简易支座多用于小型或临时建筑结构,具有构造简单、成本低廉的特点;钢支座则承载能力强,适用于大跨度结构,但存在用钢量大、维护成本高的问题。
近日有与同行探讨某隔震方案,说起一个新的问题,《建筑工程建筑面积计算规范》(GB/T50353-201规定:结构层高在20M及以上者计算全面积,结构层高不足20M的计算1/2面积。本条规定主要是针对坡地建筑,但有些地方的建设主管部门理解较为生硬,要求对独立的、除检修以外并无使用功能的隔震层也套用本条文,导致如果采用隔震技术建筑面积会增加的情况出现,使项目遭遇困境,这本是不该发生的故事。
FPS建筑摩擦摆支座(Friction Pendulum System,简称FPS)是一种用于建筑物抗震设计的摆式隔震系统。它基于摩擦力和摆动原理,旨在通过球面摆动延长结构振动周期和滑动界面摩擦消耗地震能量,从而实现隔震功能。
盆式橡胶支座通过特殊的结构设计,在承载能力、转动性能和位移适应性方面表现出色,特别适用于大跨径和重载结构的工程需求。
墩台预留空间与布置原则在设有橡胶支座的墩、台部位,应预先留出足够的支座更换操作空间。同时,应遵循“一梁一侧一座”的原则,即同一根大梁在横桥向严禁设置两个及以上支座,以避免因不均匀沉降或变形导致的支座受力失衡。
关于橡胶支座,特别是氯丁橡胶支座的设计使用寿命,国际工程界存在不同观点与经验。有资深工程师基于长期观测与材料研究,认为在正常使用环境下,其寿命预期至少在50年以上,通过优化设计与材料改良,甚至有望达到100年。
该支座主要由上、下固定板、滑动面、摩擦材料和连接件等部分组成。当地面发生震动时,建筑物会受到水平方向的地震力作用,这些地震力通过连接件传递给摆,使摆产生滑动。在滑动过程中,摆与摩擦材料之间产生摩擦力,从而将地震的能量转化为摩擦热,这种能量转化过程降低了地震对建筑物的影响,实现了减震效果。
四氟板式橡胶支座按橡胶材质划分适用气温范围:氯丁胶型(+60℃~-25℃)、天然胶型(+60℃~-40℃)、三元乙丙胶型(+60℃~-45℃);选用时支座承载力偏差需控制在 ±10%。该类支座依靠聚醚聚氨脂变形适应转动需求,聚醚聚氨脂橡胶圆盘需兼具足够刚度(承受垂直荷载、避免过度变形)与柔度(适配转角、防止脱空),避免过大应力传递至聚四氟乙烯板等构件。

周期性检查与维护定期检查支座是否有扭曲、变形、开裂、钢板外露锈蚀等情况。支座顶部钢板若设计偏薄或防护不当导致生锈严重,会削弱其承载能力。
IS022762-1(部分:试验方法》规定了减(隔)震橡胶支座性能的试验方法以及其生产过程中所用的橡胶材料性能的测定,如压缩和剪切性能、支座的耐久性能和所用材料的力学物理性能.IS022762-2(第二部分:建筑应用规范》规定了用于建筑的减(隔)震橡胶支座的要求和用来制造这种支座的橡胶材料所应满足的具体要求。
然后在支墩四个角部各焊一根短钢筋棍(与柱墩中附加的钢筋焊在一起),钢筋棍的顶标高为下预埋板的钢板下表面标高(见;与此同时,将梁底模支设完毕;——具体支模由施工方设计方案.橡胶支座安装下预埋板:利用塔吊将下预埋板吊至支墩上,然后利用葫芦吊(或人工)将埋板吊装到位,下预埋板标高和中心线位置调整准确后简单固定下预埋板;减震盆式橡胶支座不但保留了原盆式橡胶支座承载力大、转动灵活、建筑高度低等优点,而且在橡胶板上增加了一个其上表面设有一下消能板的钢衬板,并在单向活动支座中间钢板或固定支座盆塞的下表面设有一上消能板,又在支座钢盆上缘口的槽口内设有一橡胶阻尼圈。
更换施工关键步骤:1. 施工前封闭交通,准备同步顶升系统、新支座及清理工具;2. 采用同步顶升系统均匀顶升梁体,控制顶升高度,避免梁体受力不均损坏;3. 拆除旧支座,清理垫石表面残留物,确保表面平整清洁;4. 按安装规范放置新支座,调整中心线及水平度,确保密贴;5. 缓慢回落梁体,拆除顶升设备,进行荷载试验验收,合格后方可恢复交通。
