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橡胶

如何能购买多层橡胶隔震支座的方法

多层橡胶隔震支座材料的橡胶,则缺乏使用经验。普通结构设计中,结构件承载力的计算总是大一些以使设计偏于安全,与此相反,隔震结构的设计要考虑动力效应,“刚、柔”和“强、弱”的设计要适当,隔震器不能太刚,也不能太柔;阻尼器不能太强,也不能太弱。 举个简单的例子来说,在一般结构设计中,如果计算所需的桩或钢筋为3.2根,则设计采用4根是偏于安全的。而在隔震结构中,如果将阻尼器的屈服强度比设计所要求的强度增大,就不成为隔震结构。 在实际设计中,需要根据预算和规划,综合业主、建筑、结构、设备、施工等合方面的意见,通过协调使设计最为完善。几乎所有的设计,这些关系都很复杂,不考虑这些关系,仅按结构设计流程图是难以进行的。总的来说,设计是经过不断反复计算分析,在不确定状态中,寻求满足各种设计条件的解决方案。每一个建筑都有一个设计方法,所以建筑设计没有所谓的通用的一般设计法。

在日本以及欧洲和美国,已建造了许多隔震结构,1994年1月17日美国洛山矶地震中,南加里弗尼亚大学的医院良好的隔震性能和观测记录成为加里弗尼亚州隔震结构的典范,恰巧一年后日本兵库县南部地震中,神户市北部有二个隔震结构表现出更好的隔震性能,成为了日本的隔震结构典范。 如果结构的强度很大,则在强震时,建筑物及其内部结构将承受超过1G加速度的作用,这已在1978年宫城县冲地震中东北大学记录到,在美国洛杉矶地震和台湾的921大地震及兵库县南部等地震中也记录到多次,这对结构设计人员来说已是众所周知,在建筑基准法的二次设计中考虑了这种强震反应。

对于如此大的地震作用,不是采用增强结构的强度使其保持在弹性阶段,而是适当减小强度,依靠结构的塑性变形防止破坏,也即是得用结构的延性来进行抗震设计,这是现在一般建筑结构的设计方法。总之,建筑物总要产生一定损坏。强度减小程度称为Ds,日本取0.25 ~ 0.55,美国虽然计算公式和取值不同,但考虑方法是相同的。然而,这种建筑结构设计方法是基于在强震时结构产生损坏为前提的,这很难对一般的人解释清楚。在阪神·淡路大地震中,引起人们的混乱,这不能不说是一个问题。因此,以不是损坏建筑物为前提的隔震结构引起人们的重视。

对于隔震结构,在受到上述同等强度的作用时,上部结构的弹性反应只有0.1G ~ 0.2G,不到一般抗震结构的1/5。一般来说,对应1G弹性反应的建筑物,将结构的强度降低到0.25 ~ 0.55,结构会产生一定的损坏,与此相比,0.10 ~ 0.20恰好是隔震结构的反应值。另外,值得大家注意的是对抗台风建筑物抗强风设计0.03 ~ 0.04 W的初始力量值得考虑。 隔震结构所具有的隔震效果是多方面的,隔震系统普遍应用在建筑设计上应是指日可侍的。 多层橡胶隔震支座 隔震器是指将建筑物与地基隔离的装置和机构。地震时将建筑物完全隔震,使建筑物浮在空中,目前的技术水准还不可能。所以,隔震器必须具有能承受建筑物重量的强度和刚度,而在水平方向则具有充分的柔度。隔震器的水准刚度越小,就越接近完全隔离(绝对隔震),使地震输入减小、反应加速度也非常小。另一方面,水平刚度越 柔,地基与建筑物的相对位移增加就越显著。因此,反应加速度与隔震层位移的关系是相反的。

