建筑隔震橡胶支座隔震技术浅析
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浅谈叠层橡胶隔震支座的施工技术应用隔震结构体系通过设置隔震层,将结构分为上部结构、隔震层和下部结构三部分,地震能量经由结构传到隔震层,由隔震层的隔震装置吸收并消耗主要地震能量后,仅有少部分能量传到上部结构。
隔震层的设置改变了上部结构的周期,降低了结构的地震反应,确保上部结构在大地震时仍可处于弹性状态,或保持在弹性变形状态的初期状态。
正是隔震技术才使得人们能够在大震时安全,在小震中震时安心,超前地实现抗震规范要求的“小震不坏、设防烈度可修、大震不倒”的三个设防水准。
三、叠层橡胶隔震技术特点叠层橡胶垫基础隔震体系的隔震层是由若干个隔震器所组成。
隔震器包括叠层橡胶垫和阻尼器,分普通叠层橡胶垫、铅芯橡胶垫和高阻尼橡胶垫。
这种隔震体系的周期长、阻尼比大,隔震效果明显,尤其采用后两种隔震器,不需再另外附加阻尼器,便于施工。
叠层橡胶隔震支座施工技术主要特点:1、能明显有效地减轻结构的地震反应。
采用隔震技术的结构在强震作用下其地震反应只有传统抗震结构的1/6~1/3。
强震作用下,隔震结构能够很好地保证自身安全。
2、能确保结构安全。
在地面剧烈震动时,上部结构仍能处于正常的弹性工作状态。
结构内部的财产以及人员安全得以保证。
3、房屋造价不明显提高:对我国已有的隔震结构调查显示,虽然隔震装置需要增加造价(约5%),但建筑总造价不明显提高,在高烈度区还能节省房屋造价。
4、隔震结构无需特别维护。
隔震支座的使用寿命在60年以上。
5、上部结构设计限制小。
由于上部结构地震作用已经很少,使地震区的建筑及结构设计从过去很多严格的限制中解放出来。
6、橡胶支座的拉伸变形大。
极限拉伸变形可达橡胶厚度的3倍以上。
经历过拉伸变形为1倍的橡胶厚度的情况下,支座的性能几乎没有降低。
7、橡胶支座的极限剪切(水平)变形能力约为橡胶厚度的350%以上,远大于通常的设计最大变形250%。
8、在竖向荷载比较大的情况下,橡胶支座会出现屈曲的现象,屈曲时的具体情况与压力的大小和变形的大小相关。
隔震橡胶支座原理隔震橡胶支座是一种常用的结构隔震装置,广泛应用于桥梁、建筑物等工程结构中。
其基本原理是利用橡胶的弹性特性,通过支承结构的变形吸收地震或振动能量,减小结构的动态响应,降低结构的震动破坏风险。
隔震橡胶支座一般由上下两部分组成,上部为承载结构,下部为橡胶材料。
橡胶材料通常采用高分子弹性体,如天然橡胶或合成橡胶。
其具有较好的耐磨、耐腐蚀、抗老化等特性,能够在大范围的温度下保持较好的弹性恢复性能。
隔震橡胶支座的隔震原理主要包括以下几个方面:1. 弹性变形:橡胶材料具有较好的弹性特性,可以在受力后发生弹性变形,同时具有较好的恢复性,即在去除外力作用后能够迅速恢复到原始形态。
当地震或振动力作用在支承结构上时,橡胶支座通过其弹性变形能够吸收和削弱部分动能,减小结构的共振响应,从而起到降低结构震动的作用。
2. 相对滑移:橡胶材料具有低摩擦特性,当支承结构受到地震或振动力作用时,橡胶支座中的橡胶材料可以发生相对滑移。
这种相对滑移的现象可以通过优化橡胶支座的设计,使得能量分散,在支承结构和地基之间形成一层相对可滑动的介质,从而抑制地震或振动力的传递,降低结构的动态响应。
3. 多向变形:橡胶支座在受到地震或振动力作用时,可以发生多向的变形,即在水平方向和垂直方向上均能发生变形。
这种多向变形可以使得结构在地震或振动力的作用下产生柔性变形,从而减小结构的刚性响应,保护结构不被破坏。
通过以上隔震原理,隔震橡胶支座可以在地震或振动力作用下降低结构的动态响应,改善结构的地震抗力和抗震性能。
同时,隔震橡胶支座能够有效降低地震或振动力传递带来的冲击和损伤,减少结构的震动破坏风险。