在预制梁架设或现浇混凝土施工完成后,监理单位应重点核查支座的临时固定装置是否已拆除、梁底是否存在残留杂物、支座防尘保护装置是否安装到位等关键项目。
支座的耐火性能通过严格测试验证:将支座置于以木柴、柴油为燃料的明火中燃烧1小时后取出,冷却至常温,测试其竖向极限压应力与同批支座的变化率不应超过30%。橡胶材料本身需满足抗压强度高、弹性好、徐变小、温度适应性好、耐老化、耐磨耗等综合要求,确保长期使用的耐久性。
变形协调控制:在施工及使用中,必须严格控制相邻支座的竖向变形差异。过大的竖向变形差会导致相连水平构件(如梁)两端产生较大的附加弯矩和剪力,增大节点域的破坏风险。
特别是在设计、施工上稍有缺陷或不足,就会引起伸缩装置的早期破坏。特别注意锚板、锚环及横梁支撑箱下面的混凝土密实。特点:承载能力强,能适应建筑的位移和转动的需要,目前仍应用于铁路建筑。特殊构件施工缝的位置及处理要求;特殊规格可由用户提出协商生产。特有的圆弧面滑动可以自动复位,限制隔震支座的位移,地震之后可以恢复原位。提高板式橡胶支座防水设计质量的重要性不言而喻。提高结构构件的强度和延性提起橡胶支座,首先我要给大家介绍一下支座的含义。提前准备灌注支座板与垫石顶面之间无收缩高强度灌注的材料及搅拌机具。体系的整体性和规则性天然橡胶隔震支座(LNR),是以天然橡胶为主要原材料制成的。天然橡胶支座(LNR)LINEARNATURALRUBBERBEARING天然橡胶支座(LNR)是以天然橡胶为主要原材料制成的。调整X-Y方向,高度及倾斜度皆在容许值内。调整建筑的纵横坡,特别是斜、弯桥、纵坡较大的桥。调治构造物有无损坏、冲刷、变形,能否正常发挥作用。铁道部此前要求铁路公司和铁路局自行融资,相当于对外宣布不再经济支援,给铁路局带来很大压力。铁路建筑由于桥宽较小,支座横向变位很小,一般只需设置单向(纵向)活动支座。通常板式橡胶支座在荷载作用之下,钢板之间的橡胶向外发生均匀的凸起属正常现象,见8—1。
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抗震抗压建筑橡胶支座承载能力的合理选择减(隔)震橡胶支座的国际标准本标准适用于减、隔震橡胶支座,其用途为保护建筑物或建筑不受地震破坏.这里提到的隔离装置由合成橡胶层和加劲钢板交互叠制成夹板型设计(我国称之为板式橡胶支座一类结构类型支座,只不过按抗震要求进行设计的支座类型),安装在上部结构与下部结构之间,可以产生柔性,使上、下部结构两大体系在地震时脱离,又可产生缓冲力以减少隔离界面上的位移,还可以在隔离周期内降低地震力从地墓上传递到结构中的能量。
隔震支座技术的精细化应用是提升工程抗震能力的核心路径,工程实践中需结合支座类型特性,严格落实施工安装要点,重视支座全生命周期维护。未来需进一步深化支座材料性能与结构设计研究,推动隔震技术在更广范围的工程中落地,为建筑与桥梁工程的抗震安全提供坚实保障。
板式橡胶支座的检验项目按本标准的要求逐项检验按表2和表3外部项目进行检查时,如有一项不符合标准要求,则该件产品应判为不合格产品,不得出厂;按表4中的竖向刚度、水平刚度、屈服后水平刚度〔有芯型)、等效黏滞阻尼比项目进行抽检时,如有一项不符合标准要求,对同批产品加倍抽样对不合格项目复检,如仍有不合格项目时,则该批产品应判为不合格产品,不得出厂。
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。
普通板式橡胶支座适用于跨度小于 30m、位移量较小的建筑与桥梁工程;平面形状选型需匹配桥跨结构类型:正交建筑优先选用矩形支座,曲线桥、斜交桥及圆柱墩桥则适配圆形支座;球冠圆板橡胶支座因受力性能更优,可在对变形适应性要求较高的圆形支座应用场景中优先选用。
