抗震橡膠支座的使用與結(jié)構(gòu)抗震加固
來(lái)源: 管理員 | 發(fā)布時(shí)間: 2021-09-04 | 1230 次瀏覽
橡膠支座的使用抗震設(shè)計(jì)中橡膠支座的使用與結(jié)構(gòu)抗震加固,1981年6月日本開始實(shí)施的新抗震設(shè)計(jì)法，其最大特點(diǎn)是是采用了考慮結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的兩階段設(shè)計(jì)法�；舅枷胧�:1)對(duì)于使用年限中遭遇可能性大的地震(地表加速度為80-100ga1)采用許用應(yīng)力設(shè)計(jì)法。2)對(duì)于使用年限中遭遇可能性很小的地震(地表加速度為300-400ga1)，采用水平保有耐力設(shè)計(jì)法驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的極限承載力。結(jié)構(gòu)抗震加固中橡膠支座的應(yīng)用為提高建筑物的耐震能力，可以對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。現(xiàn)有的加固技術(shù)主要是增強(qiáng)結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的承載力和變形能力抵御地震作用，吸收地震能量。結(jié)構(gòu)制震日本所謂制震，即為減振。結(jié)構(gòu)制震是在建筑物的內(nèi)部設(shè)置耗能裝置或者附加子結(jié)構(gòu)，隨著建筑物的變形和運(yùn)動(dòng)速度，吸收或消耗地震傳遞給主體結(jié)構(gòu)的能量，從而減輕結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。
扇形鉛粘彈性阻尼器的安裝形式隔震橡膠支座扇形鉛粘彈性阻尼器綜合利用兩種耗能機(jī)制和兩種耗能材料同時(shí)耗能，滯回性能穩(wěn)定、耗能能力強(qiáng)、變形能力大、構(gòu)造簡(jiǎn)單、造美觀、占用空何小、適用范圍廣，既可用于結(jié)構(gòu)抗震，又可用于結(jié)構(gòu)抗風(fēng)，既可用于新建結(jié)構(gòu)，也可用尹既有結(jié)構(gòu)的加固，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。
隔震橡膠支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件，架設(shè)于橋梁墩臺(tái)上，頂面支承橋梁上部結(jié)構(gòu)，它將橋梁上部結(jié)構(gòu)固定于墩臺(tái)，承受作用在橋梁上部結(jié)構(gòu)的各種力，并將它可靠地傳給橋梁墩臺(tái)。在荷載、溫度、混凝土收縮和徐變作用下，橋梁支座能適應(yīng)橋梁上部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角和位移，使橋梁上部結(jié)構(gòu)可自由變形而不產(chǎn)生額外的附加內(nèi)力。
1950年京都大學(xué)的小堀鐸二教授等人開始了“非線性運(yùn)動(dòng)研究”，提出在高層建筑物中設(shè)置減振裝置，以抵消擺動(dòng)和降低地震破壞力的設(shè)想。1960年，小堀鐸二和南井良一郎發(fā)表有關(guān)“減振構(gòu)造”的論文，首次使用“減振”的概念和有關(guān)“減振措施”的原理。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”。主動(dòng)減振系統(tǒng)共有四種，即AMD（Active Mass Damper）、HMD(Hybrid Mass Damper)、AVS(Active VariableStiffness)、和AVD(Active Variable Damper)。[2]AMD減振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理是在建筑物的頂部設(shè)置一個(gè)大約相當(dāng)于建筑物重量1%的“平衡錘”，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制其搖擺，來(lái)抵消地震和強(qiáng)風(fēng)湍流所引起的振動(dòng)。主動(dòng)減振系統(tǒng)的控制原理被動(dòng)式減振裝置主要是設(shè)置一些耗能的部件，如斜撐、鋼板壁、鋼鑲合板、或黏性體等裝置，或者是阻尼器。被動(dòng)式減震橡膠支座裝置:
�。�1）往復(fù)式減震:主要采用低屈服剪力鋼板或無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力減震裝置。
�。�2）摩擦式減震:青木式工法就是這一方法的代表，在日本具有較大影響。該工法是在已有房屋的外側(cè)設(shè)置含有摩擦減震器的減震斜撐，采用預(yù)應(yīng)力鋼材與已有結(jié)構(gòu)結(jié)合為一體，通過(guò)減震器來(lái)吸收地震能量。
（3）增設(shè)金屬阻尼器。金屬阻尼器的耗能機(jī)理是通過(guò)金屬元件的彈塑性變形來(lái)耗能。設(shè)計(jì)時(shí)最好避免局部屈曲。
金屬阻尼器屈服形式有以下3種:
1)軸向屈服型阻尼器也稱為屈曲約束支撐BRB( buckling-restrained braces, BRB)用砂漿或鋼材等約束構(gòu)件料覆蓋在支撐外圍，使支撐桿件在受壓時(shí)不出現(xiàn)局部屈曲和整體屈曲，從而得到有效利用。BRB作為支撐桿件在中高層建筑中逐漸得到應(yīng)用。
2)剪切屈服型阻尼器常設(shè)置于建筑結(jié)構(gòu)彎矩小、剪力大的部位，剛架橋墩中或在自立式懸索橋塔身。
3)彎曲屈服型阻尼器作為連接型阻尼器多用于連接建筑物，但也可以設(shè)置在橋梁的主梁端部，有與彎矩相似的鐘形、鼓形、蜂窩形等梯形棒或均勻截面棒。
（4）粘性式減震。 粘滯性阻尼器由缸體、活塞和液體構(gòu)成，活塞在缸體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，粘滯液體從一端流向另一端產(chǎn)生阻尼力，阻礙結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。它是根據(jù)流體運(yùn)動(dòng)，特別是流體通過(guò)節(jié)流孔時(shí)會(huì)產(chǎn)生粘滯阻力的原理制成的，是一種無(wú)剛度、速度相關(guān)型的阻尼器。
隔震橡膠支座具有施工便利。因修建隔震橡膠支座的描繪與配方科學(xué)合理，與傳統(tǒng)的抗震布局比較，上部布局的地震反響減小到前者的1/4～1/8左右，安全可靠度大大進(jìn)步，修建的設(shè)防方針通�？梢赃M(jìn)步一個(gè)設(shè)防等級(jí)；傳統(tǒng)的設(shè)防方針是“小震不壞，中震可修，大震不倒”，而隔震修建能做到“小震不壞，中震不壞或輕度不壞，大震不損失運(yùn)用功用，”橡膠支座隔震技能是“以柔克剛”廣泛應(yīng)用在隔震職業(yè)傍邊其潛在的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是非�？捎^，按施工經(jīng)歷，隔震橡膠支座布局通常比非隔震布局造價(jià)下降7%～15%。
