摩擦摆隔震支座(Friction Pendulum Bearing,简称FPB)是一种先进的隔震装置,它基于钟摆原理和摩擦耗能机制来减少建筑物或桥梁在地震等外部激励下的响应。摩擦摆隔震支座通过球面滑动和摩擦耗能来隔离地震能量,从而保护上部结构免受地震破坏。
其与铁路建筑板式橡胶支座的主要区别在于:支座的容许压应力根据支座的形状系数5大小分别取:S>8[A]=10MPA;7板式橡胶支座的老化问题(使用寿命)是工程界较为关心的一个技术问题。
具有足够的竖向刚度,能够将支座上部构造的反力可靠的传递给墩台,支座具有良好的弹性,以应对建筑的梁端的转动;又有较大的剪切变形能力,以满足上部构造的水平位移。
建筑设计为保证其规范性,一般采用专图形式进行设计,各设计院在设计中直接根据实际情况进行选图设计。目前形成专图的支座产品主要有铸钢支座(包括摇轴、辊轴和铰轴支座)、盆式橡胶支座、柱面支座和球型支座等。球型支座由于其承载力高、传力均匀、耐久性好等特点,多用于连续梁及有特殊要求的建筑设计中,现也开始逐步取代盆式橡胶支座使用于简支梁桥中。
仙台一栋30层楼建筑的开发商评论道“从我们的建筑中落下的物体很少。实际上,已经有住户向我们表示选择居住在采用隔震技术的公寓里他们感到很高兴。”一位18层办公楼的开发商对此自豪地回应道“即使在较高的楼层,既没有书架倒下,也没有任何东西从桌上落下。受损的就是室内型板。”
保证路基的强度与稳定性是保证路面强度和稳定性的先决条件,橡胶支座提高路基的强度和稳定性,可以适当减薄路面的结构厚度,从们使造价降低。
预应力梁,顶面可以支持稍后倾;板式橡胶支座非预应力梁顶部的底座表面可以稍微向前倾斜的角度,但不超过5。
建筑摩擦摆隔震支座是一种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实现隔震功能的支座,简称FPS(Friction Pendulum System)。
(图一)竖向隔震支座
注意是在更换橡胶隔震支座时要进行交通管制,因为要将建筑上结构梁顶升起来.如果不进行交通管制则会影响建筑养护施工操作严重者会造成安全问题,因此通常在进行建筑支座更换时会选择在交通人流量少的时间段或夜间进行.这样可以小限度的减少对交通影响.
普通橡胶支座:由橡胶层和钢板交替叠合而成,通过橡胶的弹性变形来吸收地震能量。
在使用极限状态之下,聚氨脂圆盘应按下列要求设计:由总荷载引起的瞬时变形不得超过圆盘不受力时厚度的10%,由徐变引起的附加变形不超过圆盘不受力时厚度的8纬;支座部件在任何部位都不相互脱离;圆盘的平均应力不超过35MPA,如果圆盘的外表面不是垂直的,应力应按圆盘的小平面面积来计算。
在国外早已被推广应用的橡胶减、隔震新技术为何会在受冷落呢?业内人士分析认为,一方面主要是目前以刚克刚的刚性设防传统抗震方式仍在建筑抗震减灾中唱主角。
桥面连续就需设置连续缝,目前连续缝的设置不够完善,致使连续缝破损,而产生桥面跳车。切缝后及时清除槽内沥青混凝土及填料,凿毛槽口内混凝土表面。切缝时应注意保持路面切口完好,无啃边现象。青海省西宁市某高速公路建筑支座改换的根本方案如1所示。轻度损坏、部分中度损坏清理伸缩缝内沉积的垃圾和杂物,以防止顶升内梁体间互相挤压。请关注:板式橡胶支座的厚度选择和路基工程的特点橡胶支座的厚度不同,所能承受的压力也是不同的。请关注隔振橡胶支座预埋板的安装方法详解。求出地震作用下隔震结构与非隔震结构各层层剪力之比。