隔震橡胶支座在实际工程中的应用已经得到广泛应用。
隔震橡胶支座作为一种主动式减震控制系统,能够在地震或振动发生时起到重要的减震作用,保护结构免受损害。
目前,一些大型的桥梁、建筑物等工程结构中广泛采用了隔震橡胶支座技术,取得了非常好的抗震效果。
需要注意的是,隔震橡胶支座需要结合工程实际情况进行设计和选型,考虑结构的负荷特性、安全要求以及橡胶材料的性能等因素。
浅述建筑隔震橡胶支座安装施工技术摘要在众多的地质灾害中,地震造成了建筑物破坏和倒塌,同时也给人类带来了严重的伤亡和损失。
建筑物隔震技术是一种对建筑物采取特殊构造措施,通过该特殊构造隔离地震能量,使建筑物在地震中只受到很小的地震振动影响,从而保证结构和设施不被破坏,使得建筑物中的机械设备和重要仪表可以正常运行。
因此,建筑物隔震技术在地震高烈度、高频率地区、安全要害部门和重要实验室等被广泛应用。
其中隔震橡胶支座技术是一种能为建筑结构控制提供安全、有效、简单、经济的建筑物隔震技术。
在中共甘孜县委党校建设项目施工中采用隔震橡胶支座施工技术,通过其施工工艺、施工过程出现的问题以及处理方法,经总结后形成本文。
关键词建筑隔震技术隔震橡胶支座安装过程处理建议1工程概况中共甘孜县委党校建设项目位于四川省甘孜州甘孜县,北临机场大道,东临滨江道路,该项目为教育科研设施,项目总用地面积:38823m2,规划总建筑面积29585.23m2。
主要建设内容为新建综合楼1栋、学员宿舍1栋、食堂1栋、职工之家1栋,1、2号大门各1栋,风雨连廊2处,垃圾房及设备房各1栋。
根据施工图纸,本项目仅综合楼、学员宿舍、食堂采用“隔震橡胶支座+阻尼器”形式的建筑物隔震技术,隔震橡胶支座为普通橡胶隔震支座、铅芯橡胶隔震支座两种。
普通橡胶隔震支座是以若干层钢板与天然橡胶穿插叠合为主体,经过高温高压粘合而成。
铅芯橡胶隔震支座是以普通橡胶支座基础,在其橡胶体中心位置植入铅芯,其早期刚度以及整体阻尼比相对有所提升。
2隔震橡胶支座工艺流程2.1隔震橡胶支座安装流程下柱墩定位放线→下柱墩钢筋绑扎→预埋件安装→下柱墩浇筑→隔震橡胶支座安装→上柱墩施工→专项验收2.2安装步骤及要求2.2.1预埋件安装预埋件安装要点主要是对预埋钢筋、定位板、套筒组件的标高、平面位置、水平度的控制。
(1)标高控制:先在下柱墩钢筋笼中焊接4根直径为16mm的短钢筋辅助定位,检查钢筋顶端均切割平整、在同一水平高度且处于下柱墩浇筑完成后的设计标高处。
房屋隔震橡胶支座房屋基础隔震技术应用分析【摘要】目前,我国绝大多数人口居住在多层微观砖混结构房屋中,砖混住宅结构房屋抗震能力的高低,直接关系着人民的生命及财产安全管理。
基础隔震技术是目前工程中应用工程项目较多的一种减震微电脑,由于其造价低,易于实施、减震控制效果好,正受到许多国家越来越多的重视。
【关键词】房屋建筑;防震设计;基础隔震技术一、房屋基础隔震半导体技术的优越性(1)明显明显有效地减少了结构的地震反应,提高了地震时微观的安全。
国内外大量试验数据工程和工程临床经验表明:基础隔震一般可以使结构的水平地震加速度反应降低60%左右,上部结构的地震反应仅相当于不隔震情况下的1/8~1/4。
地震时房屋上部结构的地震反应刚体平动,结构的震动和变形均可控制在较轻微的水平,从而使房屋获致内部设备的安全得到更可靠的保证。
(2)地震防护措施简洁明了。
基础隔震设计把非线性,大变形集中到了隔震装置这一特殊的构件上,从考虑整个结构复杂的、不甚明确的抗震措施转换为只考虑隔震装置,这样就可以把设计、试验、制造的注意力集中到这些构件上。
由于上部主体结构近似于弹性变形状态,结构研判的方法也减省可以简化;同时,在地震后,只需对检查隔震装置进行安全检查更换,而无需过多地考虑房屋结构本身的修复。
(3)具有较大经济效益和社会效益。
