橡塑隔震铅芯橡胶支座在地震中的应用151-3082-8567

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六、部分使用隔震铅芯橡胶支座建筑地震后的状况 传统抗震建筑与隔震建筑在地震中的情况对比： 1、传统抗震建筑结构体系特点：上部结构和基础采取刚性连接。通过增大建筑物梁、板、柱的配筋强化结构的刚度和延性。 2、 隔震建筑结构体系特点：上部结构和基础采取柔性连接，通过隔震层有效的隔震层有效的隔离地震能量向建筑物输入。 夹层橡胶隔震铅芯橡胶支座的减震效果（如图所示：常规抗震建筑地震时摆动剧烈，而隔震建筑地震时只有轻微平动） ?1994年1月17日，美*洛杉矶大地震中，该市相距不远的两个医院，其中*个是隔震的，地震时医生护士照常工作，另*个是不隔震的，损坏厉害，无法恢复工作。 ?1994年9月16日，台湾海峡发生了7.3*地震，震源离汕头市面上约200公里，汕头市烈度为6度，各类房层摇晃的厉害，而陵海路隔震楼上的人并没有感到晃动，听到邻居的邻街喧闹后下楼才知道发生了地震。 ?1995年1月17日，日本神户大地震，该市的部邮政大楼和松村研究所大楼等隔震房屋经受了地震的考验。房屋结构安全完好，仪器、设备、装修等丝毫无损。 ?1995年10月24日，云南武定发生6.5*地震，水平距离大约200公里外的大理市地震烈度约5度，地震发生时，大理许多人从睡梦中惊醒，桌上的花瓶，下班杯跳动，而隔震建筑大理州交通指挥**大楼中的大多数人没有感觉，只有20％感到轻微摇动，隔震建筑无任何破坏，减震效果明显。 ?1996年2月3日，云南丽江发生7*强烈地震。相距不远的西昌市*税局宿舍楼，是*幢六层隔震楼。楼上职工，只是感到轻微晃动，而相邻的*幢常规抗震楼只有四层，楼上居住的人摇晃十分厉害。6、检查**后，先对隔震铅芯橡胶支座连接板及外露连接螺栓采取防锈保护措施，然后用木框将隔震铅芯橡胶支座保护好，以防止上部施工过程中破坏橡胶隔震铅芯橡胶支座。 7、绑扎隔震铅芯橡胶支座以上部分的钢筋，进行上部结构施工。 8、隔震铅芯橡胶支座安装过程中，应做好安装过程的施工记录，上部结构施工过程中，每完成*层应作*次橡胶隔震竖向变形观测。 9、隔震建筑完工后，应对上部结构与水平方向和竖直方向阻碍物的脱开距离进行检查。 5.4橡胶隔震铅芯橡胶支座的安装施工质量要求. 5.4.1隔震支安装前，其底部安装面水平度误差不宜大于5‰；隔震铅芯橡胶支座安装后，其顶面的水平度误差不宜大于10‰。 5.4.2隔震铅芯橡胶支座的平面位置与设计位置的水平偏差不宜大于5.0mm 5.4.3隔震铅芯橡胶支座的安装标高与设计标高相差不大于5 mm 5.4.4同*层面上的隔震铅芯橡胶支座安装面的高差不宜大于5 mm 5.4.5当需要进行二次浇注混凝土时应采用比原构件高*个等*的细石混凝土. 5.5橡胶隔震铅芯橡胶支座的施工注意事项 1、严格把好原材料、半成品质量关，不**产品应坚决清理出厂。

