但是氯丁橡胶的低温性能差点,一般只适用于低温大于-25℃地区,天然橡胶相比低温性能要出色些,现在制作橡胶支座都在考虑三元乙烯丙橡胶是一种优良的耐低温耐老化的橡胶支座用料,它用于盆式橡胶支座的承压橡胶板,但是这种橡胶与钢板的粘结性较差,所以作为板式橡胶支座的胶料还在研究。
板式橡胶支座(含GJZ、GYZ系列)由多层橡胶与薄钢板经镶嵌、粘合、硫化工艺复合而成,具有承载力强、适应变形能力佳等特点。其耐火性能需满足相关建筑防火规范,部分型号通过优化橡胶配方与结构设计可达到更高防火等级。支座反力通过平面传递,避免力流颈缩,传力路径合理高效。
具有类似于橡胶隔震支座的隔震效果,且具有更高的竖向承载能力和更大的水平变形能力。
在建筑工程设计中,结构经济性优化是一个关键环节,对于采用隔震技术的建筑而言,这一优化过程更为复杂且重要。以砌体结构为例,通过对多个实际工程案例的分析发现,当按规范增加 1 - 2 层时,隔震建筑的造价与抗震建筑基本持平 。这是因为虽然隔震技术在前期需要投入一定的成本用于设置隔震支座和相关构造,但随着建筑层数的增加,上部结构所承受的地震作用通过隔震层的有效隔离而大幅减小,从而在结构设计上可以适当降低构件的尺寸和配筋要求,在一定程度上弥补了隔震技术带来的额外成本,使得整体造价保持相对稳定 。
球冠支座受力:球冠型设计能改善受力状态,尤其在梁体落梁或现浇梁拆模初期,能更好地适应受力变化。
板式橡胶支座是由多层天然橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成的一种建筑支座产品。这类支座通过内部加劲钢板的约束作用,使橡胶竖向刚度显著提高,支座承载力加强,同时支座的剪切变形能力得到保障,能够适应梁端的转动需求。
摩擦摆支座通过在球面抬升实现从动能到重力势能的转变,与常规支座转换为弹性势能有一定的差异;通过摩擦副之间的相对滑动实现能量消耗,是一种兼具弹性恢复能力和耗能能力的隔震支座。
四氟滑板支座属于活动支座,需与普通板式支座配套使用。相较于传统四氟板式滑动橡胶支座 3%~6% 的摩阻系数,滚动式橡胶支座可将固定点的水平力至少降低至四氟板式滑动支座的 1/2,在减少结构受力、提升滑动灵活性方面优势显著。

摩擦摆隔振支座,也被称为摩擦摆减隔震支座或摩擦滑移隔震支座,是一种特殊的建筑结构支承装置。它基于摩擦力和摆动原理工作,用于减小建筑结构在地震或其他外部振动下的振动幅度,提高结构的抗震性能。
水平变形能力是衡量隔震橡胶支座抗震性能的另一个重要指标。通常要求设计剪切应变达到 250%,这意味着支座能够承受较大的水平变形。根据这一指标,位移量可以通过支座高度 ×2.5 来计算,以确保在地震发生时,支座能够通过自身的水平变形有效地吸收和分散地震能量。同时,为了保证建筑结构在地震后的正常使用,要求震后 24 小时内,支座的复位偏差≤5mm,确保建筑结构能够迅速恢复到稳定状态,减少地震对建筑使用功能的影响 。
摩擦系数变化:在长期不活动的条件下,其摩擦系数可能发生变化。
橡胶材料性能要求项目试验标准性能氯丁橡胶硬度(IRHD)GB/T6031-9860±3拉伸强度(MPA)GB/T528-98≥17扯断伸长率(%)GB/T528-98≥400脆性温度(℃)GB/T1682-94≤-40耐臭氧老化(试验条件为25~50PPHM,20%伸长,40℃×96H)GB/T7762-87无龟裂热空气老化试验试验条件(℃×H)GB/T3512-83100×70拉伸强度降低率(%)<15扯断伸长率降低率(%)<40硬度变化(IRHD)<+15试件做分离试验时,橡胶与四氟板之间的小粘着强度(KN/M)GB/T7761-87>4试件做分离试验时,橡胶与金属板之间的小粘着强度(KN/M)GB/T7760-87>7恒定压缩永久变形(70℃×22H)(%)GB/T7759-96≤20三、建筑支座的布置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。
橡胶支座根据胶种特性,板式橡胶支座的适用温度范围分类如下:氯丁橡胶:适用温度 +60℃∽-25℃;天然橡胶:适用温度 +60℃∽-40℃;三元乙丙橡胶:适用温度 +60℃∽-45℃
球形支座:以其大位移量、大转角能力和高承载力的特点,适用于特殊复杂工况的大型工程。