这是支持板式橡胶支座生产厂提出了迫切的要求,必须重视橡胶支座产品质量,严格执行标准,并在选择材料,复合配方,生产技术及生产过程控制等方面,加强管理,严格控制,严格的质量控制。
安装精度要求高:在施工安装过程中,尽管有临时固定装置,但在较大的重力荷载作用下,较难保证安装精度,可能出现初始偏心、不对中的情况,从而偏离设计的理论要求,影响隔震效果甚至存在安全隐患。
我国在1975年出版的《公路桥涵设计规范》(试行)中首次将板式橡胶支座内容列入,1980年为修订《公路桥涵设计规范》。
(图二)HDR高阻尼橡胶支座厂家
因而其无固定支座和活动支座之分,所有纵向力和水平力由各个支座均匀分配,有加筋层的(橡胶板内含有几层一定厚度的不锈钢板)可提高支座的抗压强度和抗压刚度,适用于中等跨径的建筑;无加筋层的仅适用于小跨径的建筑。
下预埋板施工:在安装下预埋板之前,首先在基础底板上标识出支墩的中心线,在四周墙壁上标识出下预埋板的标高控制线,根据此中心线和标高控制线确定下预埋板的位臵,通过在隔震下支墩四角焊钢筋棍的方式来调整下预埋板的标高、位臵及平整度,要求钢筋棍断面平齐且焊接后顶面标高相同,以保证下预埋板可以在钢筋棍上平动,从而确定下预埋板的准确位臵。用短钢筋分别与螺栓套筒和支墩箍筋焊接,将下预埋板固定。其位臵通过轴线和中心线确定,水平标高用标高控制线控制。水平度用水准仪和机械水平尺检测。
结构隔震体系是指在结构物底部与基础面(或底部柱顶)之间设置某种隔震装置而形成的结构体系。它包括上部结构、隔震装置和下部结构三部分。为了达到明显的减震效果,隔震装置或隔震体系必须具备下述四项基本特性:
支座与不锈钢板位置要视安装时温度而定,若不锈钢板有足够长度,则任何季节可按不锈钢板中心安置。支座与混凝土接触时,摩擦系数μ=0.3,与钢板接触时,摩擦系数μ=0.2。支座在安装前应对橡胶支座各项技术性能指标进行复检(本桥橡胶支座已经浙江大学测试中心检验合格)。支座在出厂时,一般应有明显的标记,注明文座型号、反力和位移,以免在安装时发生混淆。支座整体顶升更换的方法支座滞回特点(载荷-变形曲线)饱满、耗能显着;支座中心线与主梁中心线应重合或平行,单向活动支座安装时,上下导向块必须保持平行,交叉角不得大于5。
我知道位移是活动支座中不锈钢板于四氟板的滑动来实现相对位移,那么转动呢?是在哪个支座上转动的,朝哪个方向转动?盆式橡胶支座有固定支座、双向活动支座、多向活动支座这三种,具体使用哪种根据设计需要来,现在很多设计院电话也来问过,什么样的桥来使用哪种,可见他们也不专业,对于盆式橡胶支座了解也不并多,有时盆式橡胶支座出错问题就是因为选用不合理造成的。
建筑隔震摩擦摆支座是一种用于建筑物隔震和减震的结构装置。它通常由一个上部的金属摩擦板和一个下部的混凝土底座组成,中间有一层特殊的摩擦材料(通常是铅芯或铅橡胶)来承受建筑的重量和提供摩擦阻尼。当地震或其他地面运动发生时,建筑会因地震波而发生移动,摩擦摆支座通过摩擦力来吸收和耗散地震能量,从而减少地震对建筑物的影响,保护建筑结构和内部设施。
摩擦摆支座按照曲率可分为单摆和复摆结构。单摆结构中间球冠衬板上下曲率相差较大,一般以较大曲率半径为设计基准;而复摆结构衬板曲率接近或者相等,其上下尺寸近似相等,安装相对容易,但高度较高。对于周期较大、综合位移较大的参数,采用复摆结构较好;而对于周期较小的结构,单摆结构重量较轻,高度小。
耐久性:设计寿命长,可达60-80年,与建筑物寿命相当。
(图三)LRB隔震铅芯支座厂家
