斜角支座在斜交橋上安裝時(shí),短邊應(yīng)平行于順橋向,長(zhǎng)邊應(yīng)平行于墩臺(tái)中心線,順橋向與墩臺(tái)中心線的斜交夾角應(yīng)與支座的銳角相符。
正常情況下,以及地震時(shí)建筑未產(chǎn)生傾覆力矩時(shí),控制箱不發(fā)揮作用,隔震橡膠支座獨(dú)立承擔(dān)豎向和水平向作用力,滿足常規(guī)的和設(shè)防烈度時(shí)的使用功能;在罕遇地震發(fā)生時(shí),當(dāng)橡膠支座上產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí),拉應(yīng)力主要由控制箱承擔(dān),隔震橡膠支座承擔(dān)的拉應(yīng)力很小,當(dāng)隔震橡膠支座上的壓應(yīng)力超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí),此時(shí),控制箱和與隔震橡膠支座共同承受豎向壓力。
GPZ公路建筑盆式橡膠支座的分類:1.按活動(dòng)方式可以分為:A、雙向活動(dòng)支座:具有豎向轉(zhuǎn)動(dòng)和縱向與橫向滑移性能,代號(hào)為SX;單向活動(dòng)支座:具有豎向轉(zhuǎn)動(dòng)和單一方向滑移性能,代號(hào)為DX;固定支座:僅具有豎向轉(zhuǎn)動(dòng)性能,代號(hào)為GD。
澆筑隔震支墩時(shí),振搗不允許碰撞預(yù)埋件、主筋,以防止軸線、標(biāo)高及平整度發(fā)生偏移或受損,影響安裝質(zhì)量;在澆筑時(shí)應(yīng)注意連通避雷線鐵件的預(yù)埋工作;
板式橡膠支座是由多層橡膠片與薄鋼板硫化、粘合而成,它有足夠的豎向鋼度,能將上部構(gòu)造的反力可靠的傳遞給墩臺(tái);有良好的彈性,以適應(yīng)梁端的轉(zhuǎn)動(dòng),又有教大的剪切變形能力,以滿足上部構(gòu)造的水平位移。
從實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)來(lái)看,橡膠處于三向約束狀態(tài)時(shí)的抗壓彈性模量為5104KG/CM2,比無(wú)側(cè)向約束的抗壓彈性模量增大近20倍,因而支座承載能力大大提高,解決了普通橡膠支座承載能力的局限。
球冠橡膠支座可萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng),萬(wàn)向承載,能很好地滿足上部結(jié)構(gòu)各種荷載(如恒載、活載、風(fēng)、地震力等)所產(chǎn)生的反力的傳迅、轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)要求,保證反力合力集中、明確、可靠。
建筑橡膠支座還可能出現(xiàn)銹蝕、偏位、墊石破損和雜物堆積等問(wèn)題,治理時(shí)也必須分析其原因,并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行有針對(duì)性的治理。
(圖一)高阻尼橡膠支座HDR廠家
為板式橡膠支座在承壓、承剪和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的應(yīng)力分布狀態(tài)31板式橡膠支座的應(yīng)力狀態(tài)板式橡膠支座與鋼支座相比具有下列優(yōu)點(diǎn):1.橡膠支座構(gòu)造簡(jiǎn)單、加工制造方便、成本低廉、節(jié)約鋼板。
單向活動(dòng)支座順橋向位移量與多向活動(dòng)支座相同,橫橋向位移量為順橋向位移量十分之一,所以當(dāng)橫橋向位移量不大時(shí),可選擇單向活動(dòng)支座。
一般來(lái)說(shuō),隔震建筑隔震層的抗拉能力比較薄弱,根據(jù)剪切型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),為了保證隔震結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,確保隔震結(jié)構(gòu)的抗傾覆能力及地震時(shí)有效防止上部結(jié)構(gòu)與隔震層之間的脫離,應(yīng)對(duì)隔震結(jié)構(gòu)的高寬比加以控制。隔震結(jié)構(gòu)的高寬比應(yīng)滿足下表的要求。當(dāng)高寬比不滿足要求時(shí),應(yīng)進(jìn)行罕遇地震下的抗傾覆驗(yàn)算。同時(shí)還應(yīng)對(duì)非地震作用的水平荷載(如風(fēng)荷載)加以限制,一般應(yīng)控制非地震作用的水平荷載不超過(guò)結(jié)構(gòu)總重力的10%。這樣做也可以有效保證隔震建筑的舒適性。
