建筑结构隔震橡胶支座.pdf

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1、文章编号：1009—9441(2013)05—0036—03建筑结构隔震橡胶文座口口申海洋(山西建筑职业技术学院，山西太原030006)摘要：建筑隔震橡胶支座具有支承、复位、阻尼、耐久等性能，在竖向与水平地震作用下能保持稳定，且具有隔震减震功能，可减小地震作用对上部结构的影响，其经济效益明显，应用前景广泛。关键词：隔震橡胶支座；基本特性；制造工艺；安装中图分类号：，I-U352．1ffQ336．4文献标识码：B引言在雅安地震中，距震中区10km处的芦山县城地震烈度为8～9度之间，该地区抗震设防烈度为7度，很多建筑遭受到不同程度的破坏，而芦山县人民医院新建

2、成的门诊综合楼却几乎完好无损。该建筑为框架结构，设计抗震设防烈度为7度，为澳门特别行政区援建项目。震后整个建筑的梁、柱、板等结构构件基本无损，建筑外立面不仅墙面没有开裂，而且连瓷砖也几乎没有脱落，外窗玻璃也未震碎。也就是说，该建筑在7级地震的作用下，不仅整体结构保持完好，而且内部装修、设备和外部装修完好无损，在震后照常运转，为及时救治伤员发挥了很大的作用。究其原因，主要是采用了橡胶隔震支座，消耗了大部分的地震能量，才使得上部结构免遭震害。橡胶隔震支座的基本原理是通过在建筑物基础与上部结构之间设置橡胶支座，使得地震作用下建筑物的自振周期能够延长，可使建筑物

3、在地震作用时的水平加速度降低50％一60％，从而减轻上部结构的地震作用效应，达到减小震害的目的。通常的做法是在下部结构(基础)与上部结构(主体)之间设置隔震层来改变结构整体的动力特性。一般地震的振动周期大多在0．1～1S之间，隔震支座因为水平刚度较小，可延长上部结构的振动周期至3S以上，使建筑物因地震而产生的加速度反应大量减小，从而达到保护建筑结构物的目的。在地震作用下，橡胶片产生弹性变形，通过弹性位移吸收地震作用力，隔震支座中的钢板层对橡胶层竖向变形起约束作用，使支座具有很高的竖向承载能力，同时又不影响橡胶的水平柔性，使得其有良好的水平变形能力和复位能

4、力，从而提高建筑物的抗震能力。这种橡胶隔震支座体系在技术上已经基本成熟，应用方便，在建筑耗能减震领域前景广阔。1隔震橡胶支座的基本特性橡胶支座是由若干层薄橡胶板和若干层薄钢板交替叠合，经高温、高压硫化而成。目前工程中使用的大部分为扁圆柱体形状，如图1所示。图1橡胶支座构造隔震橡胶支座中橡胶层与夹层钢板紧密粘结，具有以下特性：1．1竖向承载能力特性橡胶支座能有效地支承上部结构，即使在发生较大变形的情况下也能正常工作而不发生失稳破坏。隔震橡胶支座中橡胶层与钢板层紧密粘结在一起，上部结构自重及使用荷载产生的竖向力传到支座时，橡胶板产生横向变形，但同时要受到钢板

5、层的约束，使得橡胶层处于三向受力的状态，而钢板本身又是一种不可压缩的材料，使得橡胶支座具有较强的竖向承载力和刚度。工程中常用的橡胶支座的竖向承载力一般在100MPa以上，考虑到轴压承载力安全系数，实际工程中其设计轴压应力在15MPa以上，作为建筑物的竖向支承绝对安全。1．2水平隔震特性橡胶支座具有一定的水平刚度和变形能力，通过水平错动，能延长整个结构体系的自振周期，削减地震能量向上部结构的传递。建筑物在小震水平力作用时，橡胶支座的初始刚度就可以确保建筑物的·36·Research&ApplicationofBllildingMaterials安全；在中、

6、强震水平力作用时，橡胶支座的橡胶层产生水平错动，同时产生内摩擦。随着支座水平变形的增大，水平刚度有所降低。橡胶支座具有的水平力学性能，能为橡胶支座在正常工作状态下提供必要的水平刚度，为上部结构的安全提供了保障。地震发生时，橡胶支座的水平刚度降低，使得隔震层形成刚度薄弱层，产生较大变形，上部结构同时产生的是平动，而不是普通建筑在地震作用下产生的摆动和扭转效应，从而使得地震对上部结构的效应减小。1．3复位特性橡胶支座具有一定的水平弹性恢复能力，使隔震结构体系在地震中具有瞬时自动“复位”功能。地震后，能使上部结构回到原来的状态，满足继续使用的要求。1．4耐久性

7、橡胶支座是隔震的关键部件，材料本身必须具有良好的耐久性。橡胶支座的橡胶原料采用耐氧化和耐疲劳的氯丁、天然橡胶或三元乙丙橡胶，钢板采用精轧不锈钢板，使之具有很好的耐老化性能和抗疲劳性能。一般民用建筑的设计基准期为50年，橡胶支座在合理使用、合理维护的情况下，其耐久性能应至少大于建筑物的设计基准期。2隔震橡胶支座的制造工艺2．1材料的选择根据隔震支座的使用要求，主体材料为性能较好的天然橡胶，应满足以下几个方面的要求：(1)橡胶材料的抗撕裂性要好，伸长率要大。(2)橡胶层与钢板层的粘合性能要好。(2)内部胶层的厚度要均匀。(3)胶层内部不能有气泡，否则会直接影

8、响与钢板的粘合性。2．3产品的制造工艺流程隔震橡胶支座的制造工艺流程为：圆形胶片