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长寿建筑用橡胶支座种类分析

双林盆式橡胶支座  2024/6/13 20:13:17  32068
内容摘要:橡胶材料具有优异的阻尼特性,在工程技术和尖端科学中早已用其作减震制品。根据“基础隔震”概念研发出来的长寿隔震橡胶支座,使传统的、被动的“以刚克刚”的抗震方法,转变为主动的、积极的“以柔克刚”的隔震方法。目...

橡胶材料具有优异的阻尼特性,在工程技术和尖端科学中早已用其作减震制品。根据“基础隔震”概念研发出来的长寿隔震橡胶支座,使传统的、被动的“以刚克刚”的抗震方法,转变为主动的、积极的“以柔克刚”的隔震方法。目前采用长寿橡胶支座是世界上研究和应用#多、技术成熟并有成效显著实例的隔震技术。

橡胶支座的种类、型号和规格

橡胶支座是由薄钢板和薄橡胶板交替叠合,经高温、高压硫化而成。本文所述橡胶支座是指建筑物或构筑物所用隔震部件的一种,不含桥梁用橡胶支座。

橡胶支座种类

隔震部件分为隔震支座(隔震器)和阻尼器两大类,前者稳定地支承建筑物自重和荷载,后者在地震时能抑制较大的变形,地震结束后起到迅速终止晃动的作用。橡胶支座目前尚未有统一的分类标准。按截面形状分有方形和圆形两大类。由于圆形橡胶支座具有各向同性的优点,是目前应甩的主要形式。根据对橡胶支座阻尼比要求不同,目前国内外的橡胶支座分为下列4种。

1.标准叠层橡胶支座(MRB)

普通叠层橡胶支座是用天然橡胶或氯丁橡胶制造的,通常把用天然橡胶制造的普通叠层橡胶支座又称为天然橡胶叠层橡胶支座或标准叠层橡胶支座。这种支座具有高弹性,在水平方向上起弹簧作用,但阻尼性能较低,一般不单独使用。为了满足隔震结构体系对阻尼值的要求,通常与外加阻尼器(消能装量)一起并用。

2.铅芯叠层橡胶支座(LRB)

这种支座是在普通叠层橡胶支座中心嵌入铅棒而成。铅棒单独使用不容易吸收能量,而利用周围叠层橡胶的约束力和铅棒的屈服应力较低的特点,使橡胶支座在受力终止时具有可恢复特性,提高其吸能效果及确保有适度阻尼,而且铅芯增加了橡胶支座的早期水平刚度,对控制风反应和抵抗地基微震动有利。铅棒的直径应根据设计的阻尼值要求,通过计算确定,其阻尼比一般可达20%一30%,可以单独在隔震系统中使用。

橡胶支座

3.高阻尼叠层橡胶支座(HD—MRB)

这种支座采用高阻尼橡胶材料制造。高阻尼橡胶材料可以通过下列方法取得:

(1)在天然橡胶配方中加入如石墨之类的碳元素物质;

(2)采用高阻尼合成橡胶(或共混橡胶)或再添加石墨之类的配合剂。可以根据石墨加入量来调节阻尼特性,一般阻尼比可达10%一15%。高阻尼叠层橡胶支座合成的高分子材料,拉伸强度达20MPa,支座
阻尼比可达25%。这种橡胶支座兼有隔震器和阻尼器的作用,可在隔震系统中单独使用。

经过几十年的实践,人们对橡胶支座的隔震技术已取得共识。为适应多种建筑结构的要求,除上述4种类型(均为粘结型)外,目前国内外已开发或正在开发的新型橡胶支座主要有下列类型。

1.堆叠型(无粘结)叠层橡胶支座

它所采用的橡胶材料与粘结型相同,但内部夹层钢板较厚,且直径比橡胶板大,与橡胶接触的钢板进行表面粗糙和防锈处理。这种橡胶支座具有生产工艺简单、检查方便、安装灵活等优点。由于这种橡胶支座的橡胶板与钢板之间发生的滑移(一种摩擦现象),表现为完全弹性的恢复力特性,而且本身能吸收能量,较粘结型优越。但这种橡胶支座的剪切变形率小(<200%)且不适合用于有拉伸应力的隔震系统

2.弹性滑移橡胶支座

弹性滑移橡胶支座可以看成由剐性部分(调整钢管)、弹性部分(叠层橡胶支座)和滑移面(摩擦及缝)串联组成的隔震装置。这种隔震装置在橡胶支座下端装有聚四氟乙烯滑块,在地震时橡胶层先发生变形,当支座所受的地震力超过滑动面水平屈服剪力时,滑动面开始滑动,支座的水平刚度变为零,可进一步延长结构的周期。因此比普通产品体积小、节约空间、降低造价,既适用于中低层建筑,也适用于高层建筑。

3.超高阻层橡胶支座
这种支座采用特殊橡胶配方的超高阻尼橡胶制造,其隔震效果比目前市售产品提高20%以上,由于不用铅芯,减少了铅对环境的污染,有利于环保。

4.内置螺旋弹簧的隔震橡胶支座

这种支座用金属弹簧取代原来的铅芯,已用于桥梁支承方面。

5.低成本隔震橡胶支座

这种支座具有低价位的优点,适合于单户型住宅。

6.适用于高层建筑的隔震橡胶支座

这种支座的特点是在橡胶材料中加有炭素等改进产品性能的原料,比普通产品的硬度更高,压缩变形及拉伸强度也有大幅度提高,承载载荷质量可达2000t。产品直径可达1600 mln,是目前#大规格的橡
胶支座,可用于纵横比3~6,高度60~150m的高层建筑,被称为21世纪的新产品。

7.不锈钢网或玻璃纤维取代钢板的橡胶支座

这是联合国工业发展组织资助的,“NR支座用于小型建筑物的地震保护”项目中,基于小型建筑物支承负载和载荷较轻的特点而开发的一种低成本橡胶支座。

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