基于性能的抗震设计方法在实际应用过程中迅速发展并走向成熟,目前已经在越来越多的结构类型中得以应用并取得很好的效果,如钢结构、钢—混组合结构等。值得一提的是,隔震结构和消能减震结构性能化设计一方面提升了结构自身的抗震性能,另一方面也促进了减隔震技术的发展。此外,性能化设计也不再单单局限于主体结构,其应用范围已经扩展到非结构构件,如砌体填充墙、玻璃幕墙、管道系统、照明系统、消防系统、通信设备等。
板式橡胶支座内部钢板:钢板是板式橡胶支座承载力的保证,所以钢板在厚度上一定要达到标准,材质上一定要采用成品板材,杜绝折弯板等,在处理上一定要做到除锈,喷砂,从而保证橡胶与钢板的粘接。
当采用预埋地脚螺体孔的地脚螺体连接时,建议用环氧树脂砂浆替代灌浆的混凝土,其配合比(按重量)为环氧树脂(610100,二丁脂17,8,砂250。
如果在支座安装时,采用螺丝或钢楔块等措施进行支座调平,在灌注砂浆垫层凝固后,必须拆除调平螺丝及钢楔块,以便保证使砂浆垫均匀传力。
按支座变形可能性分类:固定支座:反力含HX,HY和N,变形自由度为YX和YY;单向活动支座:反力为HX和N或HY和N,变形自由度为VX或VX,YX和YY;多向活动支座:反力为N,变形自由度为VX,VY,YX和YY。
钢结构设计施工图的内容和深度应能满足进行钢结构制作详图设计的要求。钢结构制作详图一般应由具有钢结构专项设计资质的加工制作单位完成,也可由具有该项资质的其他单位完成,其设计深度由制作单位确定。钢结构设计施工图不包括钢结构制作详图的内容。
GPZ公路建筑盆式橡胶支座的分类:1.按活动方式可以分为:A、双向活动支座:具有竖向转动和纵向与横向滑移性能,代号为SX;单向活动支座:具有竖向转动和单一方向滑移性能,代号为DX;固定支座:仅具有竖向转动性能,代号为GD。
建筑板式橡胶支座性能劣化类型包括钢部件损伤、锚固件及定位件失效、上、下座板变形、活动支座无法活动、位移超限、转角超限和支承垫石部位缺陷等。
(图一)铅芯叠层橡胶隔震支座
分析简支梁桥每处支点受力时,据一般经验可知,T梁通过单独吊装就位后,经过浇注纵缝和隔板连接缝,使同一跨所有T梁连结为一体,车辆动载以作用点为轴心,沿横桥方向迅速衰减,所以,分析支点受力(忽略水平分量,因施工引起的倾角微小)可按下式(经验公式)估算:如何保证每片T梁同步起落,是施工难点的核心所在。
它除了具有竖向刚度与弹性变形,能承受垂直荷载及适应梁端转动外,因聚四氟乙烯板的低摩擦系数,可使梁端在四氟板表面自由滑动,水平位移不受限制:橡胶支座特别适宜中、小荷载,大位移量的建筑使用。
在橡胶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变形压密,调节底面受力状况,以改善或避免支座底面脱空现象的产生,使支座底面受力均匀。
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。
目前,公路建筑,常用的橡胶支座,橡胶板橡胶支座,主盆式橡胶支座,钢球,橡胶支座,隔震橡胶支座橡胶支座:用于铁路建筑,铁路建筑板式橡胶支座(乙)锅(固定)橡胶橡胶支座,橡胶板橡胶支持:小与中小跨径公路建筑,城市建筑盆式橡胶橡胶支座:大跨度连续梁混凝土建筑橡胶支座橡胶橡胶支座通常是直接安装在墩顶面或钢筋混凝土支承垫石,而梁直接设置在橡胶支座板式橡胶支座生产过程的质量控制叠层橡胶支座由多层橡胶板和多层钢板交替平行堆叠,并通过硫化工艺制成的互相粘合,它具有结构简单,制造容易,成本低,安装方便,在我们的公路桥已被广泛应用。
橡胶支座在水千方向则应具有—定柔性,以适应车辆制动力、温度、混凝土收缩利徐变及活载作用下梁体的水平位移。
隔震垫的施工应包括以下人员:甲方、监理、施工技术负责人、技术员、测量员、安装工(包括安装预埋件人员和组装橡胶隔震支座人员)、混凝土浇筑人员、吊装工、钢筋工、木工等,根据工程的实际情况分成不同的班组进行。
工程结构减震控制是工程结构抗震的一个新领域,包括隔震、消能减震、各种被动控制、主动控制、混合控制等。它不是采用加强结构的传统抗震方法来提高结构的抗震抗风能力,而是通过调整改变结构动力参数的途径,以明显衰减结构的震(振)动反应,有效地保护结构内部设施在强地震中的安全,或在其它外干扰力作用下使结构满足更高的减震(振)要求。它已越来越广泛地应用在工程结构的抗震、抗风、减震(振)、降噪等领域中,显示出明显的减震(振)效果,取得了明显的社会效益、技术进步效益和经济效益,引起外学术界、工程界的极大关注,它为工程结构的减震(振)提供了一条崭新的途径。在很多情况下,它比传统的抗震方法更加有效、合理和经济。随着现代化社会的发展,人们对抗震、减震、抗风要求的日益提高,工程结构减震控制技术将会越来越广泛地被应用。