公路建筑对于高速公路建筑和一些小型公路建筑,由于其跨径小、上部结构的反力及变形小,一般选用板式橡胶支座。对于跨公路、跨铁路、跨江河、跨海的建筑,由于其跨径较大、上部结构的反力及变形大,一般选用盆式橡胶支座或球型支座
这些条文系根据(贴)铁科技字1976号文《建筑板式橡胶支座技术鉴定证书》,并参考国际铁路联盟《铁路建筑橡胶支座使用规程》的有关规定制定的。
制震顶棚系统制震顶棚系统也是日本近年来开发的一种结构抗震新方法。制震设备均匀的布置在顶棚外四周的墙壁上。质量发货时均为合格产品,第三方检测可合格达标。质量监督机构提出型式检验要求时;因特殊需要而必须进行型式检验时。质量检验的主要内容系包括内在质量、外观质量和整体支座的性能测定几方面。置于施工缝、后浇缝的该止水条具有较强的平衡自愈功能,可自行封堵因沉降而出现的新的微小裂隙。中承式拱桥:桥面系设置在拱肋中部的拱桥。中度损坏、部分比较严重损坏中间层隔震:对超高层结构,现有基础隔震难以有效实施,通常采用中间层隔震的形式。中间层隔震主要不是针对隔震层上部构造而是为了降低由上部构造传递到下部构造的惯性力。中心部以外有设置混凝土注入孔,必要时需注入混凝土。众所周知,建筑防水材料是影响橡胶支座工程质量的主要因素之一。重复使用的模板应始终保持其表面平整、形状准确,不漏浆,有足够的强度和刚度。
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。
地震后,只对隔震装置进行必要的检查更换。而无需考虑建筑结构物本身的修复,地震后可很快恢复正常生活或生产,这带来极明显的社会效益和经济效益。
消能减震的技能主要是经过进步修建构造的附加阻力值来下降修建构造的地震反响程度。尤其是耗能构造元件可以对修建构造在遭遇地震时消减和吸收地震的能量波,进一步起到维护修建主体构造的作用,然后到达修建构造的减震作用。现在,修建构造减震技能已被广泛应用,在新修建构造的计划中可以选用此技能,也可以对已有的修建选用此技能,然后完成减震抗震的作用,还有在钢构造修建构造构建上和修建上层构造的隔震层中选用消能减震技能。在有关的修建构造中设备消能减震设备,例如,塑性阻力器、摩擦阻力器和粘滞阻力器等减震设备。
用第3条滞回曲线,按下式计算橡胶支座的水平刚度:板式橡胶支座的性能分析:KEQ=(Q+-Q-)/(U+-U-)式中:KEQ―建筑橡胶支座水平刚度,U+―大水平正位移,U-―大水平负位移,Q+―U+相应的水平剪力,Q--―U-相应的水平剪力。
此后,建筑隔震技术相继写入各国抗震规范,应用数量大幅增加,其中80%以上采用叠层隔震橡胶支座。此时支座的竖向总变形将为各层薄橡胶片变形的总和。此外,板式橡胶支座安装时要保持位置准确,橡胶支座的中心要对准梁体轴线,防止偏心过大而损坏支座。此外,日本在制震方面还有一些新的研究成果。此外,橡胶支座能方便地适应任意方向的变形,故对于宽桥、曲线桥和斜桥均具有较好的适应性。此外,于桥墩不能横向弯曲,所以需要一排固定橡胶支座来保证当发生很小的横向位移时不产生应力。此外,在支座钢盆上缘口上设置的橡胶阻尼圈受地震力水平力等荷载作用后产生挤压变形,使地震能量得以释放。此外还有碱骨料反应、钢筋锈蚀等引起的裂缝。此外为防止加劲钢板的锈蚀,在板式像胶支座的上、下面及四周均应有橡胶保护层。此外支座应便于安装、荞护和维修,并在必要时进行更换。
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