奶板操胶1燥胶2焊芯3.钢片图6-3层橡胶支座图6-4铅芯橡胶支座通常使用的橡胶支座,水平刚度是竖向刚度的1%左右,且具有显著的非线性变形特征(图6-5)。当小变形时,其刚度很大,这对建筑结构的抗风性能有利。当大变形时,橡胶的剪切刚度可下降至初始刚度的1/5~1/4,这就会进一步降低结构频率,减少结构反应。当橡胶剪应变超过50%以后,刚度又逐渐有所回升,这又起到安全阀的作用,对防止建筑的过量位移有好处。力4ku位移图6-5橡胶支座变形特性橡胶支座隔震装置的设计的关键是合理确定隔震支座承受的应力。我国建筑抗震设计规范规定:隔震层各橡胶隔震支座,考虑永久荷载和可变荷载组合的竖向平均压应力设计值不应超过表6-2的规定。在罕遇地震作用下,不宜出现拉应力。表 6-2橡胶隔震支座平均压应力限值建筑类别甲类建筑乙类建筑丙类建筑101215平均压应力(Mpa)注:1.对需验算倾覆的结构,平均压应力设计值应包括水平地震作用效应:2.对需进行竖向地震作用计算的结构,平均压应力设计值应包括竖向地震作用效应;隔震支座对应于罕遇地震水平剪力的水平位移,应符合下列要求:u, ≤[u, ] (6.4)
通常使用的橡胶支座,水平刚度是竖向刚度的 1%左右,且具有显著的非线性变形特征 (图 6-5)。当小变形时,其刚度很大,这对建筑结构的抗风性能有利。当大变形时,橡胶 的剪切刚度可下降至初始刚度的 1/5~1/4,这就会进一步降低结构频率,减少结构反应。当 橡胶剪应变超过 50%以后,刚度又逐渐有所回升,这又起到安全阀的作用,对防止建筑的 过量位移有好处。 力 e k p k uy 位移 图 6-5 橡胶支座变形特性 橡胶支座隔震装置的设计的关键是合理确定隔震支座承受的应力。我国建筑抗震设计规 范规定:隔震层各橡胶隔震支座,考虑永久荷载和可变荷载组合的竖向平均压应力设计值不 应超过表 6-2 的规定。在罕遇地震作用下,不宜出现拉应力。 表 6-2 橡胶隔震支座平均压应力限值 建筑类别 甲类建筑 乙类建筑 丙类建筑 平均压应力(Mpa) 10 12 15 注:1. 对需验算倾覆的结构,平均压应力设计值应包括水平地震作用效应; 2. 对需进行竖向地震作用计算的结构,平均压应力设计值应包括竖向地震作用效应; 隔震支座对应于罕遇地震水平剪力的水平位移,应符合下列要求: ui ui (6.4)
(6.5)u, =βue式中,u一一罕遇地震作用下,第i个隔震支座考虑扭转的水平位移。[u]一一第i个隔震支座的水平位移限值;对橡胶隔震支座,不应超过该支座有效直径的0.55倍和支座各橡胶层总厚度3.0倍二者的较小值:u。一一罕遇地震下隔震层质心处或不考虑扭转的水平位移;β一一第i个隔震支座的扭转影响系数,应取考虑扭转和不考虑扭转时i支座计算位移的比值;当隔震层以上结构的质心与隔震层刚度中心在两个主轴方向均无偏心时,边支座的扭转影响系数不应小于1.15。2.其它隔震装置除了比较成熟的橡胶支座隔震装置,人们还研究、探索了其它各类隔震装置。略举数例。图6-6为一滚珠隔震装置,该装置是在一个直径为50cm的高光洁度的圆钢盘内,安放400个直径为0.97cm的钢珠。钢珠用钢箍圈住,不致散落,上面再覆盖钢盘。该装置已用手墨西哥城内一座五层钢筋混凝王框架结构的学校建筑中,安放在房屋底层柱脚和地下室柱顶之间。为保证不在风载下产生过大的水平位移,在地下室采用了交叉钢拉杆风稳定装置。房屋底部混凝土块木块弹性罩钢箍混凝土块5S0000.000.00钢板钢板涂珠混凝土块基瑞果图6-6滚珠隔震装置图6-7是一种摇摆隔震支座。在杯形基础内设一个上下两端有竖孔的双圆筒摇摆体。竖孔内穿预应力钢丝束并锚固在基础和上部盖板上,起到压紧摇摆体和提供复位力的作用。在摇摆体和基础壁之间填以沥青或散粒物,可为振动时提供阻尼。经试验证实:当地面加速度幅值达330cm/s2时,被隔震房屋的加速度反应被降低到无隔震反应的1/3左右。我国山西省的悬空寺,历史上经历多次大地震而仍完整无损。分析认为是其特有的支撑木柱起到了摇摆支座隔震的作用
房屋底部 混凝土块 钢箍 木块 混凝土块 弹性罩 钢板 混凝土块 钢板 滚珠 基础梁 图8-6 滚珠隔震装置 ui = iuc (6.5) 式中, i u ——罕遇地震作用下,第 i 个隔震支座考虑扭转的水平位移。 ui ——第 i 个隔震支座的水平位移限值;对橡胶隔震支座,不应超过该支座有 效直径的 0.55 倍和支座各橡胶层总厚度 3.0 倍二者的较小值; c u ——罕遇地震下隔震层质心处或不考虑扭转的水平位移; i ——第 i 个隔震支座的扭转影响系数,应取考虑扭转和不考虑扭转时 i 支座计 算位移的比值;当隔震层以上结构的质心与隔震层刚度中心在两个主轴方向均无偏心时,边 支座的扭转影响系数不应小于 1.15。 2.其它隔震装置 除了比较成熟的橡胶支座隔震装置,人们还研究、探索了其它各类隔震装置。略举数例。 图 6-6 为一滚珠隔震装置,该装置是在一个直径为 50cm 的高光洁度的圆钢盘内,安放 400 个直径为 0.97cm 的钢珠。钢珠用钢箍圈住,不致散落,上面再覆盖钢盘。该装置已用 于墨西哥城内一座五层钢筋混凝土框架结构的学校建筑中,安放在房屋底层柱脚和地下室柱 顶之间。为保证不在风载下产生过大的水平位移,在地下室采用了交叉钢拉杆风稳定装置。 图 6-6 滚珠隔震装置 图 6-7 是一种摇摆隔震支座。在杯形基础内设一个上下两端有竖孔的双圆筒摇摆体。竖 孔内穿预应力钢丝束并锚固在基础和上部盖板上,起到压紧摇摆体和提供复位力的作用。在 摇摆体和基础壁之间填以沥青或散粒物,可为振动时提供阻尼。经试验证实:当地面加速度 幅值达 330cm/s2 时,被隔震房屋的加速度反应被降低到无隔震反应的 1/3 左右。我国山西省 的悬空寺,历史上经历多次大地震而仍完整无损。分析认为是其特有的支撑木柱起到了摇摆 支座隔震的作用