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建筑隔震橡胶支座制造工艺及适用范围
来源: 管理员 | 发布时间: 2020-06-29 | 36 次浏览
  建筑隔震支座由上连接板 上封板、铅芯、多层橡胶、加劲钢板 、保护层橡胶、下封板和下连接板组成。多层橡胶、加劲钢板构成多层橡胶支座承担建筑物重量和水平位移的功能,铅芯在多层橡胶支座剪切变形时,靠塑性变形吸收能量,地震后,铅芯又通过动态恢复与再结晶过程,以及橡胶的剪切拉力的作用,建筑物自动恢复原位。对应不同铅芯、桥梁的要求,建筑隔震支座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。
  建筑隔震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、桥梁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80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国家和行业相关规范、规程和标准的要求。
  建筑隔震支座适用范围
  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;用于桥梁,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。
  建筑隔震支座设计
  在框架结构每根柱下布置一个隔震支座,对应长期设计荷载小的柱布置弹性滑板支座,因剪力墙在大震时会出现拉应力,故剪力墙下布置橡胶支座,隔震层变形由橡胶隔震支座确定,铅芯支座主要布置在隔震层外围以增加隔震结构抗扭性能。结构的偏心率可通过合理布置铅芯支座位置得到控制。
  建筑隔震支座结构包括橡胶支座,四氟板和不锈钢板,为弹性体与摩擦型串联形式,其工作原理为:地震时橡胶支座提供初始刚度,当支座克服静摩擦力后四氟板直径为300mm,四氟板设计面压为20MPa。在竖向压力1400kN作用下,四氟板与不锈钢板面之间加砖脂汕润滑情况下水平摩擦系数为0.6%,四氟板余不锈钢板面之间不添加润滑剂情况下水平摩擦系数为4%,屈服前刚度4.25KN/mm。为考察润滑剂在长期试用下的性能,该工程弹性滑板支座上述两种形式都予以采用。为控制使用建筑隔震支座的质量,安装前对全部支座进行了检测,橡胶支座的测试内容包括竖向刚度,剪切变形100%水平刚度和屈服力。
  常用的桥梁减隔震装置有柔性支承装置和阻尼装置两种类型,其中橡胶支座是应用最广、实用性最好的一种柔性支承装置。橡胶支座由薄钢板和薄橡胶板交替叠合经高温硫化粘结而成,所采用的橡胶一般有天然橡胶和氯丁胶。由于在橡胶层中加设夹层薄钢板,而且橡胶层与夹层钢板紧密粘结,当橡胶支座承受垂直荷载时,橡胶板的横向变形受到约束,使橡胶支座具有很大的竖向承载力和竖向刚度。因薄钢板不影响橡胶板的剪切变形,使橡胶板对任何水平方向的运动均呈柔性约束。当橡胶支座承载水平荷载时,其橡胶层的相对侧移大大 减少,使橡胶支座可达到很大的整体侧移而不致失稳,而且保持较小的水平刚度(仅为竖向刚度的1 /500―1 /1500)。
  桥梁减震隔震支座的设计特点所谓减隔震支座设计,是指通过安放减隔震支座,使桥梁在水平方向上得到柔性支承,以增长其在该方向上的固有周期,同时通过阻尼装置来提高系统的阻尼效应:从设计反应谱可知,系统周期增大、则设计荷载减少。因而地震力也就减少,对桥梁而言,应以其固有周期增长后,结构能否提高地震时的耗能能力来判断隔震的性能,同时,采用减隔震技术后.应使桥面结构和桥梁的下部结构不产生不利的祸联振动效应,上部结构(梁体)的相对位移亦不应对桥梁的使用功能产生影响。对采用隔震支座的桥梁其基础地基应具有较坚实的场地条件,对软土地基的桥梁、以及下部结构具有较大的柔性、固有周期本来就较长的桥梁,应仔细考虑与其他减震技术共同使用。因为只有在梁体和下部结构的固有周期相些较大的情况下,上、下部结构之间才不会产生较大的耦合振动效应,桥面的运动才能反映出隔震支座的减震效应隔震橡胶支座基本上又分为滑动支座和橡胶支座。滑动支座用来通过摩擦界面过滤输人的地震力,但除了摩擦摆锤支座(FPB)外,这种体系很少具有自复位能力,而FPB具有曲线的滑动面,因而可给隔震结构提供由重力产生的恢复力。橡胶支座具有高的侧向柔度,可以延长结构的振动周期,避开共振区域,通常与高阻尼材料共同使用来防止隔震结构发生较大应力较小(约为10MPa ),在塑性变形条件下具有较好的疲劳特性,被认的位移。隔震支座中目前较为广泛采用的是铅芯橡胶支座(LRB)。铅的剪切屈服为是一种较好的阻尼器。在剪切作用下,铅块发生变形,铅芯屈服后产生的滞变消能作用可以降低隔震结构的位移.且使得下部结构在多数地震作用下仍能保持在弹性范围内。同时,由于铅芯橡胶支座具有较高的初始刚度,在非地震荷载,如制动力、风荷载、蠕变及温度等因素的作。甩下,支座能深持较小的变形.而不影响结构的正常使用,避免了普通橡胶支座变形大的缺点。
  减、隔震橡胶支座与防护设施的施工为使支座及其防护措施能够正常使用,发挥减震隔震的作用,支座的施工质量要求较高。依据抗震支座及其防护措施的施工经验,总结以下施工注意事项:
  (1)支座顶面要严格保持水平。先对墩台顶面的垫石用砂轮打磨平整,其平整度误差控制在1mm以内。然后,均匀地铺厚度相同的环氧树脂砂浆,放置支座,拧紧螺栓。
  (2)安装支座后,应在钢盆内的位移槽中填塞泡沫或棉絮,以避免梁体施工时,混凝土及杂物落人支座内,最终影响支座的自由位移。临时支座拆除后,及时将泡沫或棉絮取出。
  (3)临时固结支座施工与拆除,勿损害永久支座。尤其拆除,若人工拆除,防止混凝土碎碴和切割钢筋时碎片等落人支座滑移槽。可采用微膨胀炸药拆除,方便快捷。

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