2、验收应严格细致、逐项检查，杜绝漏检、漏项情况发生。 3、橡胶隔震铅芯橡胶支座安装时的平整度直接影响其以后工作性能，因此，在安装过程中必须严格按操作规程操作。 4、二次浇注混凝土时，振捣不允许碰撞预埋件、主筋、标高及平整度发生偏移或受损，影响安装质量；在浇注时应注意连通避雷线铁件的预埋工作。 5、橡胶隔震铅芯橡胶支座组装时，连接板上的螺栓应分次拧紧或采用2人对拧，以防止连接板与橡胶铅芯橡胶支座叠合不好而发生翘曲。 6、吊装时吊点要适当，以防止组装好的隔震铅芯橡胶支座与连接板，预埋件三者叫心互相错位；吊装时要轻举轻放，以防损坏橡胶隔震铅芯橡胶支座。 7、安装完后要注意作好隔震铅芯橡胶支座的保护工作。 8、施工除遵守**有关的安全规范外，尚应采取有效的安全措施。5.3橡胶隔震铅芯橡胶支座施工操作要点 5.3.1隔震铅芯橡胶支座及其配件验收 1、橡胶隔震铅芯橡胶支座进场时必须进行验收和检查。主要内容为： （1）**证检查：产品应具有出厂**证。 （2）报告单检查：应提供产品力学性能报告单，其性能指标应与设计要求*致。 （3）产品检查：检查项目包括：①品号、个数；②形状、尺寸；③外部损伤与否；④连接板的防锈情况。 2、连接板、预埋件验收 连接板、预埋件进场必须带有所用材料质量**证和加工成品厂试验报告单。 连接板、预埋件进场院后，应按设计要求和有关标准，对其规格、尺寸、边心距、平整度、焊缝等质量指标进行验收。 5.3.2预埋件定位、固定与复核 1、利用经纬仪及水准仪定出下部预埋件的标高、轴线位置，并作好标记； 2、利用不同规格的调平螺栓高速预埋件的标高及平整度，直到达到标准为止； 3、确认预埋件标高，轴线和平整度符合要求后，用短筋通过点焊将预埋件固定在下部结构钢筋上； 4、复核预埋件的标高、轴线和平整度，同时做好预埋件螺孔保护； 5、复核**后浇注混凝土，当隔震铅芯橡胶支座设置在柱*时，二次浇注的混凝土应为高等*细石混凝土，可用滑槽倒入柱模内，以人工搞实； 5.3.3橡胶隔震铅芯橡胶支座的安装与保护 1、在地面上将下下两块连接板、橡胶隔震铅芯橡胶支座及上部预埋件组装好； 2、待下部结构混凝土达到75％设计强度后，将预埋件螺孔清理干净，涂上黄油，再用黄油和油毡作*隔离层，为将来更换橡胶隔震铅芯橡胶支座作好准备。 3、按橡胶隔震铅芯橡胶支座平面布置图编号，将隔震铅芯橡胶支座吊装就位。 4、用高强螺栓将下连接板牢固地固定在下部预埋件上。 5、检查安装质量是否符合有关规程及标准的要求。

五、隔震建筑的施工与管理 5.1橡胶隔震铅芯橡胶支座的施工流程 5.1.1施工准备 5.1.2隔震铅芯橡胶支座及其配件的验收 5.1.3预埋件定位、固定、复核，组装橡胶隔震铅芯橡胶支座 5.1.4橡胶隔震铅芯橡胶支座的吊装 5.1.5固定橡胶隔震铅芯橡胶支座 5.1.6橡胶隔震铅芯橡胶支座的养护 5.2橡胶隔震铅芯橡胶支座的施工准备与组织施工准备包括技术准备、机具准备、材料准备、人员组织四项内容。 5.2.1技术准备包括以下内容： （1）阅读图纸和相关规范或标准，了解设计意图和质量要求，编写施工指导书； （2）拟定施工流程，进行局面技术交底； （3）编写操作工艺和要点，培训操作人员； （4）制定质量保证措施； （5）完善工序衔接签证手续； （6）绘制施工记录表及竖向变形观测表格。 5.2.2施工中所用的有关机具应提前准备并校正，所用的机具主要有：经纬仪、标杆、水准仪、塔尺、卷尺、机械水平尺、塞尺、游标卡尺、线坠、活动扳手、套筒扳手、电焊机等。 5.2.3材料准备 所需要的材料主要有：精制高强螺杆、钢板及其它钢材。高强螺杆要作防锈处理，钢板及钢材*般为Q235钢。 5.2.4人员组织 隔震铅芯橡胶支座的施工应包括以下人员：施工总负责人（总指挥）、技术员、验收员、测量员、安装工（包括安装预埋件人员和组装隔震铅芯橡胶支座人员）、混凝土浇注人员、吊装工、木工等，应根据工程实际情况分成不同的班组进行。