虽然基础隔震技术会增加基建投资(约5%),但上部结构抗震结构政策标准降低会节省建筑的总造价。
从业已建造的采用基础隔震技术的房屋得知,数层基础隔震房屋比传统抗震房屋节省土建造价:7度节省1%~3%,8度节省5%~15%,9度节省10%~20%。
如果将地震灾害的潜在损失综合考虑进去(包括结构、建筑、设备财产以及建筑物中断高层建筑使用带来的损失),基础隔震房屋具有更高的经济和社会效益。
同时还能大幅度降低地震这时内部非结构构件和装饰物的但非震动、移动和翻倒的概率,从而大大无形中减少了次生灾害的危害。
二、隔震技术原理及基本要求建筑结构隔震的本质是通过增加能够提供柔性和适当耗能装置的隔震层,以达到减小结构振动的目的。
浅析隔震建筑及橡胶隔震支座在建筑设计中的运用摘要:文章首先释义了什么是隔震建筑及橡胶隔震支座的隔震原理,接着简述了橡胶隔震支座在建筑设计中运用的一个实例。
关键词:隔震建筑;橡胶隔震支座;设计中的运用Abstract: this article is about what is the Seismic isolation building and the isolated principles of seismic isolation rubber pedestal. To illustrate the principle, this article also gives an example of seismic isolation rubber pedestal how to apply in architectural design.Key words: Seismic isolation building; seismic isolation rubber pedestal; architectural design application引言地震是人类社会面临的最严重的自然灾害之一。
地震留给社会最惨烈的一幕莫过于建筑物的破坏和倒塌。
近十年来,全世界平均每年约有一万人在地震中丧生,五十万人无家可归。
“减轻地震灾害”已经成为一项世界关注的问题。
目前,一种用以柔克刚新理念建造的隔震建筑,正在日益受到人们的关注。
2什么是隔震建筑隔震建筑是在建筑物上部结构与基础之间设置一层由建筑隔震支座组成的隔震层,把房屋上部结构和基础分开,起到隔离和吸收地震能量以阻止其向上部建筑物传递的作用,达到强震时建筑物只做轻微平动,保建筑物的安全。
3隔震原理传统的抗震是将房屋上部结构和地基牢牢地连在一起,地震时地面运动的能量经过地基毫无障碍地传输到上部房屋结构,使房屋发生震动和变形,当结构变形过大,达到某个极限时,房屋便发生破坏甚至倒塌。
建筑橡胶支座隔震应用技术规程一、概述建筑橡胶支座是一种常用的隔震支座,广泛应用于建筑物和桥梁的隔震结构中。
它通过使用橡胶材料的优异隔振性能,降低地震产生的水平地震力和振动的传递,从而保护建筑物的结构和人员安全。
二、橡胶支座的分类橡胶支座可以根据其形状和结构特点进行分类。
常见的分类有平板型橡胶支座、球形橡胶支座、锥形橡胶支座等。
不同类型的支座适用于不同的工程条件和设计要求,需要根据具体情况选择合适的支座类型。
三、隔震设计原则1.确定隔震基层:在设计隔震结构时,需要首先确定合适的隔震基层,通常选择应变较大的橡胶材料作为隔震基层。
2.考虑地震力的传递:在隔震结构的设计中,需要考虑地震力的传递路径,通过合理设计支座的刚度和阻尼,降低地震力的传递。
3.控制隔震效果:隔震结构的设计应充分考虑地震作用下结构的响应,合理控制隔震效果,确保结构和设备的安全。
四、支座设计和安装1.支座刚度的设计:支座刚度需要根据设计要求和结构特点确定,刚度越大,隔震效果越好,但是也会增加结构的抗震需求。
2.支座阻尼的设计:支座的阻尼是影响隔震效果的重要参数,需要根据具体情况选择合适的阻尼设计方案。