單向活動(dòng)支座順橋向位移量與多向活動(dòng)支座相同,橫橋向位移量為順橋向位移量十分之一,所以當(dāng)橫橋向位移量不大時(shí),可選擇單向活動(dòng)支座。
由于我國(guó)幅員遼闊,許多省、市都位于高烈度地區(qū),所以抗震減災(zāi)的形勢(shì)非常嚴(yán)峻,防震、抗震工作量大。用橡膠支座進(jìn)行建筑物基礎(chǔ)隔震的技術(shù)已比較成熟,其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值已得到了驗(yàn)證。加快這一技術(shù)的推廣應(yīng)用,特別是在高烈度地震區(qū)的應(yīng)用具有重要意義,市場(chǎng)前景也十分廣闊。
中簡(jiǎn)諧激勵(lì)力FI(Jω)流過(guò)建筑、支座、墩柱等元件,以FO(Jω)傳到基礎(chǔ)中,類比于電路中的電流;每個(gè)元件兩端變化的物理量速度,類比于電路中的電壓;YA、Y…、YN依次為梁質(zhì)量、梁剛度和阻尼及各橡膠支座的剛度和阻尼、各墩的質(zhì)量、剛度和阻尼的導(dǎo)納,類比于電路中的電阻。
剪力限制機(jī)構(gòu)上、下部件之間的水平設(shè)計(jì)凈距,應(yīng)能適應(yīng)支座在滑動(dòng)方向上的全部設(shè)計(jì)位移,而且能適應(yīng)在約束方向上作0.8-1.6MM的自由滑動(dòng)。
地震后橡膠隔震支座產(chǎn)生變形,但支座內(nèi)部橡膠將產(chǎn)生回復(fù)力,所以橡膠隔震支座具有自我恢復(fù)功能,地震后會(huì)在短期內(nèi)逐步恢復(fù)到原位。目前經(jīng)歷過(guò)地震的隔震建筑沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)不能恢復(fù)的情況。
(圖二)大新縣摩擦擺隔震支座FPSII-5000-400-4.11
下面的板式橡膠支座部位構(gòu)造與一般的板式橡膠支座完全相同,表面為一層厚度1.5—2MM的四氟板,采用持種工藝與橡膠粘結(jié)在一起。
支座的設(shè)計(jì)摩擦系數(shù)根據(jù)聚四氟乙烯的材料分別為:純聚四氛乙烯0.05(‘=24MPA);填充聚四氟乙烯0.075(‘=36MPA);注意:板式橡膠支座的設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求,在各國(guó)的許多標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)規(guī)范中均有相應(yīng)的規(guī)定。
如有興趣請(qǐng)關(guān)注:建筑橡膠支座能從鐵道部還債中受益嗎?橡膠支座防震效果升級(jí)去年12月底,大連市地震綜合觀測(cè)基地主體工程順利封頂。
適應(yīng)性廣:大新縣FPS摩擦擺支座適用于各種不同類型的建筑物和橋梁,并且可以根據(jù)具體工程需求進(jìn)行定制設(shè)計(jì)。
彈性反應(yīng)譜方法之所以得到普遍采用,一方面是因?yàn)槭┕r(shí)計(jì)算的相對(duì)簡(jiǎn)單,另一方面是因?yàn)樗同F(xiàn)有的規(guī)范計(jì)算方法很接近,這樣便易于接受,后應(yīng)當(dāng)引起注意的是眾所周知隔震裝置的等效剛度和等效阻尼的計(jì)算是與隔震裝置在地震中的大變形程度有關(guān)的,繼而隔震裝置的變形又與整個(gè)建筑的地震響應(yīng)程度有關(guān)系,所以客觀上要求我們對(duì)于采用彈性反應(yīng)譜方法進(jìn)行的隔震設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)不斷完善和變化的過(guò)程。