(图二)固定橡胶支座厂家
总体而言,盆式橡胶支座,设计是确保工程质量的前提,材料是确保工程质量的物质基础,施工过程控制是关键。
固定型支座常规状态下位移量不得超过支座设计正常使用剪应变,地震状态下位移量不得超过支座设计地震使用剪应变。
支座垫石顶面高程允许偏差不超过±2MM,顶面四角高差不超过1MM,轴线偏位不超过5MM。支座垫石顶面也要水平,应加强垫石支撑面混凝土的抹平工作,用较长直尺进行刮平,并随时检验其平整度。支座定位通过用以穿透螺栓,将支座固定在支撑结构上。支座更换用铁勾或人工取出旧支座,如旧支座已与垫石粘结而较难取出可用钢纤、铁锤敲击松动后取出。支座及配件应按型号分类放置,不得混放、散放。产品叠放时应以钢板为基准面叠放整齐、稳固。支座检测时有三个是要破坏的,另外三个做外观检测的是会返还给送样单位的。支座建筑高度低,对建筑设计非常有利。支座就位对中并调整水平后,用环氧砂浆或高标号砂浆灌注地脚螺栓孔及支座底板垫层。支座内橡胶与钢板结合部位的剪应力集中现象是支座损伤的主要原因。支座上、下板中心应对中,其偏差不大于2%。支座上、下板中心应对中,其偏差不大于2‰。
板式橡胶支座的工作原理是以橡胶的不均匀弹性压缩来实现梁的竖向转动,以橡胶块的剪切变形来实现梁的水平位移。
因采用隔震技术,上部结构设防烈度适当降低,从而补偿了隔震基础所增加的费用(总造价比常规抗震房屋节省了7%),使房屋既安全又经济,这一此举,开创了这一领域的先例,成为抗震技术史上的一次重大革命,为隔震技术的推广和应用作出了重要贡献。
应对地震安装抗震支座、抗震挡块为了抗击地震的打击,二环路高架桥除了完全满足各类抗震技术规范外,还重点针对地震中高架桥脆弱的部位:梁板,进行特别的防变形、断裂和塌落等各项安全设计。
隔震技术是指在结构底部或某层之间设置由柔性隔震装置(如橡胶支座)组成的隔震层,形成水平刚度很小的“柔性结构”体系,如下图所示。
橡胶支座在我国应用的近三十年间,经过研究与提高,在建筑工程上得到了广泛应用,对提升建筑的使用寿命和行车舒适性及安全性提供了可靠保证。
(图三)LRB600橡胶支座
板式橡胶支座的设计在大量试验研究的基础上,板式橡胶支座的设计中应考虑下列参数:钢盆中橡胶的抗压允许应力为25MPA;聚凹氟乙烯板的抗压允许应力(平均应力)纯聚四氟乙烯为24MP山填充聚四氟乙烯(80%聚四氟乙烯十15%玻璃纤维十5%石墨)为36MPA;纯聚四氯乙烯加295硅脂为30MPA;支座钢件的允许应力为130MPA。
为此,北京建工院材料所针对传统屋面材料及施工做法进行改进创新,利用轻骨料、专用防水凝胶和纤维等,研制出一种具有高防水性、高保温性、不燃烧、寿命长的防水保温材料,成功实现阻燃、保温、防水一体化,节约了施工工期,杜绝了防水层普遍存在的窜水现象。
还有利用球铰原理制作的网架产品球铰拉压支座,这类产品的实现转角一般为0.08弧度,抵抗水平力相对也大一些,但球铰面的摩擦系数稍大,应当注意。
因为这些原因的存在使得落梁后板式橡胶支座产生压偏现象,另外因梁底钢板的弧形弯曲变形落梁后至使板式橡胶支座周边预先受力,使板式橡胶支座的波纹状凸凹现象更为明显。
该项要求在罕遇地震下对压应力做低要求控制,注意此时的组合应当为0D+0.5L+0EX(EY)+0EV,应当为三向地震作用下的压应力控制。
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。
橡胶支座安装完毕后,如果发现以下情况,应该及时做出调整:个别支座落空,出现不均匀受力支座发生较大的初始剪切变形,造成支座偏压严重,局部受压,侧面鼓出异常,而局部落空调整方法一般用千斤顶顶起梁端,在支座上下表面铺涂一层水泥砂浆。
支坐垫石的混凝土强度等级不应低于C30;在安装前,建筑墩、台内应有竖向钢筋延伸至支坐垫石内;在支坐垫石内应布置钢筋网,钢筋直径为8MM时,间距宜为50MM×50MM。
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