3.安装要求:支座的安装应按照规范要求进行,确保支座的正确安装和稳定性。
五、橡胶支座的维护和检查1.定期检查:定期检查橡胶支座的状况,包括是否有损伤、老化等情况,及时修补或更换损坏的支座。
2.清洁保养:定期清洁支座表面的污物和杂物,防止其积聚影响支座的性能。
3.加固和修复:当支座存在损伤或老化现象时,应及时采取加固和修复措施,确保支座的正常使用。
六、橡胶支座的应用范围橡胶支座适用于各类建筑物和桥梁的隔震结构中,特别适用于抗震要求较高的建筑物和重要设施,如地震烈度较高的地区的公共建筑、核电站、高速公路桥梁等。
七、结论建筑橡胶支座是一种非常重要的隔震技术,在地震工程中发挥了重要的作用。
通过合理应用橡胶支座,可以降低地震带来的破坏和损失,保护建筑物和人员的安全。
关键词:隔震支座;定位安装;防火1引言叠层橡胶隔震支座作为一个新兴的隔震技术具有良好的隔震性能、经济效益及社会效益。
但是橡胶隔震支座安装要求较高,支承隔震支座的墩柱,其顶面水平度误差要求不大于5‰;在隔震支座安装后,隔震支座顶面的水平度误差不大于5‰,且隔震支座基座平整度不应大于2.0mm。
传统支座安装方法由人工配合水平仪调整隔震支座定位钢板标高及水平度,人工调整费时费力,要调整到误差要求以内时间较长,且标高调整后定位钢板容易受到外界干扰而变化。
当发生火灾时,隔震支座直接暴露在明火中,会给结构带来安全隐患,降低隔震支座使用寿命。
当隔震层同时作为地下室使用时,隔震支座便暴露在日常使用的环境中,而非封闭环境,日常使用中可能会有腐蚀性物质溅射在隔震支座上减少隔震支座使用寿命。
因此,需要通过对隔震支座安装标高控制施工和采用对隔震支座的保护技术。
2主要施工方法2.1安装标高控制施工方法采取预先在定位钢板四个角部位对应的下支墩主筋上点焊短钢筋的方式,短钢筋顶标高为下支墩设计标高,短钢筋直径10mm,与定位预埋板接触一端,断面用切割机切平整,短钢筋点焊在下支墩钢筋上后由全站仪进行标高复测,不符合标高的钢筋使用打磨机进行打磨,保证4根钢筋位于正确的标高。
钢筋安装完成后将隔震支座定位钢板放置于定位钢筋上,即可保证隔震支座支墩下定位钢板标高及水平度的要求[2]。
2.2隔震支座保护施工方法同时采用隔震支座保护防火技术。
防火板高度为隔震支座上下支墩间高度,所述防火板共有4块,所述防火板4块位于隔震支座前后左右4个方位呈立方体形状,所述防火板两个角由铁钉连接,一个角由合页连接,一个角由挂锁锁扣连接外挂挂锁。
防火板与隔震支座之间的空隙塞防火棉填充。
可有效的延长隔震支座使用寿命。
3施工优点与现有技术相比,此施工方法优点为:①该隔震支座安装标高控制施工方法可有效减少隔震支座安装过程中人工调整标高的时间,提高安装速度,节省工期。
试析橡胶支座在建筑结构隔震技术中的应用摘要:橡胶支座在建筑结构隔震技术中的应用优势显著,可以减少地震或风等自然灾害带来的结构损伤和人员伤亡,提高建筑物的安全性和稳定性。
通过确定橡胶支座类型和数量,进行基础设计和安装,以实现有效的隔震效果。
基于此,本文首先分析橡胶支座在建筑结构隔震中的应用优势,同时对其应用策略进行研究,以供参考。
关键词:橡胶支座;建筑结构;隔震引言:随着科技的发展,建筑结构隔震技术越来越受到关注。
橡胶支座是其中一种重要的隔震设备,被广泛应用于大型建筑及工程项目中。
因此,在现代建筑设计中,有必要探讨橡胶支座在建筑结构隔震技术中的应用优势以及应用策略,以确保建筑的隔震性能符合要求。
1.橡胶支座在建筑结构隔震中的应用优势橡胶支座是一种常见的建筑结构隔震装置,它与传统的钢筋混凝土支座相比,在一些方面表现出更好的优势。
具体来说,首先,橡胶支座可以有效地减震降噪。