為保證高速鐵路大噸位球型支座的結(jié)構(gòu)耐久性要求,研究中提出了以下幾項(xiàng)措施:(改變傳統(tǒng)球型支座的上座板與下座板直接接觸以傳遞水平力的方式,在上下座板間加環(huán)狀的轉(zhuǎn)動(dòng)套板,轉(zhuǎn)動(dòng)套與下支座的接觸面為曲面,SF一1滑板和不銹鋼板摩擦副設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)套與上支座板之間。
一、計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)備:孔徑:4—20M支座壓力標(biāo)準(zhǔn)值:431.608KN結(jié)構(gòu)自重引起的支反力:125.208KN汽車荷載引起的支反力:306.4KN跨中撓度F:1.96CM當(dāng)?shù)仄骄邭鉁兀?4.3℃當(dāng)?shù)仄骄蜌鉁兀?.4℃主梁計(jì)算溫差:22.9℃簡(jiǎn)支端支座:GYZ300×54MM橡膠片總厚TE(MM):37連續(xù)端支座:GYZ300×52MM橡膠片總厚TE(MM):37簡(jiǎn)支端單個(gè)支座剪切剛度:KE=AE×GE/TE=1910.4N/M連續(xù)端單個(gè)支座剪切剛度:KE=AE×GE/TE=1910.4N/M每排設(shè)置制作個(gè)數(shù)為:18個(gè)則簡(jiǎn)支端支座總剛度為:34387.7N/M則連續(xù)端支座總剛度為:34387.7N/M墩臺(tái)抗推剛度:KI=3EI/LI墩臺(tái)編號(hào)LIIE抗推剛度KI墩臺(tái)綜合抗推剛度K0號(hào)臺(tái)1.80.74553000000011504855.934285.21號(hào)墩3.20.280430000000770133.332917.92號(hào)墩3.10.280430000000847092.333046.23號(hào)墩3.80.280430000000459901.731995.44號(hào)墩4.60.280430000000259264.130360.8制動(dòng)力計(jì)算及分配:按照《通用規(guī)范》4.3.6規(guī)定,以一聯(lián)作為加載長(zhǎng)度,計(jì)算制動(dòng)力則制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值T3為:900KN各墩臺(tái)按照剛度分配制動(dòng)力:ΣK=162605.4KN/M墩臺(tái)編號(hào)制動(dòng)力(KN)0號(hào)臺(tái)189.761號(hào)墩182.202號(hào)墩182.913號(hào)墩177.094號(hào)墩168.04二、確定支座平面尺寸:D=300MM支座平面面積:706.9CM2中間橡膠層厚度為:0.8CM查行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路建筑板式橡膠支座規(guī)格系列》得到支座的平面形狀系數(shù)S=9.06>8合格計(jì)算支座彈性模量:EJ=5.4GE×S2=443.3MPA驗(yàn)算支座的承壓強(qiáng)度:σJ=RCK/支座面積=6106.0KPA則σJ<[σJ]=9351.2KPA合格三、確定支座厚度:主梁計(jì)算溫差為ΔT為:22.9℃,溫度變形由兩端的支座均攤,則每一支座承受的水平位移ΔG為:ΔG=1/2AΔTL=0.916CM則4號(hào)墩每一支座的制動(dòng)力為HT=9.3KN確定橡膠片總厚度TE≥2ΔG=1.832CM(不計(jì)汽車制動(dòng)力)TE≥ΔG/(0.7-FBK/2/GE/支座面積)=1.4CM《橋規(guī)》的其他規(guī)定:TE≤0.2D=6CM所選用的支座橡膠層總厚度TE=3.7CM2ΔG=1.832CM合格0.2D=6CM四、驗(yàn)算支座的偏轉(zhuǎn)情況:計(jì)算支座的平均壓縮變形為:δC,M=RCK×TE/面積/EA+RCK×TE/面積/EBδC,M=0.06226541CM按照《橋規(guī)》規(guī)定,尚應(yīng)滿足δ≤0.07TE,即:0.06226541≤0.07TE=0.259合格計(jì)算梁端轉(zhuǎn)角θ:由關(guān)系式F=5GL4/(384EI)及θ=GL3/(24EI)可得:θ=(5L/16)(GL3/24EI)16/(5L)=16F/5L設(shè)結(jié)構(gòu)自重作用下,主梁處于水平狀態(tài)。