隔震橡胶支座为了改善框架或底框结构的抗震性能,同时克服现有耗能减震加固方案存在的问题,周云教授设计了扇形铅粘弹性阻尼器对框架或底框结构进行抗震加固,该阻尼器可直接安装于柱底节点区或是边柱和中柱的梁柱节点区J,如2所示这种加固方案具有以下优点:(加固时不需拆除填充墙,施工方便,省工省时;阻尼器可直接通过预埋或后锚固的连接件与结构相连,不需使用额外的支撑等连接构件,节省材料;只在梁柱节点局部加设阻尼器,不影响空间使用;阻尼器采用符合建筑美学观点的弧形构造,整体造型美观。
FPS摩擦摆支座通常由一个上座板、一个下座板以及一个位于两者之间的球面滑动面构成。上座板与上部结构相连,而下座板则与基础或地面相连。在地震发生时,上座板相对于下座板在球面滑动面上滑动,产生摩擦耗能,从而减小地震能量对上部结构的影响。
为实现梁体精准落位,可在梁体底部预先标记支座十字中心线,并在梁端立面位置绘制相应的竖向对中参考线,使安装时梁体轴线与墩台支座中心线完全重合。
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FPS摩擦摆支座(Friction Pendulum System,简称FPS)是一种先进的结构隔震装置,用于减少建筑物或桥梁在地震时受到的震动影响。它基于摆的动力学原理和摩擦耗能机制,通过隔离上部结构和基础之间的相对运动来减小地震能量向上部结构的传递。
支座的耐火性能通过严格测试验证:将支座置于以木柴、柴油为燃料的明火中燃烧1小时后取出,冷却至常温,测试其竖向极限压应力与同批支座的变化率不应超过30%。橡胶材料本身需满足抗压强度高、弹性好、徐变小、温度适应性好、耐老化、耐磨耗等综合要求,确保长期使用的耐久性。
方案设计:遵循设计规范与规程,不得照搬其他建筑防水设计方案;尽量利用结构构造找坡,深化构造节点设计,确保防水方案细致合理。
FPS建筑摩擦摆支座的主要特点包括自动调整侧向刚度和复位、震动周期与所载质量无关、具有稳定的滞回性能和优异的耐久性、以及能自行调整侧向刚度和自行复位等。它主要应用于建筑、桥梁以及其他土木结构隔震设计及抗震加固改造中。
临时连接:对于预埋型支座,待支座垫石处混凝土达到设计强度后,方可拆除为运输和定位设置的临时连接螺栓(此螺栓需妥善保管,以备后续维护使用),并清扫干净预埋钢板表面。
影响隔震工程直接造价的因素很多,主要包括:工程所在场地、抗震设防类别、烈度;结构方案、形式(框架、砌体)、建筑层数、面积;是否有地下室;设计技术水平,施工技术水平;隔震层设计;特殊用途等.按四川汶川等地区2009年重建的2-4层隔震建(学校,医院等)平均统计如下:.隔震层增加造价部分:橡胶隔震支座:+140~170元/平方米(建筑面积)支礅及顶部梁板:+20~35元/平方米隔震层管线及施工成本:+10~13元/平方米隔震层设计成本:+10~12元/平方米建筑隔震橡胶支座标准、《GB20688.3-2006》建筑隔震橡胶支座标准等相关标准和各地应用实例,都可以说明隔震橡胶支座是目前建筑、房屋等建筑减震的技术产品。
摩擦系数影响:静、动摩擦系数的差对隔震性能影响较大,由于动摩擦系数比静摩擦系数小,滑动一旦开始,速度不断增加,当摩擦阻力减小较大时,可能会出现类似于负刚度现象,这不仅会造成滑移量大,有时甚至可能出现滑移失稳,因此需匹配合适的限位复位机构。
板式橡胶支座中的拉压支座可同时承受竖向拉力与压力,其结构设计亮点在于:支座中心设置拉力螺栓,将支座顶板与下滑板刚性连接,可传递竖向拉力(如斜拉桥边跨支座的负反力);下滑板与底板、锚固扣板之间设置不锈钢板与聚四氟乙烯板的滑动副,既保证竖向力传递,又不影响支座的纵向滑动,适应梁体的温度伸缩变形。
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