由于橡胶具有非常好的弹性和减振性能,因此在地震或其他振动情况下,橡胶支座可以吸收震动能量,从而减轻地震或其他外力对建筑物的影响,减小噪声污染。
这对于建筑物所在的城市的居民来说具有很大的意义,能够提高居住环境的安全性和舒适度。
其次,橡胶支座可以提高建筑物的抗震性能。
随着科技的发展,人们对建筑物的抗震性能的要求也越来越高。
这就需要建筑工程师采用一些新的抗震技术和装置,其中橡胶支座就是一个比较好的选择。
它能够提高建筑物的抗震性能,降低建筑物在地震或其他振动情况下的位移和变形,从而保护建筑物的结构安全,确保建筑物和人员的安全。
再次,橡胶支座节省空间,不影响美观。
相比传统的钢筋混凝土支座,橡胶支座结构简单、体积小,设计灵活性强,能够充分利用楼板、墙体等空间,从而达到减小空间占有的优势。
此外,橡胶支座安装简单便捷,不会对建筑外观产生影响,使建筑物呈现整齐美观的外观。
最后,橡胶支座使用寿命长,维护成本低。
橡胶支座有较好的耐久性和防腐蚀性,使用寿命一般可达20年以上。
浅析隔震橡胶支座的选用与安装摘要通过对隔震橡胶支座的结构研究与同行共同探讨如何选用隔震橡胶支座,以及在施工中使用隔震橡胶支座时的一些技术要领。
关键词抗震结构;橡胶支座;选用;技术要领隔震桥梁支座是桥梁上、下部结构的连接点,其作用是将上部结构的荷载(包括恒载和活载)顺适、安全地传递到桥梁墩台上,同时要保证上部结构在支座处能自由变形(转动或移动),以便使结构的实际受力情况与计算简图相符合。
因此,对桥梁支座要合理设置,正确安装,并经常注意保养维修,如有损坏要进行修补加固或更换。
隔震桥梁支座按其作用分固定支座和活动支座两类。
固定支座用来固定桥梁结构在墩台上的位置,它只能转动而不能移,一般设置在梁体固定位置;活动支座则可保证在温度变化、混凝土收缩和荷载作用下结构能自由转动和自由移动。
1如何确定使用隔震隔震橡胶支座1)设计单位如何确定隔震橡胶支座的规格,对结构进行初步设计。
假设该建筑上部结构通过使用设防来降低一度,也就是先假设一个水平向减震系数,用减震后的水平地震作用对结构进行初步设计。
2)如何进行布置隔震层。
在选用隔震产品时,应着重注意竖向地震作用载荷、水平刚度及水平位移的选用。
3)建立隔震与非隔震结构的计算模型,然后输入三条地震波(两条天然波和一条人工波)进行分析。
4)求出地震作用下隔震结构与非隔震结构各层层剪力之比。
5)根据隔震结构与非隔震结构各层层剪力之比求出水平向减震系数(水平向减震系数是结构隔震与非隔震两种情况下各层层剪力的最大比值的0.7倍)。
6)在根据所求的减震系数验算是否满足设计目标,如不满足,应重新布置隔震层或上部结构,再按上述步骤进行计算,直至符合预期目标。
2可能会影响隔震橡胶支座结构的因素橡胶支座体系除了比传统抗震体系具有明显降低地震反应、确保安全外,还可降低房屋造价,根据施工经验,造价的节约、浪费与建筑结构的整体设计和抗震设防等级有着直接的关系,一般建造于抗震设防高烈度区的隔震房屋,采用框架结构,层数较多,且设计技术水平、施工技术水平跟得上,隔震层设计合理,工程造价就会低一些,经济效果明显.对于砌体结构的隔震房屋,如若能按照“设计规范”的规定,增加房屋层,同样可以比抗震房屋降低工程造价;如若不增加层数,则工程造价会高一些。
建筑隔震橡胶支座隔震技术浅析
建筑隔震橡胶支座隔震技术浅析
——房屋、桥梁等建筑物基础隔震措施不容忽视文/陈晶
摘要:在地震发生时,通过建筑隔震橡胶支座来延长建筑结构的振动周期并给予较大的阻尼,使结构上的加速度反应大大降低。
同时,对结构产生的较大位移也是由隔震支座中的隔震层来提供,而不由上部结构自身的相对位移来承担,从而避免或大大减轻由地震作用所造成的灾害。
关键词:建筑隔震橡胶支座、隔震、阻尼、基础隔震技术。