在采用隔震裝置時(shí),應(yīng)當(dāng)盡可能地選擇和采用那些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且同時(shí)符合所需隔震性能的裝置,且應(yīng)當(dāng)保證在其力學(xué)性能的范圍內(nèi)科學(xué)地采用。
(圖三)大新縣高阻尼橡膠隔震支座
隔震建筑物提高了設(shè)防水準(zhǔn),保證了大震來(lái)臨時(shí)建筑物的安全使用及人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全,對(duì)于大震,來(lái)臨時(shí)的搶險(xiǎn)、指揮及穩(wěn)定民心具有重大意義
曲率半徑:曲率半徑過(guò)大可能導(dǎo)致橋板大幅度晃動(dòng),增加落梁的概率;曲率半徑過(guò)小則會(huì)使減震球擺的晃動(dòng)太小,不利于消耗地震能量。在高速鐵路橋梁大新縣摩擦擺支座隔震設(shè)計(jì)中,應(yīng)當(dāng)考慮曲率半徑對(duì)梁體位移、支座殘余位移和橋墩內(nèi)力的影響,再因地制宜選擇合適的曲率半徑。
目前,日本使用的減振系統(tǒng)分為兩大類,即主動(dòng)式減振裝置和被動(dòng)式減振裝置。目前,新建的公路建筑幾乎全部選用橡膠支座。目前,性能化設(shè)計(jì)的實(shí)施過(guò)程可簡(jiǎn)要地概括為三步:目前板式橡膠支座已成為公路與城市建筑J-泛采用和深受歡迎的一種支座形式。目前板式橡膠支座已成為公路與城市建筑J—泛采用和深受歡迎的一種支座形式。目前常用的建筑支座主要有兩大類,一類是板式橡膠支座,另一類是盆式橡膠支座。目前公路建筑已較少采用鑄鋼支座,鐵路建筑也開(kāi)始使用其他類型支座,如盆式橡膠支座。目前建筑檢測(cè)主要是通過(guò)人工目測(cè)或者采用一些儀器設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、荷載試驗(yàn)及其他輔助性試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行的。
所謂的板式橡膠支座,指的就是由多層天然橡膠和至少兩層以上相同厚度的薄鋼板鑲嵌、粘合、硫化而成的一種建筑支座產(chǎn)品。
橡膠硬度對(duì)支座抗壓彈性模量的影響系數(shù)β為1(HS60):1.3(HS70):0.7(HS50)3.板式橡膠支座的剪切模量G=1.1MPA.橡膠硬度的支座剪切模量的影響系數(shù)λ為1(HS60〕:1.4(HS70〕:0.6(HS50〕決速加載時(shí)剪切模量的提高系數(shù)ξ=1.5。
隔震結(jié)構(gòu)強(qiáng)震觀測(cè)與振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)均表明,采用隔震技術(shù)的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下其地震反應(yīng)只有傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)的1/6~1/3。強(qiáng)震作用下,隔震結(jié)構(gòu)能夠很好地保證自身安全。
大新縣FPS建筑摩擦擺支座的主要特點(diǎn)包括自動(dòng)調(diào)整側(cè)向剛度和復(fù)位、震動(dòng)周期與所載質(zhì)量無(wú)關(guān)、具有穩(wěn)定的滯回性能和優(yōu)異的耐久性、以及能自行調(diào)整側(cè)向剛度和自行復(fù)位等。它主要應(yīng)用于建筑、橋梁以及其他土木結(jié)構(gòu)隔震設(shè)計(jì)及抗震加固改造中。
因此在建筑支座施工時(shí)一定要面置正確板式橡膠支座由多層天然橡膠與薄鋼板鑲嵌、粘合、硫化而成一種建筑支座產(chǎn)品。
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