6、 合理设置隔震结构的基本周期，避开场地周期和上部结构的周期，有效地发挥隔震技术的效用。 7、 基础隔震层*般应设置在结构第*层以下的部位，隔震层在罕遇地震下应保持稳定，且不出现不可恢复的变形。控制隔震结构的节点构造，保证隔震层在地震时有效发挥作用。 8、 穿过隔震层的设备配管和电器、通信系统的配线，应采用挠曲柔性连接等适应隔震层罕遇地震水平位移的措施；采用钢筋或钢架接地设备，应设置跨越隔震层的接地配线。 9、 隔震建筑应具备当隔震铅芯橡胶支座在地震中意外丧失稳定性而不发生严重破坏的措施，*般也应考虑隔震铅芯橡胶支座的便于检查和替换的措施。 10、 建筑隔震橡胶铅芯橡胶支座和隔震层的其它部件尚应根据隔震层所在的位置的耐火等*采取相应的防火措施。 11、 对于体型复杂或有特殊要求的结构采用隔震技术，应进行模型实验。

2、 隔震建筑结构的定型基本规则。应控制隔震铅芯橡胶支座的布置及结构的刚度，使其分布均匀。尽量使结构刚度**与上部结构的质量**的偏移小*些，这样做可以保证结构不致因太大的扭转作用而发生意外破坏。 3、 基础隔震技术对低层多层建筑*为适合，隔震建筑的房屋高度和层数应符合有关设计技术规范中的相应规定。 4、 由于建筑隔震技术的特点，隔震建筑*般更适合于I、II、III类建筑场地，并且在结构设计中选用刚性较好的基础类型，以保证隔震层的稳定性和在地震中运动的*致性。 5、 *般来说，隔震建筑隔震层的抗拉能力比较薄弱，根据剪切型结构的特点，为了保证隔震结构的稳定性，确保隔震结构的抗倾覆能力及地震时有效防止上部结构与隔震层之间的脱离，应对隔震结构的高宽比加以控制。隔震结构的高宽比应满足下表的要求。当高宽比不满足要求时，应进行罕遇地震下的抗倾覆验算。 隔震建筑*大高宽比： 烈度 6 7 8 9 *大高宽比 2.5 2.5 2.5 2.0 同时还应对非地震作用的水平荷载(如风荷载)加以限制,*般应控制非地震作用的水平荷载不超过结构总重力的10％。这样做也可以有效保证隔震建筑的舒适性。

(2)按弹性问题求解,所得结果U1作为下* 增量迭代之初值. b.增加下**荷载增量∃Pn,按下列迭代公式进行迭代,直到本*荷载增量下收敛为止,即 Ki n∃Ui n=∃Pn-Fi n; Ui+1 n=Ui n+∃Ui n, 式中,∃Pn为第n*荷载增量;Fi n为第n*荷载增量中第i次迭代时单元应力力向量,当 i =1 时,F1n=0;Ki n为上*次迭代完成后的切线刚度. c.根据上述迭代完成后的位移值,作为第n+1*荷载增量下的迭代初始值,重复步骤b,如 此反复迭代下去,直到所有荷载荷载增量全部施加上去,并满足收敛准则为止.作者选取结点不平衡力小于某*给定值作为收敛条件. 4 算 例 为了便于和试验结果作比较,选用了*种铅芯橡胶铅芯橡胶支座[7].该铅芯橡胶支座橡胶直径650mm,铅芯直径170mm,高度197mm.橡胶弹性模量和剪切模量分别为EL=356MPa,GL=130MPa,ER= EL;GR=1.12MPa,橡胶层厚度140mm.图6为 采用纤维有限元模型进行模拟计算的结果,图中实线是纤维单元模型的理论计算值,虚线是铅芯橡胶支座的试验值. 图6 铅芯橡胶支座滞回曲线 5 结 论 a.采用纤维单元有限元模型能较好地模拟铅 芯橡胶隔震铅芯橡胶支座在竖向荷载和水平循环荷载作用 下的荷载-位移曲线,可以用于分析这类铅芯橡胶支座的恢复力特性,也可用隔震建筑的有限元分析.因此 欢迎来电咨询和莅临考查。 四、隔震建筑的设计原则： 在隔震结构的设计中，应通过对结构的整体特性、结构布置、结构刚度的颁等情况进行合理设置， 控制结构在地震发生时的反应性能，达到减小地震反应的目的，*般需要遵循以下原则： 1、 隔震建筑的设防目标*般应高于传统建筑。合理设计的隔震建筑均可达到“小震不坏，中震水坏或轻微破坏，大震不丧失使用功能”的设防目标。