天然橡胶隔震支座概要 隔震器是指将建筑物与地基隔离的装置和机构。地震时将建筑物完全隔震,使建筑物浮在空中,目前的技术水准还不可能。所以,隔震器必须具有能承受建筑物重量的强度和刚度,而在水平方向则具有充分的柔度。隔震器的水准刚度越小,就越接近完全隔离(绝对隔震),使地震输入减小、反应加速度也非常小。另一方面,水平刚度越 柔,地基与建筑物的相对位移增加就越显著。因此,反应加速度与隔震层位移的关系是相反的。但是,如果具有合适的衰减性能(阻尼器的特性),则既可以减小反应加速度,而且也可以使相对位移控制在适当的范围内。所以,对于隔震器要求具有承受荷载的能力、

大变形性能和地震后能恢复原来位置的恢复性能等,在设计中定量把握恢复力特性是十 分重要的。此外,经济性、施工性、耐久性等也是重要的性能。 多层橡胶可以满足上述工程上所要求隔震器的性能,且经济上也是可行的。如图所示为多层橡胶隔震器,它是由薄橡胶片与钢板交错迭放数层而成。多层橡胶的竖向刚度,通常与一根柱子的刚度相当。 例如,多层橡胶的直径70㎝,总厚度为14㎝(0.7×20层),柱子的截面为70×70㎝,长度为400㎝的RC柱。按计算公式,多层橡胶的竖向刚度约为2140t/㎝,RC柱的刚度约为2500t/㎝,可见多层橡胶的受压刚度与RC柱基本相同。多层橡胶的水平方向的性能充分发挥了橡胶的特性,具有非常小的水平刚度和很大的变形能力。目前已实现水平刚度小于竖向刚度的1/1000。以前面的例子来比较多层橡胶和RC柱的水准变形能力。直径70㎝的多层橡胶的水平变形能力40㎝左右,而RC柱的层间变形角如果为1/200,则水平变形量约为2㎝。因此多层橡胶的水平变形能力相当于20层术子的水平变形量的总和。 由以上分析可知,多层橡胶可以与柱或梁相同作为结构构件,但是应该认识到它通常具有相当于一根柱子的竖向刚度,而变形能力与建筑物的层间变形总和相当,这一点是很重要的。

建筑的设计是在工科或大学学习的基础上,需要经过10年的工作锻炼和经验积累,才能说有所掌握,其中包含许多的知识和经验,有些还很深奥,因此建筑设计不是容易的。隔震结构也一样,不仅要使其建造容易,还要了解和开发多层橡胶隔震器和阻尼器,掌握地震动及其动力分析等各种方法。 一般来说,隔震结构设计及所采用的材料与以往的设计习惯有许多不同之处。与一般结构相比,隔震结构的设计确实有一定的难度。例如,与钢材和混凝土相比,作为主体结构 材料的橡胶,则缺乏使用经验。普通结构设计中,结构件承载力的计算总是大一些以使设计偏于安全,与此相反,隔震结构的设计要考虑动力效应,“刚、柔”和“强、弱”的设计要适当,隔震橡胶支座不能太刚,也不能太柔;阻尼器不能太强,也不能太弱。 举个简单的例子来说,在一般结构设计中,如果计算所需的桩或钢筋为3.2根,则设计采用4根是偏于安全的。而在隔震结构中,如果将阻尼器的屈服强度比设计所要求的强度增大,就不成为隔震结构。 在实际设计中,需要根据预算和规划,综合业主、建筑、结构、设备、施工等合方面的意见,通过协调使设计最为完善。几乎所有的设计,这些关系都很复杂,不考虑这些关系,仅按结构设计流程图是难以进行的。总的来说,设计是经过不断反复计算分析,在不确定状态中,寻求满足各种设计条件的解决方案。每一个建筑都有一个设计方法,所以建筑设计没有所谓的通用的一般设计法。

