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巴州区摩擦摆隔震支座中不同的减隔震系统的优缺点分析

建筑摩擦摆隔震支座  2024/5/23 7:27:27  22619
内容摘要:随着近年来桥梁工程的快速发展,桥梁抗震设计直接关系着整个桥梁的质量,在桥梁抗震设计中加强巴州区摩擦摆隔震支座的应用,可以保证桥梁的质量。地震震害调查表明,桥梁结构是整个交通工程抗震的薄弱环节,由于桥梁倒塌而...

随着近年来桥梁工程的快速发展,桥梁抗震设计直接关系着整个桥梁的质量,在桥梁抗震设计中加强巴州区摩擦摆隔震支座的应用,可以保证桥梁的质量。地震震害调查表明,桥梁结构是整个交通工程抗震的薄弱环节,由于桥梁倒塌而造成的直接损失和由此引发的交通瘫痪所造成的间接损失都非常巨大。近年来,我国发生的几次大地震对桥梁工程造成了严重的破坏,尤其是2008年的汶川大地震和2010年的青海玉树大地震。因此,针对桥梁抗震设计提出的各种理论和方法也成为国内外研究者关注的热点。

在各种桥梁抗震设计方法中,减减隔震设计经工程实践证明是为经济、有效的方法。一般是通过在上、下部结构之间安装具有减减隔震功能的支座,有目的地引导结构的损伤形式,改善整体结构的抗震性能。国内外常用的减隔震支座有巴州区铅芯橡胶支座、滑动摩擦型减隔震支座、高阻尼巴州区橡胶支座等。摩擦摆隔震支座是滑动摩擦型隔震支座的一种,其工作原理类似于钟摆,大半径弧形滑动面可自由滑动,结构自振周期延长,同时发生动能和势能的相互转换从而消耗地震能量。与橡胶类减减隔震支座相比,具有构造简单、承载力大、耐久性好等优点,在桥梁结构减减隔震设计中已经得到了越来越多的应用。对于大跨度连续梁桥结构,在地震作用下,上部结构地震惯性力较大,上部结构纵桥向绝大部分地震惯性力都由固定墩来承受,如何有效地减小固定墩所受的地震力是其抗震设计的关键。采用隔振设计,可以使下部关键构件保持在弹性状态。隔振的基本原理是利用隔振装置的柔性来延长结构体系的周期,减小结构地震反应。

摩擦摆隔震支座在桥梁抗震设计中的应用

当受到地震作用时,摩擦摆隔震支座开始滑动,此时摩擦摆隔震支座能够使减隔震体系的水平刚度中心和上部结构的质量中心保持一致,能够极大的减小结构扭转反应。摩擦摆减隔震支座将建筑物以地面隔离开,充分利用滑块和滑动面之间的摩擦来消耗地震能量,大大减小上部结构地震能量的输入。但是,和橡胶支座一样,摩擦摆减隔震支座也有其缺点,一般的摩擦摆隔震支座没有竖向抗拔能力,支座受拉力作用时,滑块和盖板两者之间很容易脱离。轻型结构建筑物由于自重较小,结构在风载或者是地震作用下,摩擦摆隔震支座由于拉力其盖板和滑块可能就会脱离,使建筑物倾覆,造成严重后果,所以在这种情况下就必须对摩擦摆隔震支座加以改进,安装防倾倒装置,或者使用一种专门的竖向抗拔摩擦摆隔震支座。

1、纯摩擦减隔震系统(P-F)

该系统是一种纯摩擦型的基底滑移减隔震系统,上部结构和基础之间设有摩擦板或者砂垫层,地震作用下通过滑移摩擦来耗散地震能量,是简单的一种减隔震措施,该减隔震结构有一个缺点,就是地震作用下没有限位功能,会有一定的残余位移,由于其形式简单,工程造价较低,工程施工上比较容易实现,纯摩擦基础减隔震系统建筑在我国已经有很多工程实例。

摩擦摆隔震支座

2、恢复力—摩擦减隔震系统(R-FBI)

这种减隔震系统由橡胶和摩擦板两部分共同组成,摩擦板通过摩擦消耗地震能量,橡胶受到水平作用变形后具有很好的弹性恢复能力,自动复位能力较强,但是这种减隔震技术工程造价很高,不利于减隔震技术的向工程实践推广,有待进一步的深入研究。

3、法国EDF摩擦减隔震系统(EDF)

该减隔震系统由摩擦板和橡胶支座两个部分构成,摩擦板位于上部,橡胶支座在其下部。在遭受地震作用时,如果地震作用较小,该系统的橡胶支座起主要作用,但在强地震作用下,上部的摩擦板开始滑动,摩擦板的滑动可以消耗地震能量,减小上部结构地震作用。橡胶支座和摩擦板共同作用时,摩擦板的滑动摩擦还会对橡胶支座起到保护作用。

4、滚轴减隔震

滚轴减隔震是滚动减隔震的一种形式,在建筑物基础和上部结构之间有两层相互垂直的滚轴,滚轴在椭圆形的沟槽内滚动、摩擦,消耗地震能量,但是这种减隔震结构自身不能提供弹性恢复力,缺少自动复位性能,使得由于滚动所产生的位移无法恢复。

5、摩擦摆减隔震系统(FPS)

摩擦摆减隔震系统是一种经过改良的摩擦滑移减隔震装置,减隔震装置中滑道和滑块半径相同,滑道是一个凹形不锈钢做的球形表面,滑块是一个向下凸起滑移块,表面涂有一层特殊的材料,其中凹形球面能够提供弹性恢复力,是建筑物上部结构能自动复位,地震作用后的残留位移也可以得到有效控制。

6、滑移复位摩擦系统(SR-F)

这种减隔震装置是将恢复力-摩擦基础减隔震装置和法国EDF摩擦基础减隔震系统组合起来得到的一种新型减隔震装置,主要是在恢复力-摩擦减隔震装置上面增加一个摩擦板,把两个减隔震装置的性能综合起来,使其具有两个减隔震装置的优点。当遇到小地震作用时,该组合系统的工作性能和恢复力-摩擦减隔震系统一样,当遇到强烈地震作用时,上面的摩擦板受到地震作用就会发生摩擦滑移,吸收地震能量保证结构的安全使用。

7、限位滑移减隔震装置(S-LF)

该减隔震系统有滑移支座和限位支座联合组成,地震作用较小时,该系统具有足够的初始刚度,当受到较大的地震作用时,它就会有弹性工作状态转变为非弹性工作状态,吸收耗损地震能量。强震作用下限位器也容易进入塑性工作状态使上部结构产生残余位移,不能恢复到初始状态。

通过对摩擦摆隔震支座在桥梁抗震设计的分析,可以清楚的看出摩擦摆隔震支座的重要性,摩擦摆隔震支座在桥梁抗震设计中的应用决定了桥梁的稳定性,所以一定要提高施工者的职业素质,完善摩擦摆隔震支座在桥梁抗震设计中的应用。

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