三、细部构造的设计建筑的附属结构在建筑的隔震设计中同样发挥着巨大的作用,这些附属结构和构件主要包括限位装置、伸缩缝、防落梁装置等,通过对诸多震害调查的分析和动力时程分析我们发现这些细部构造是影响建筑结构动力响应和隔震效果的重要方面。
再者柔性连接在材料选用上也遇到一些问题,例如:工程选用Φ150排水金属波纹软管,虽然满足了对地震位移的要求,但在实际使用中发现在水平段出现经常性的堵管,隔震橡胶支座使用造成困难。
摩擦摆隔震支座是一种先进的隔震装置,通过其独特的摩擦耗能机制,能够显著提高建筑物和桥梁的抗震性能,保护人民生命财产安全。
复位能力强:在地震结束后,FPS摩擦摆支座能够利用自身的复位机制使上部结构恢复到原来的位置,保证建筑物的稳定性。
在支座底面加一圈直径D=2.5MM的半圆形橡胶圆环,支座受力时首先由底部圆环变形压密,调节底面受力状况,以改善或避免橡胶支座底面脱空现象的产生,使支座底面受力均匀。
在2011年日本的“3·11”0级大地震中,仙台、福岛等震区建筑等近100栋隔震建筑完好无损,室内设施和物品甚至没有发生移位,其中包括高度超过100米的高层隔震建筑,而没有采用这一技术的传统抗震建筑则大量损位。
请关注叠层橡胶支座隔震是建筑结构抗震新兴技术对公路建筑橡胶支座现场交通荷载调查分析结果如下:1调查区域特点由于国土面积较大,如果在每个省份展开交通荷载调查,会导致调查工作量过大且无必要。
隔震和消能减震设计把非线性、大变形集中到一组构件(隔震支座和阻尼器)上,这样就可以把设计、试验和制造的注意力集中到这些构件上。由于结构处于(或近似于)弹性变形状态,结构分析的方法可以简化,分析更加可靠。
(图一)HDR高阻尼减隔震支座
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。
板式橡胶支座A,B分别给出了对于三跨、五跨、七跨连续梁桥在Ⅰ、Ⅳ类场地,不同烈度水平地震作用下的计算结果.在Ⅰ类场地条件,上部结构传给板式支座的地震力受滑板支座摩擦系数变化的影响不大;在Ⅳ类场地条件下,则随摩擦系数的增加而降低.同时在中标出在低烈度水平地震作用及不同摩擦系数值下,存在部分滑板支座发生滑动的情况.板式橡胶支座剪力随跨数增加的变化规律给出连续梁桥在Ⅱ类场地不同烈度水平地震作用下,随跨数变化的计算结果.从中可知、,上部结构传给板式橡胶支座的地震力随跨数增加仅略有增加.中同时给出了按《规范》公式4.2.6-1.4.2.6-4计算的结果,其中,在按《规范》公式4,2.6-4计算时,摩擦系数取0.02.对于常用的滑板支座,其摩擦系数值通常在0.02—0.06之间,由计算结果可知,按4.2.6-1计算结果与时程分析结果比较接近,变化规律也与时程分析结果类似,但有时所得结果偏低.按《规范》公式4.2.6-4计算,因《规范》规定局≥0.3,P1D=0.02,可知随跨数增加板式支座剪力迅速增加,并随烈度增加而增大,但由5知,时程分析结果并不呈现这样的规律,而随跨数增加,仅略有增加.如果在4.2.6-4式中使用滑板支座所具有的实际摩擦系数值计算,则有时会得到板式支座剪力为负值的错误结果。
橡胶隔震支座的应用领域较为广泛,即可用于隔离地震引起的振动,也可用于隔离设备振动或环境振动。在建筑工程上橡胶隔震支座广泛用于医院、学校、通讯、消防、电力、金融、博物馆、核电站等重要建筑,以保证地震后结构和设备完好,功能不中断。近年来在住宅项目上也有大量应用。橡胶隔震支座还广泛用于公路、铁路建筑,以防止由地震引起交通中断,削减车辆引起的振动和温度变形。在设备隔震方面,橡胶支座用于贵重设备隔震和隔离震动设备引起的振动,橡胶支座还可用于石油浮放储罐和输油管线的隔震。
为了隔离竖向震(振)动,对于隔震(振)体系,则要求隔震(振)装置具有合适的竖向刚度,使隔震(振)体系的竖向自振周期远离上部结构的自振周期及场地(或振源)的特征周期(或激振周期)从而明显有效地隔开竖向震(振)动,降低上部结构的震(振)动反应。
任何一项与建筑结构安全相关的新技术的推广,通常都将经历研究、试验、试点再到广泛应用的较长过程。抗震新技术尤其要经过发生概率较低的大地震的实际检验方可推广应用。橡胶隔震支座经历了近50年的研究发展,目前橡胶隔震支座结构简单、造价合理、理论和试验研究成果比较丰富和完善,且经历多次地震检验效果明显,标准相对健全,技术较成熟,已进入推广应用期。在今后较长时期橡胶隔震支座将成为建筑隔震依托的主要产品。目前,我国建筑上使用多的是普通橡胶支座和铅芯橡胶支座。普通橡胶支座阻尼较小,地震作用下的水平位移较大,但变形后的恢复性能好。铅芯橡胶支座在罕遇地震作用下水平位移较小,但是对于高频波的隔震效果相对较差,且上部结构高振型影响较大,针对两种橡胶支座的性能特点,通常采用两种橡胶支座合理组合的建筑隔震体系可以达到较好的隔震效果,同时隔震层罕遇地震下的变形也能得到较好的控制。由于铅芯橡胶支座在生产和使用过程中存在环境污染风险,所以国际上开始探索使用高阻尼橡胶支座作为升级替代产品,高阻尼橡胶支座阻尼和水平刚度依赖于应变频率和幅值,对高频波的隔震效果较好。高阻尼橡胶支座对橡胶材料性能要求较高,影响支座性能的因素较多,在试验研究及结构设计上尚有许多难点需要突破。另外,由于市场工艺水平的限制,过去我国建筑隔震支座产品尺寸较小、性能不稳定、产品繁杂,随着工艺水平的提高,标准化的高性能大尺寸隔震产品必将成为主流,以适应更高的建筑抗震性能要求。
