隔震橡胶支座在建筑工程中的应用及更换

隔震橡胶支座在建筑工程中的应用及更换

摘要：地震依然是目前世界上能够造成大量伤亡的地质灾害,建筑如何防震一直

是建筑研究的一个重要方向。大量的案例证实,采用隔震橡胶支座设计的建筑物一

方面能够提升建筑物结构的可靠性,尽量避免建筑非结构的毁损,从而降低由于室

内装修物体以及各类设备的破坏而导致的次生灾害,另一方面这种技术在设计和施

工上均较为方便、能够起到明显的隔震效果。

关键词：建筑工程，隔震橡胶支座

一、前言

随着建筑工程项目不断增多,建筑结构设计水平也得到了人们的广泛关注,特别是隔震技术的应用,其作为一种高效的减震技术,在建筑结构设计中的科学运用,不

仅能够大幅度减少强震作用带来的一系列地震反应,也能够进一步延长建筑结构的

使用寿命,促进其各项功能的高效发挥。但是就目前来看,由于种种因素的影响,隔

震技术在建筑结构设计中的应用,还存在诸多有待完善的部分,需要设计人员深入

探究。

二、建筑工程隔震的必要性

随着建筑技术的发展,如何能够使建筑尽量在地震中遭受最小破坏,尽量降低人员伤亡和财产损失,是建筑研究的一个重要方向。地震目前依旧是难以预测和完全

避免的自然灾害,近年来发生在世界各地的震级较高的地震,均被记载导致了大批

人员的伤亡,造成很多建筑破坏毁损。如何能够使建筑物在地震发生时尽量起到隔

震的效果,是一个亟待解决的问题。特别是在多震地区,地震灾害频繁发生,一些公

益性建筑采取减震技术设计已经成为一个普遍抗震减灾的可行措施。目前在建筑

界已经出现了不少相关的技术,其中尤以隔震橡胶支座的隔震技术应用最为广泛。

这种技术能够在建筑的上部和下部间通过增加合理的隔震层,来达到缓释强震巨大

能量传导,进而降低建筑物对地震的反应,尽可能避免建筑物在地震中遭受破坏,目

前这项技术已经在不少国家取得了越来越多的研究成果。

三、更换橡胶隔震支座的技术原理

橡胶隔震支座还可以划分为普通橡胶、铅芯橡胶两种,前者主要是有机结合橡

胶层、钢板来促进建筑结构侧向抗压力、水平变形力,以及承载力的不断提升,而

后者通常都拥有较高的阻尼,可以有效削弱地震给建筑结构带来的一系列作用、影响,更重要的是可以有效避免隔震层出现位移现象,在防止建筑结构受到地震严重

破坏的同时,为其安全使用性能的发挥,以及使用寿命提供有力保障橡胶隔震支座

是为建筑物配置合理的橡胶支座,从而让建筑物在遭受地震的时候能够减少自振的

频率,从而降低建筑物上部由于地震而导致的可能的破坏。叠层橡胶隔震支座隔震

技术的核心装置便是橡胶支座,可以仅安装配置橡胶支座,也可以和阻尼器一起配合,从而使建筑物拥有一个隔震层。叠层橡胶隔震支座在竖直的方向具有很大的承

载力,而在水平的方向则刚度不大,所以在水平侧能够允许较大幅度的位移量。这

个特点使其一方面能够尽可能缓解震害在水平方向的破坏,另一方面还可以承受垂

直方向的地震破坏,属于当前很多发达国家均使用的一种有效的隔震模式。隔震橡

胶支座更换图如图，图1所示。

图1-隔震橡胶支座更换图图2-隔震橡胶支座更换前加固图

一般情况下,叠层支座是通过钢板和橡胶板以交替的方式构成,在高温高压环境下压制而成。结合制作材料的不同,可以有三种类别,包括天然橡胶叠层隔震支座、

铅芯叠层隔震支座、以及高阻尼叠层隔震支座。而第一种支座由于缺乏耗能的单元,必须和阻尼器一起安装,从而拥有必要的弹塑性,起到隔震的效果。而第二种和