山东铅芯橡胶隔震支座批发商,厂家直供山东铅芯橡胶隔震支座,衡水同泰工程橡胶有限公司生产的高标铅芯橡胶隔震支座厂家直销山东,2000-2015年这15年间, 基础隔震技术的应用范围很广泛，对于重要建筑和生命线工程来说，通过采用隔震技术，提高了结构的抗震能力，在地震灾害发生时，可有效地发挥其“生命线”功效（如医院，消防指挥**），保证其正常工作；将隔震技术用于放置贵重设备、仪器、产品的车间、仓库，可避免设备遭受破坏；用于桥梁，可防止由地震灾害引起的交通中断；用于博物馆，可使那些无价珍宝免遭震灾；用于核电站，不致因地震引起核泄漏；用于那些有历史价值的古建筑的加固修复，可更有效的保持建筑的原有风貌。采用橡胶隔震支座的建筑设计、施工和传统建筑差别很小，*般的设计和施工单位都很容易做到。从目前工程实践来看隔震建筑与传统建筑相比具有很大的社会和经济效益：

山东铅芯橡胶隔震支座采用基础隔震技术建造的房屋，可适当降低上部结构的设防水准（*般可降低*度到*度半），这样就有可能使建筑布置更加灵活，并可减少*些结构的构造措施及*些结构构件的尺寸或配筋（如墙体的厚度），从而使上部结构能节约部分土建造价。 2、山东铅芯橡胶隔震支座对于中高烈度地区，采用基础隔震技术建造的房，可以空破现行抗震规范中对房屋层数和高度的限制，在保证高宽比的前提下可以提高*到两层，这样可以提高建筑物的容积率，节省建设用地，提高土地的利用率，带来广泛的经济效益。 3、采用隔震技术的建筑物，与*般传统抗震结构相比，上部结构的地震反应减少到1/4~1/8左右，其抗震可靠度大大提高，建筑的设防目标*般可以提高*个设防等*。传统建筑的设防目标*般是“小震不坏，中震可修，大震不倒”，而合理设计的隔震建筑通常能做到“小震不坏，中震不坏或轻度破坏，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的。按施工经验，隔震结构*般比非隔震结构造价降低7-15％。

山东铅芯橡胶隔震支座隔震建筑由于有*层柔性隔震底层，能够将地震能量或反馈回地面或由隔震层吸收，因此，不但可确保结构的整体安全，并且能够减小甚至防止非结构构件的破坏，避免发生建筑物内部装修、室内设备的破坏以及由此引起的次生灾害，甚至可保证建筑物在地震时正常使用功能，这对医院、学校、幼儿园、消防**、防灾控制**等生命线工程或其它如博物馆、计算**等重要建筑物更具有特殊的重要意义。

隔震建筑物提高了设防水准，保证了大震来临时建筑物的安全使用及人民群众的生命财产安全，对于大震来临时的抢险、指挥及稳定民心具有重大意义。基础隔震, 通常是在上部建筑与下部基础之间设置隔震支座[1].目前,*内外已提出了各种材料组成及不同组合方式的隔震支座,铅芯橡胶支座是目前应用比较广泛的*种隔震系统,具有良好隔震效果.衡量隔震支座隔震性能的指标主要是等效刚度和等效阻尼,这两个指标*般是通过荷载-位移的滞回曲线计算获得.目前,精确的方法是直接对隔震支座进行加载试验,由传感器分别记录加载过程中荷载和相应的位移来获取隔震支座的滞回曲线.有学者对隔震支座进行了有限元分析,针对隔震支座的力学性能及材料组成,提出了Bilinear模型(双线性模型)和Ramberg2 Osgood模型等[2] .Spacone提出了*种纤维梁柱模型,对钢筋混凝土框架进行非线性分析,但是忽略了剪切变形[3].作者提出*种考虑了剪切变形的纤维模型来分析铅芯橡胶隔震支座 .

