橡胶支座的技术发展伴随着持续深入的科学研究。为系统掌握其力学性能,1979-1981年间,铁道部科学研究院对160块不同规格、形状系数和胶层厚度的支座进行了全面的试验研究,项目于1982年9月通过部级技术鉴定,为规范制定和工程应用提供了坚实基础。
在橡胶支座的长期使用过程中,由于受到各种复杂因素的影响,可能会出现多种病害,这些病害不仅会影响支座的正常功能,还可能对整个建筑或桥梁结构的安全造成威胁。以下是对一些典型病害的成因分析及解决方案:
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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,消防指挥中心),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、产品遭受破坏;用于建筑,可防止由地震灾害引起交通中断;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,可更有效地保持建筑的原有风貌。
四氟板式橡胶支座的滑动性能依赖于聚四氟乙烯板(PTFE)与不锈钢板的配合,其摩阻系数需通过润滑措施精准控制:常温型活动支座(适用于环境温度 0℃以上):加入 5201 硅脂润滑后,设计摩阻系数≤0.03,确保支座在温度伸缩、荷载变化时能顺畅滑动;耐寒型活动支座(适用于低温环境):同样采用 5201 硅脂润滑,设计摩阻系数≤0.06,需通过材料改性保证低温下硅脂的润滑效果,避免摩擦阻力骤增。
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叠层橡胶隔震支座施工及验收核心要求:施工中需确保支座上下各部件纵横向精准对中;若安装温度与设计温度存在差异,橡胶支座纵向上下部件错开距离需与计算值完全一致。连续建筑实施体系转换时,橡胶支座与硫磺水泥浆块间必须采取隔热措施,防止填充四氟乙烯板和橡胶块因高温受损。
叠层橡胶支座(板式橡胶支座的升级型)是建筑结构抗震的新兴关键技术,其优势在于:三向约束下抗压弹性模量达 5×10?KG/cm2(约 500MPa),较无约束状态提升 20 倍,承载能力显著增强;地震时通过橡胶层剪切变形耗散能量,延长结构自振周期,降低上部结构地震响应(降幅 60%-80%)。
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铅芯橡胶支座通常适用于高度不超过40米,以剪切变形为主,且质量与刚度沿高度分布较为均匀的多层和中高层建筑结构。
隔震特性:隔震装置具有可变的水平刚度特性,在强风或微小地震时(F≤F,具有足够的水平刚度K1,上部结构水平位移极小,不影响使用要求;在中强地震发生时,(F>F,其水平刚度K2较小,上部结构水平滑动,使“刚性”的抗震结构体系变为“柔性”的隔震结构体系,其自振周期大大延长(例如TS=2~4S),远离上部结构的自振周期(TS=0.3~1.2S)和场地特征周期(TG=0.2~0S),从而把地面震动有救地隔开,明显地降低上部结构的地震反应,可使上部结构的加速度反应(或地震作用)降低为传统结构加速度反应的1/4~1/12。并且,由于隔震装置的水平刚度远远小于上部结构的层间水平刚度,所以,上部结构在地震中的水平变形,从传统抗震结构的“放大晃动型”变为隔震结构的“整体平动型’,从激烈的、由下到上不断放大的晃动变为只作长周期的、缓慢的、整体水平平动.从有较大的层间变位变为只有很微小的层间变位,斟而上部结构在强地震中仍处于弹性状态。这样,既能保护结构本身.也能保护结构内部的装饰、精密设备仪器等不遭任何损坏,确保建筑结构物和生命财产在强地震中的安全。
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板式橡胶支座早应用在法国郊外SAINFPENIS车站的钢桥上,到二十世纪六十年代,国外已在4000多座建筑上广泛应用,并且在二十世纪七十、八十年代都已有完整的萨准规范,确认了板式橡胶支座的工作原理、设计方法、产品加工公差及成品力学性能试验要求,德国、英国、美国、法国、印度等也都有了自己本国的标准。
球形支座优缺点:其优点是整体支座高度相对较小,构造较为简洁,用钢量经济;缺点主要体现在无法有效抵抗拉力,支座高度不可调整,允许的转动量有限,并且在日后需要更换和修理时操作不便。

偏心效应控制:虽然上部结构本身可能存在荷载与质量分布偏心(即质量分布偏离几何中心),但由于隔震层的有效调节作用,这种偏心效应的影响能够得到有效控制。
隔震橡胶支座技术在国内外部已得到广泛应用,特别适用于重要公共建筑,包括政府办公楼、医疗设施、法律司法中心、数据处理中心、博物馆、科研实验室、图书馆设施、历史保护建筑以及应急指挥机构等。随着技术标准的不断完善和工程实践经验的积累,建筑隔震技术将持续优化发展,为提升建筑抗震安全性能提供更加可靠的技术支持。