第三种则由于已经具备足够的耗能性质,因此可以不必与阻尼器一起使用,可以直接安装在建筑物上。隔震橡胶支座更换前加固如图，图2所示。

四、隔震橡胶支座的优点

4.1结构方面

隔震橡胶支座与其他的防震措施相比,有不少先进性:首先是这种结构能够在竖直方向拥有较好的承载刚度,在受力压缩的情况下不易明显变形,十分便于将建筑

体支撑起来,从而保证建筑的可靠性;其次是在水平方向上,隔震橡胶支座十分便于

承受水平的变形,当发生剪切变形的情况下甚至能够完全不被毁损,可以显著降低

配置了此种结构的建筑在地震中受到的破坏度,尤其是降低建筑物上部在地震中的

水平方向位移;第三是隔震橡胶支座在变形复位方面拥有高弹性,当地震发生之后

能够迅速让其所承载的建筑物恢复原来的位置;第四是隔震橡胶支座的使用寿命较长,不易老化,在建筑物的生命周期中不必更换;第五是隔震橡胶支座在结构方面并

不复杂、施工起来较为方便,也能够保证施工的质量达标。

4.2工程的成本造价方面

当建筑物使用了隔震橡胶支座隔震模式,如前文所述,建筑物上部的抗震性显著增强,因此在构造方面的标准可以适当降低,建筑截面的配筋使用量可以降低,为控

制建筑上部造价起到了关键作用;并且,结合我国对于建筑物抗震设计的国家标准:

在建筑抗震方面的地基抗震验算依旧是基于本地区烈度的。所以在一些地震频发

的地区,进行抗震验算并将其作为建筑物设计必须遵循的标准时,能够显著降低建

筑造价。由于采用叠层橡胶隔震技术而新增的.成本包括:首先是建筑必须设置隔

震检修层,所以在施工时会导致土方工程的上升,由此而产生更多的成本;其次是如

果建筑隔震层设计了地下室,结合抗震国家标准,应该对所有的地下室进行抗震验算,而在验算时还应结合发生地震的各类情况来计算,所以会导致相关成本的上升;

建筑在设计阶段时,由于为了尽可能减少地震破坏,而在设计方案中体现出的保守性,同样能够使工程项目的成本上升。但是即便如此,综合起来看,以我国目前的建

筑施工水平和建筑材料造价标准,传统的隔震设计和隔震橡胶支座的隔震结构相比较,后者更为经济。

4.3实际应用方面

不少的工程实践案例均能够证明,基于隔震橡胶支座的建筑物能够在地震发生

时充分发挥其竖向承载的优势,能够有效而稳定地支撑建筑结构,避免地震的破坏。以我国当前的类似结构建筑工程来说,大部分使用的隔震橡胶支座均产自国内,其

实际承载力一般能够超过千吨级别,而一些性能更优异的产品承载力目前甚至已经

超过了万吨级别。隔震橡胶支座在构造上并不复杂,也能够灵活地配置在建筑物不

同高度,如果建筑物存在地基不均匀沉降的情况,隔震橡胶支座不会受到较大的影响;无论是在刚度的指标上还是在阻尼指标上表现均十分稳定。在对这种结构进行

仿真分析时,其仿真结果和实地测量值十分接近,因此在建筑设计阶段便能够通过

合理的运算分析而得到建筑完工时的抗震性能。隔震橡胶支座还拥有较为良好的

弹性复位特性,因此在发生地震时可以自动从移位状态中回复正常;尤其是隔震橡

胶支座拥有其他结构难以比拟的水平刚度可变性。如果所在地区发生台风或者小

型的地震,则隔震橡胶支座一开始呈现出比较大的刚度,能够显著减少建筑物的结

构位移。而在发生中级地震甚至强震的情况下,隔震橡胶支座的水平刚度迅速减少,其阻尼值依旧维持原值,从而起到隔震的作用。而如果隔震橡胶支座在水平方面出