地震是一种危害性极大的随机性自然灾害,会给人类带来巨大的灾难(人们在与其长期地抗争过程中,不断地总结经验,寻求着更好的抗震防灾措施,使抗震理论日趋发展(目前,在国内外普遍采用的传统抗震技术基础上,又产生了一种新的抗震设计理论结构控制和控制结构理论(结构控制又称主动控制,主要研究结构工程中控制装置的设计理论、方法和实施;控制结构又称被动控制,是根据给定的条件将结构和控制装置作为一个整体进行优化设计(由于主动控制制约因素多、造价昂贵等原因,其应用研究尚处在开创阶段;而被动控制的应用研究正是国际土木工程界的热门话题之一(其中,基础隔震是结构被动控制中最重要的一项内容( 所谓基础隔震,是在建筑物的上部结构与基础顶面之间设置一层具有足够可靠性的隔震层,使上部结构与基础分离,阻隔地震波向上部结构的传播,使输入结构的地震能量被隔震层的耗能元件吸收,从而大大减少上部结构的地震反应,以保证建筑物的安全(
一、基础隔震技术与普通抗震技术的区别
2008年5月12日14时28分,一个令人刻骨铭心的时刻,四川汶川,发生新
中国历史上破坏性最严重的地震灾难。
此次地震波及面之广,破坏力之大,伤亡之惨重,震惊了世界人民,举国悲痛之中,国人空前团结奋发。
人类曾经无论是向现代文明国家的荣耀与未来的保障,莫不在于对生命孜孜以求的护卫, 的进步,还是对未来自然灾害的防卫,归根结底,都是源于对人生命与幸福的呵
护面对具有如此巨大破坏力的地震灾害,我们真的就束手无策、任其祸害吗,其实
不然,在5.12汶川地震发生后,北京一名著名建筑设计大师在做客中央之声节目
时曾指出:“我国现在的防震技术已经达到世界水平,只要采用先进的防震设计,
像5.12汶川这样的地震所产生的后果是完全可以减轻的。
”的确,21世纪的中国
拥有与美国、日本等先进国家同等级的防震技术——基础隔震技术。
当前最先进的基础隔震技术是通过高新技术产品——建筑隔震橡胶支座,将上部建筑结构与下部地基结构隔离,由于建筑隔震橡胶支座中的隔震层刚度小,柔性强,当地震发生时隔震层将发挥“隔”的作用,代替上部结构承受地震强烈的位移动力,以此来隔离或耗散地震的能量,避免或减少地震能量向上部结构传输,此时,由于隔震层的作用,延长结构的周期并给予较大的阻尼,使上部建筑结构的反应相当于不隔震情况下的1/4,1/8,近似平动,从而“隔离”了地震的作用(如图CJ-1右)。
传统的建筑抗震技术主要特点是“抗”:上部建筑的基础与地基牢固的联结在
一起,由于地震作用,引起上部建筑结构一起发生运动,此时上部结构就像电路上的放大器,对地面运动的作用力进行惯性放大作用(一般建筑物可放大2,5倍 (如
图CJ-1左),所以上部建筑结构要承受比地面还要大的地震作用破坏力,当建筑材料超过极限承载能力后,建筑物就会发生破坏、坍塌等地震灾害现象。
从以上对比可以看出,基础隔震技术已经从“抗”到“隔”,突破了人们的传统设计观念,形成了中国抗震技术史上的一次重大革命。
二、建筑隔震橡胶支座的应用实例
其实,早在20世纪90年代中期,建筑隔震橡胶支座就表现出了它出色的隔震性能。
日本阪神地区的一次地震,就是真实一例。
1995年1月17日,日本阪神地区发生里氏7.2级地震,造成了令人震惊的惨重损失。
在这次地震中,距离震中35公里的西部邮政大楼中采用的基础隔震技术发挥了很好的隔震减震效果,其所处场地的地震危害程度达到了震度7度(相当于我国地震烈度的9,10度),地震中及地震后,整幢大楼一切照常运转。
与此例相似,1994年1月17日,美国洛杉矶北岭的地震中,采用同种基础隔震技术的南加利福尼大学校立医院表现同样出色,震后不仅不影响营业,还在震后救灾中发挥了出色的救援作用,而位于街对面的洛杉矶乡村医院则遭到了严重破坏基础隔震技术至今被国内许多生命线工程所采用,同时建筑隔震支座被编入抗震设计规范中。
基础隔震技术被称为面向21世纪的抗震新技术,同时,建筑隔震橡胶支座也成为跨世纪的抗震新产品。