铅芯橡胶支座 铅芯橡胶支座[4]构造如图1所示.橡胶支座由橡胶板和薄钢板堆叠经热硫化而成,在其中间竖直地灌入适当直径的铅棒,铅芯必须紧固在孔中,并稍微挤进橡胶层中.因此,铅芯的体积往往比**孔的体积大*些,使铅芯能牢固地压入孔中,当橡胶支座发生水平变形时,整个铅芯由于被钢板约束而强迫发生剪切变形. 铅芯橡胶支座的力学性能主要取决于橡胶和铅芯两种材料的性质及组合性能.作为*种金属,铅芯在简单拉伸时的应力-应变曲线如图2. 在 图1 铅芯橡胶隔震支座 屈服前的弹性阶段,应力Ρ与应变Ε成正比, 比例 常数就是弹性模量E, 可用Ρ=EΕ表示.相应的剪应力与应变之间的关系为Σ=GΧ,式中,G为剪切模量.应力达到屈服后,铅芯的塑性段曲线接近水平(即塑性段的斜率几乎为零) . 图2 铅的应力—应变曲线 橡胶材料具有不可压缩性,同时又具有较好的弹性,橡胶的拉伸实验表明,橡胶比铅芯具有较高的屈服极限. 根据铅和橡胶材料的上述力学性能,可以认为,在*定的荷载范围之内,隔震支座在循环荷载作用下,铅芯发生理想弹塑性变形,而橡胶则是始终保持弹性变形.基于这种假定,可以推出*个具有*段初始弹性刚度的双线性滞回曲线.同时,为了保证铅芯和橡胶板在竖向荷载作用下轴向位移的*致性,这里假定铅芯和橡胶板具有相同的轴 向刚度,即轴向变形模量*致. 2 模型选取

铅芯橡胶支座具有较大的竖向刚度和较小的 水平刚度,在荷载的作用下主要发生横向剪切变形.根据这*特点,作者提出*种纤维模型,这个模型在竖向荷载作用下几乎不发生变形;而在水平荷载作用下,却有如弹簧*样,能够发生很大的变形,符合隔震支座的变形特点.纤维模型中,*个纤维单元可以按照*定的原则细分成若干个纤维,图3是*个纤维单元的节点受力情况以及单元某个截面的受力情况 . 图3 纤维单元 单元节点荷载向量Q={Q1 ,… ,Q12}T;单元变形向量q={q1,…,q12 }T; 截面荷载向量 D(x)= {N(x) My(x) Mz(x) Vy(x) Vz(x)}T ;截面变形向量 d(x)= {Ε(x) ςy(x) ςz(x) Χy(x) Χz(x)}T . 2.2 截面刚度矩阵 截面刚度矩阵k(x)与相应的截面变形d(x)有关.根据平截面假定,某个截面x处的应变为Ε (x,y,z),表示为 Ε(x,y,z)=(l(y,z)+ly+lz)d(x), 式中,l(y,z),ly和lz分别是相应于轴向变形和剪切变形的变形函数,表示为 l(y,z)={1 z -y 0 0}; ly={0 0 0 1 0}; lz={0 0 0 0 1}.于是,根据虚功原理,可求得 k(x)= ∫A(x) (lT (y,z)E(x,y,z)l(y,z)+ lT yG(x,y,z)ly+lT zG(x,y,z)lz)dA, 式中,E(x,y,z)和G(x,y,z)分别是坐标x处的 纤维弹性模量和剪切模量

单元刚度矩阵 单元刚度矩阵ke 由不同截面的截面刚度矩阵k(x) 组合而成的.实际运用中,直接由截面刚度矩阵求单元刚度矩阵比较困难 ,这里采用Spacone 借助于柔度矩阵间接求得单元刚度矩阵 的方法.截面柔度矩阵 fx为k x 的逆矩阵,引进插值函数bx,与单元的长度l和截面坐标x有关,有 bx= 10 0 000 x l -1xl 0 0 000x l -1xl0001 l 1 l 0 - 1 l -1 l 00 . 下面求单元柔度矩阵F,令f(x)=bTxfxbx,则 F= ∫ l 0f(x)dx. (1) 由于被积函数f(x)较复杂,难以直接积分,用 Gauss2Lobatto积分[5] 对式(1)进行数值积分得 F=∫ 0 l f(x)dx= ∫l -1 f(Ν)dΝ= H1f(- 1)+ ∑n-1 i=1 H i f(Νi)+Hnf(1), 式中,Hi为与积分点Νi相对应的权函数,可查表得到.截面坐标x和积分点Νi的关系为x=1