,更好适配现代工程复杂的受力需求。
安装工艺流程:螺栓预埋:在预埋砂浆固化后、找平层环氧砂浆固化前进行支座安装;高程控制:找平层应略高于设计高程,支座就位后,在自重及外力作用下调至设计高程;质量检验:随即对高程及四角高差进行检验,误差超标应及时调整,直至合格。
支座垫石监理控制:施工前需核查承包人准备工作,重点检查平面位置放样精度、模板安装质量及钢筋网安装合格性,为支座安放提供平整稳固基础。
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 。
基础隔震技术适用范围很广,尤其适用于量大面广的中、低层砖混房屋和钢筋混凝土房屋建筑。在高烈度地震区,采用基础隔震技术建造的房屋,可以突破现行抗震规范中对房屋层数的限制,在保证高度比的前提下可以加高一两层,这样可以增大建筑物的容积率,节省建设用地,提高土地利用率。在中、低烈度地震区,采用隔震技术,投资可能会稍有增加,但建筑的品质与往日的相比已不可同日而语,更重要的是其产生的社会效益无法估量。
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锈蚀与偏位:定期清理杂物,检查防腐措施,偏位时需复核安装精度。
阻尼器连接:与传统阻尼器配合使用时,通常通过钢制支撑与主体结构相连。常见的支撑结构形式包括斜杆型、人字型、门架型及交叉型等,旨在通过设置阻尼设备来减少地震时结构的振动响应。
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