在日本以及欧洲和美国,已建造了许多隔震结构,1994年1月17日美国洛山矶地震中,南加里弗尼亚大学的医院良好的隔震性能和观测记录成为加里弗尼亚州隔震结构的典范,恰巧一年后日本兵库县南部地震中,神户市北部有二个隔震结构表现出更好的隔震性能,成为了日本的隔震结构典范。 如果结构的强度很大,则在强震时,建筑物及其内部结构将承受超过1G加速度的作用,这已在1978年宫城县冲地震中东北大学记录到,在美国洛杉矶地震和台湾的921大地震及兵库县南部等地震中也记录到多次,这对结构设计人员来说已是众所周知,在建筑基准法的二次设计中考虑了这种强震反应。多层橡胶隔震器的基本构造如图所示,由薄橡胶片与钢板相互交错迭置数层,上下有翼缘。平面形状多采用圆形,因为圆形与方向无关。多层 橡胶中心为空心孔。从多层橡胶的承载机构(应力分布状态)来考虑,最好没有该中心孔。但在多层橡胶制造时的加硫过程中,为使从外部加热时 热分布均匀,保证产品质量,设置该中心孔是必要的。特别在多层橡胶的尺寸较大时,仅从外部加热,热的传递很不充分。为使多层橡胶适应气候 变化,在多层橡胶外部设置保护层,该保护层是采用耐候性好的材料制作。 对于如此大的地震作用,不是采用增强结构的强度使其保持在弹性阶段,而是适当减小强度,依靠结构的塑性变形防止破坏,也即是得用结构的延性来进行抗震设计,这是现在一般建筑结构的设计方法。总之,建筑物总要产生一定损坏。强度减小程度称为Ds,日本取0.25 ~ 0.55,

美国虽然计算公式和取值不同,但考虑方法是相同的。然而,这种建筑结构设计方法是基于在强震时结构产生损坏为前提的,这很难对一般的人解释清楚。在阪神·淡路大地震中,引起人们的混乱,这不能不说是一个问题。因此,以不是损坏建筑物为前提的隔震结构引起人们的重视。 对于隔震结构,在受到上述同等强度的作用时,上部结构的弹性反应只有0.1G ~ 0.2G,不到一般抗震结构的1/5。一般来说,对应1G弹性反应的建筑物,将结构的强度降低到0.25 ~ 0.55,结构会产生一定的损坏,与此相比,0.10 ~ 0.20恰好是隔震结构的反应值。另外,值得大家注意的是对抗台风建筑物抗强风设计0.03 ~ 0.04 W的初始力量值得考虑。

隔震结构所具有的隔震效果是多方面的,隔震系统普遍应用在建筑设计上应是指日可侍的。但是,如果具有合适的衰减性能(阻尼器的特性),则既可以减小反应加速度,而且也可以使相对位移控制在适当的范围内。所以,对于隔震器要求具有承受荷载的能力、

大变形性能和地震后能恢复原来位置的恢复性能等,在设计中定量把握恢复力特性是十 分重要的。此外,经济性、施工性、耐久性等也是重要的性能。 多层橡胶可以满足上述工程上所要求隔震器的性能,且经济上也是可行的。如图所示为多层橡胶隔震器,它是由薄橡胶片与钢板交错迭放数层而成。多层橡胶的竖向刚度,通常与一根柱子的刚度相当。 例如,多层橡胶的直径70㎝,总厚度为14㎝(0.7×20层),柱子的截面为70×70㎝,长度为400㎝的RC柱。按计算公式,多层橡胶的竖向刚度约为2140t/㎝,RC柱的刚度约为2500t/㎝,可见多层橡胶的受压刚度与RC柱基本相同。多层橡胶的水平方向的性能充分发挥了橡胶的特性,具有非常小的水平刚度和很大的变形能力。目前已实现水平刚度小于竖向刚度的1/1000。以前面的例子来比较多层橡胶和RC柱的水准变形能力。直径70㎝的多层橡胶的水平变形能力40㎝左右,而RC柱的层间变形角如果为1/200,则水平变形量约为2㎝。因此多层橡胶的水平变形能力相当于20层术子的水平变形量的总和。 由以上分析可知,多层橡胶可以与柱或梁相同作为结构构件,但是应该认识到它通常具有相当于一根柱子的竖向刚度,而变形能力与建筑物的层间变形总和相当,这一点是很重要的。