动力学分析:在深入研究支座的动力学特性时,例如通过功率流等方法分析其能量传递,可以清晰地观察到支座参数对结构响应的影响。为聚焦核心问题,相关研究常选取典型位置(如固定墩和活动墩)作为分析对象,深入探究流入结构的功率流如何随支座水平刚度的变化而变化,从而为支座参数的优化选择提供依据。
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。
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橡胶支座的老化性能竖向刚度先测定被试橡胶支座的竖向刚度、水平刚度、等效黏滞阻尼比;再将橡胶支座置于100℃的恒温箱内185H(或相当于20℃X60年的等效温度和等效时间)后取出,冷却至自然室温,再重新测定橡胶支座的竖向刚度、水平刚度、等效黏滞阻尼比及水平极限变形能力。
加劲钢板的作用:钢板主要承担压力,限制橡胶层的侧向膨胀,从而极大地提高了支座的竖向刚度和抗压承载力。夹层钢板的厚度(T,通常为2~4mm)是一个关键设计参数。钢板的破坏(如断裂)是橡胶支座失效的重要模式之一。钢板越厚,其屈服强度和发生屈服的位移量越大,支座的承载能力和变形能力也相应增强。
设计基本原则:首先需评估建筑结构是否适宜采用隔震设计,核心判据是结构周期增长后,隔震系统能否有效提升地震时的能量吸收效率。
隐蔽工程验收:对关键工序加强质量检查,并做好详细记录。
同时,在装置施工部的配筋架设过程中,下预埋板周边的钢筋配筋需要合理避开预埋锚筋及预埋套筒,确保支座安装位置的准确性。
板式橡胶支座:通过内部加劲钢板与橡胶层的叠合结构,实现承压与剪切变形功能。主要特点是将上部结构反力可靠传递至墩台,同时依靠橡胶的剪切变形适应梁体由温差引起的伸缩,具有构造简单、安装便捷、无需养护等优势。
在冬季低温区(<-20℃),橡胶的性能会受到低温的显著影响,容易变脆、硬化,从而降低支座的可靠性。为了延缓橡胶老化,可在支座外部加装保温套,保温套能够有效地减少热量的散失,保持支座内部的温度,降低低温对橡胶性能的影响,延长支座的使用寿命 。
四氟板式橡胶支座需要进行中心受压试验,主要测试支座在受压状态下的压应力与压应变关系,以及在设计荷载作用下的压缩变形值和残余变形值。通过这些试验数据,可以准确确定支座的抗压弹性模量与抗压形变模量。
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基础性能:竖向承载力大、抗拉力强,能稳定传递结构荷载,同时通过弹性变形适应结构变形需求。
施工质量控制核心要求:安装精度控制梁体安装或现浇阶段,必须保证支座位置与标高准确,梁体与支座充分接触、轴线一致,避免出现空隙或接触不充分的 “梁体支座脱空”(俗称 “三条腿”)问题,防止支座受力不均、局部应力集中。盆式橡胶支座安装需严格遵循设计图纸要求:支座设计必须按规范完成精确计算,安装时确保整个平面均匀承压,支座与上下结构接触紧密;安装后需及时拆除连接板,避免影响支座正常变位功能;混凝土养护期内,禁止一切车辆通行,保障结构稳定成型。
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。
橡胶支座安装技术:要求支座安装前需核对型号、方向,确保无漏放、错放情况;安装过程中严禁使用润滑油代替硅脂油,四氟滑板支座需按要求注入硅脂油;支座安装完成后,需拆除临时固定设施,全面检查安装偏差及异常情况;记录安装过程中的各项技术参数与偏差数据,确保支座正常工作。
隔震支座分类:橡胶隔震支座主要分为有芯型(铅芯支座)和普通型两大类别。
为保障框架梁就位精准,应在各跨梁体或盖梁两侧支座中心位置进行交叉定位,并于梁端标定中心线的垂直线。落梁时,须确保梁体标记线与墩台支座中心线精确重合。
这样的异常现象容易随着时间的增长,钢板锈蚀严重,导致支座受力不均或支座无法受力。这样就容易造成支座局部脱空,局部剪应变总过大,严重的甚至会造成支座胶层开裂,降低其使用寿命。这样可以延长橡胶支座的使用寿命。这一系列工序非常重要,它将影响混凝土的浇筑质量。这种类型的减(隔)震橡胶支座包括高阻尼性能的橡胶支座、普通橡胶支座和铅芯橡胶支座等。这种裂缝一般都要影响结构的安全,应进行必要的处理。
橡胶支座与隔震技术是现代工程抗震的重要一环,它代表了建筑防震理念从“抗”向“隔”与“耗”的转变。随着材料科学进步与设计理论完善,未来隔震技术将进一步推动建筑与桥梁工程向着更安全、更经济、更耐久的韧性设计目标发展。
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