三、建筑隔震橡胶支座的构造及类型
建筑隔震橡胶支座由多层橡胶和多层钢板交替叠置组合而成,对应不同建筑、桥梁的要求,隔震橡胶支座可以有不同的叠层结构、制造工艺和配方设计,以满足所需要的垂直钢度、侧向变形、阻尼、耐久性、倾覆提离等性能要求,并保证具有不少于60年的使用寿命。
建筑隔震橡胶支座一般分为普通型(无铅型GZP)和有铅型(GZY)两种(如图CJ-2)。
四、建筑隔震橡胶支座的优点及主要性能要求
1、建筑隔震橡胶支座支座的优点:建筑隔震橡胶支座除了本身的隔震力学性能满足抗震设计及使用要求外,还具备以下优点:一是建筑隔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,100年,期间的隔震力学性能不会发生明显变化,也就较好,其寿命可达80 是说在80年之内不会影响使用,可见,与建筑物具有同等寿命。
二是具有足够的安全储备,水平变形250%不会影响使用,另外具有足够竖向承载力保证稳定
的支撑建筑物(如图CJ-3),建筑隔震橡胶支座结构中的隔震层具有稳定的弹性复位功能,能在多次地震中自动瞬时复位(这是摩擦滑移隔震体系所完全不能相比的。
三是设计及施工方便。
因建筑隔震橡胶支座的设计与配方科学合理,与传统的抗震结构相比,上部结构的地震反应减小到前者的1/4,1/8左右,安全可靠度大大提高,建筑的设防目标一般可以提高一个设防等级;传统的设防目标是“小震不坏,中震可修,大震不倒”,而隔震建筑能做到“小震不坏,中震不坏或轻度不坏,大震不丧失使用功能,”其潜在的经济效益和社会效益是十分可观,按施工经验,隔震结构一般比非隔震结构造价降低7%,15%。
2、建筑隔震橡胶支座的主要性能要求。
项目技术指标
竖向极限压力 ?100Mpa
水平位移为支座内部直径?30Mpa
竖向极限拉应力 ?1.5Mpa 0.55倍状态的极限压应力
水平极限变形能力极限剪切变形不应小于橡
阻尼比 ?5% 胶总厚度的350%
耐火性能竖向极限压应力和竖向刚
度的变化率不大于30%
因其设计参数较多,详细可见标准《GB 20688.3-2006》即可。
五、基础隔震技术的原理
通过建筑物的地震反应谱可以很好地说明基础隔震原理,加速度反应谱和位移谱曲线(如图CJ-4)。
从图中可以看出,对建筑物地震反应有重要影响的因素主要有两个:一个是结构的周期,另一个是阻尼比。
普通非隔震中低层建筑物的刚度大、周期短,其基本
周期正好在地震输入能量最大的频段上。
因此相应的加速度反应比地面运动放大得多,而位移反应却较小,如图中A点所示。
如果延长建筑物的周期,而保持阻尼不变,则加速度反应被大大降低,但位移反应却有所增加,如图中B点所示。
如果继续加大结构的阻尼,加速度反应则继续减弱,且位移反应也得到明显降低,如图中C点。
这就是说,通过隔震支座来延长结构的周期并给予较大的阻尼,就可使结构上的加速度反应大大降低。
同时,对结构产生的较大位移也是由隔震支座中的隔震层来提供,而不由上部结构自身的相对位移来承担。
这样,上部结构在地震过程中就会发生接近平移的运动,大大提高了上部结构的安全度。
如果汶川等受震灾区的生命线工程都采用了基础隔震技术,损失一定会大大减少,然而,面对灾难,我们不能一味地只作假设。
作为一名多年在基础隔震技术领域从事研究的技术人员,在地震发生后,特匆匆撰写本文,算是对抗震救灾出一份绵薄之力,也算是对那些逝去生命的些许告慰,呼吁桥梁、房屋等建筑不得忽视基础隔震设施。
同时,本人及本公司愿为各地抗震办、设计单位免费提供建筑隔震橡胶支座的各项技术数据与咨询工作,以对灾区重建及中国的隔震建设事业奉献一份力量。
参考文献: 1、建筑隔震支座国家标准《GB 20688.3-2006》
2、《建筑结构抗震规范》
作者单位: 衡水震泰隔震器材有限公司—隔震减振研究开发中心。