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吉林橡胶隔震支座的发展历程及改进空间

双林建筑隔震橡胶支座  2020/7/17 1:20:49  6203
内容摘要:吉林橡胶隔震支座是由多层钢板与橡胶交替叠合而成,钢板作为吉林橡胶支座的加劲材料,改变了橡胶体竖向刚度较小的特点,使其既能降低水平地震作用,又能承受较大竖向荷载。由于橡胶作为弹性体,耗能性不足,因此在支座中加入...

吉林橡胶隔震支座是由多层钢板与橡胶交替叠合而成,钢板作为吉林橡胶支座的加劲材料,改变了橡胶体竖向刚度较小的特点,使其既能降低水平地震作用,又能承受较大竖向荷载。由于橡胶作为弹性体,耗能性不足,因此在支座中加入铅芯。吉林铅芯橡胶隔震支座既能够承担整个上部结构的竖向荷载,延长结构周期,又能提供一定的阻尼,使得下部结构即墩和墩台的地震力重新分配,隔震层的位移也不会很大,具有很好的隔震效果。同时,铅芯橡胶吉林隔震支座又具备一定的初始水平刚度,能够抵御荷载和制动荷载的作用。

铅芯橡胶隔震支座LRB是20世纪70年代,新西兰人发明的,这一技术对隔震技术的实用化进程做出了极大的贡献。20世纪80年代末到90年代初对橡胶隔震支座的元件和体系进行了一系列较为系统的理论、试验以及应用研究,并于1995年首次进行有关橡胶隔震支座的耐久性试验研究,总结得到橡胶支座的耐久性较好,且叠层橡胶支座的钢板层能够很好的隔离开橡胶层与空气,使得橡胶的老化速度减缓。通过力学性能试验研究其竖向及水平向刚度。它是以普通叠层橡胶支座为母本开洞得到的新型橡胶支座。

许多国家在进行建筑结构隔震设计的同时也进行了桥梁的隔震设计,新西兰于1978年在ToeToeBridge隔震设计中首次采用了铅芯橡胶隔震支座。1996年,Mass Ave Interchange桥首次采用HDR即高阻尼橡胶隔震支座作为隔震装置,在美国开创了HDR在桥梁隔震中的应用。1994年的穿越13本东京公路桥采用了LRB和HDR组合的隔震系统。在我国,橡胶隔震支座是从1965年开始研究和投入到实际工程应用中的,目前我国常用的桥梁橡胶隔震支座分为板式支座、盆式支座和聚四氟乙烯滑板组合支座。

在桥梁减隔震设计方面,对减隔震装置的力学特性与分析模型、减隔震桥梁分析方法、减隔震桥梁设计的基本原则、隔震实例以及各国桥梁减隔震实际规范的比较进行了归纳与总结。总结了采用吉林板式橡胶支座的桥梁的设计计算方法,用试验研究了高阻尼橡胶隔震支座在桥梁隔震过程中的性能变化。

现阶段,铅芯橡胶隔震支座已经在建筑和桥梁隔震设计中得到了广泛的应用。在其使用过程中诸多不利的方面也渐渐显现出来,如橡胶的逐渐老化、开裂以及铅芯对周围环境所造成的污染都是需要解决的问题。同时,该种支座的力学性能随着时间的推移也会出现一定程度的下降。

橡胶隔震支座

鉴于此,一种吉林高阻尼橡胶支座(HDR)将会在不久的将来成为其替代产品。欧美国家已经开始为研制具备稳定性能的新型高阻尼橡胶隔震支座而投入了大量的人力财力,并已初见成果。日本作为一个地震频发的国度在隔震支座技术方面的研究更是处于世界领先的地位,在日本政府和社会各界的大力支持下,日本橡胶公司与爱知工业大学已经研制出了性能良好的产品超高阻尼橡胶隔震支座,为橡胶隔震支座的推广使用做出了很大的贡献。而我国对高阻尼橡胶隔震支座的研究几乎是空白,对该技术的研究才刚刚开始,该技术拥有广阔的研究前景。

通过以上综合分析可知,橡胶隔震支座的生产工艺已经基本成熟并已得到广泛应用,但在以下几个方面还有改进和提高的空间。

1)橡胶层和钢板之间的粘结:

室内剪切试验表明,试件的压剪破坏主要表现在橡胶片与钢板之间的粘结不牢。因此,有必要探求一种高强的粘合剂以及适宜的粘合工艺,这将会是今后的研究重点。

2)竖向减震效用:

目前广泛使用的叠层橡胶隔震支座仅考虑的是水平地震荷载的作用,而对竖向地震作用几乎不予考虑。对一般的建筑物而言,竖向地震作用产生的影响可以忽略不计,但对一些大跨度以及悬臂结构,竖向地震作用产生的影响也不容忽视。这也就要求设计者在隔震支座设计时考虑竖向地震的作用。这种在水平以及竖向均能达到减震作用的三维减震系统在日本已经研制成功,而我国尚处于起步阶段。

3)支座抗拉强度不足:

叠层橡胶隔震支座系统在竖向拥有足够的抗压刚度,但其抗拉强度较低。对于使用隔震技术的建筑结构,在地震作用影响下,倾覆力矩将会引起很大的拉应力,这对隔震支座是极为不利的。因此,在保证其足够的竖向抗压刚度下,提高橡胶支座的抗拉能力也是将来的一个研究方向。

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