支座垫石施工前应督促承包人对盖梁或台帽进行凿毛、洒水湿润:施工前一定要督促承包人对盖梁或台帽进行凿毛、清扫、并要洒水湿润。
建筑使用隔震技术,施工时增加了隔震层的施工,比常规建筑增加了施工时间。但采用隔震技术后上部结构构件配筋减少,钢筋制作难度减小,建筑材料节约,制作人工减少。对隔震和非隔震建筑施工时间进行详细对比结果表明,总工期没有明显增加。
扇形铅粘弹性阻尼器的安装形式隔震橡胶支座扇形铅粘弹性阻尼器综合利用两种耗能机制和两种耗能材料同时耗能,滞回性能稳定、耗能能力强、变形能力大、构造简单、造美观、占用空何小、适用范围广,既可用于结构抗震,又可用于结构抗风,既可用于新建结构,也可用尹既有结构的加固,因而具有广阔的应用前景。
(图二)建筑高阻尼隔震支座生产厂家
由于流量高、车速快,经过长时间的通行磨损以及环境气候的影响与侵蚀,多处高架道路防撞墙伸缩缝聚氨酯材料老化、脱落,出现嵌缝开裂、电缆线裸露、混凝土破损等病害,这些病害不仅影响着高架道路的外在美观,同时也导致伸缩缝止水效果逐渐丧失,顺着破损处下泻的雨水,对地面道路行车安全产生一定影响的同时,还会加速建筑支座老化,对建筑使用的耐久性不利。
供应各类建筑橡胶支座价格,建筑橡胶支座类型很多,主要根据支承反力、跨度、建筑高度以及预期位移量来选定。
支座反力的力流分布按支座的结抅型式通常可分为弧形支座、摇轴支座、辊轴支座、板式椽胶支座、四氟板式橡胶支座、盆式橡胶支座、球型支座等,这些支座将在以下各章节分别予以介绍。
某高速公路的互通立交桥和跨河大桥上的支座,由于设计纸上选用错误,有关部门发现后,不得不将已安装好的橡胶支座全部撤换,造成很大的经济损失。
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。
建筑隔震橡胶支座的标准有标准:《GB20688.3-2006》;建筑隔震橡胶支座行业标准:《JG118-2000》。
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;5.采用顶升施工时,应尽量缩短支座更换的时间;6.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;7.施工时尽量减少桥面荷载,对实施处理的建筑应封闭交通;8.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;9.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;10.由于建筑本身可能存在其他病害,在建筑橡胶支座更换过程中应注意对原有其他病害的监测。
通过上面的介绍,我们对影响板式橡胶支座质量的因素有了一个大概的了解,我们今后再采购或者使用板式橡胶支座时,就要多关注这些因素。
(图三)建筑橡胶铅芯支座
LRB500隔震支座的构造,LRB500隔震支座由以下几个部分组成:
但是,隔震支座的竖向刚度一般不大,比如一个600直径的铅芯橡胶支座的竖向刚度为2667KN/MM(某产家参数),而一个600直径的C40混凝土柱的线刚度为9189KN/MM,相差达2倍多。
通常板式橡胶支座使用时,应通过转动计算,使支座顶底面与建筑全面积接触,局部脱空一方面造成支座压应力增加,另—方面支座脱空部位与外界空气接触,容易产生橡胶老化。
复位能力强:在地震结束后,FPS摩擦摆支座能够利用自身的复位机制使上部结构恢复到原来的位置,保证建筑物的稳定性。
当球型支座的转动中心与上部结构的转动中心重合时,只需要球冠衬板与球面四氟板之间发生滑动就可使支座转动.但当球型支座与上部结构两者的转动中心不重合时,支座的转动就要受到梁体的约束,此时就必须在上支座板与平面四氟板之间设置第二滑动面。
类型裂纹钢板不均匀支座支座位置劣化等级外露取口与雎胶脱空剪切串动AA(极严重)裂缝宽于2MM,外露长串动大于水平裂缝长度大于度大于//TANα>0.45相应相应边长50%100MM边长25%A1(严重)裂缝宽于2MM,水平裂缝长度大于相应边长25%局部外露沿支座一侧外鼓长度占相应边长25%有脱空/串动小于相应边长25%沿支座一裂缝宽度1~2MM惻外鼓长B(较重)水平裂缝长度大于相应边长25%/度占相应边长10%~25%///裂缝宽度0.5~1MM,沿支座-侧外鼓长C(中等)水平裂缝长度大于相应边长10%/度小于相应边长10%///龟裂,裂缝宽度小于0.5MM,D(轻激)无水沪裂缝在确定建筑支座性能劣化类型和劣化等级时,应在光线明亮的条件下用肉眼及适当的检测设备(如裂缝放大镜、角尺、塞尺等)检查。
利用构件钢筋作避雷线时,应采用柔性导线连通上部与下部结构的钢筋。导雷体冒出不小于水平隔震缝的多余长度,主筋与预埋件焊接,预埋件与导雷体焊接。
基于橡胶支座的构造和分类,对公路建筑设计中橡胶支座尺寸的计算和支座规格的选定进行阐述,同时对支座安装过程进行力学分析,具有一定的工程实践意义。