建筑隔震橡膠支座

《建筑隔震橡膠支座(JG 118-2000)》主要起草人:周錫元、吳仕元、周福霖、唐家祥、蘇經(jīng)宇、曾德民、呂百齡、楊建中、劉文光、樊水榮、李良。本標(biāo)準(zhǔn)委托中國建筑科學(xué)研究院負(fù)責(zé)解釋。建筑隔震橡膠支座是由多層橡膠和多層鋼板或其他材料交替疊置結(jié)合而成的產(chǎn)品。本標(biāo)準(zhǔn)是按照GB/T 1.1-1993和GB/T 1.3-1997標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則的規(guī)定編寫，非等效采用日本JSSI標(biāo)準(zhǔn)。

橡膠減震支座 建筑隔震橡膠支座

橡膠減震支座抗壓彈性模量測定結(jié)果估計(jì)測量不確定度，是基于誤差累積原理和利用試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)及檢定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測量誤差要求，提出估計(jì)測量不確定度的方法要點(diǎn)因?yàn)橹ё鶎τ谀承├鐟?yīng)變速率或應(yīng)力速率等控制參數(shù)呈現(xiàn)不同的響應(yīng)，所以不可能對所有試樣計(jì)算出單一的不確定度值此處提供的誤差累積方法可以看成為實(shí)驗(yàn)室的測量不確定度上限測定結(jié)果的準(zhǔn)確度可歸納為兩類試驗(yàn)參數(shù)所造成，即計(jì)量參數(shù)與材料和試驗(yàn)參數(shù)，并提供了與材料無關(guān)及有關(guān)參數(shù)允許測量不確定度值(%)和誤差累積計(jì)算總測量不確定度期望值(%)的方法 性能測定結(jié)果的準(zhǔn)確度是受各種試驗(yàn)參數(shù)所影響的。所以，在對測定結(jié)果做判定時(shí)，當(dāng)試驗(yàn)參數(shù)中存在不確定度較大參數(shù)時(shí)，應(yīng)持慎重態(tài)度

建筑隔震橡膠支座內(nèi)部應(yīng)力分布規(guī)律，具體內(nèi)容如下:

(1)傳統(tǒng)抗壓彈性模量試驗(yàn)方法比較繁瑣，占用試驗(yàn)人員大量時(shí)間，本文對傳統(tǒng)抗 壓彈性模量試驗(yàn)方法進(jìn)行了改進(jìn)，將持荷時(shí)間集中起來進(jìn)行集中持荷，通過對不同類型支座進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明該改進(jìn)試驗(yàn)方法所得結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定誤差范圍，為試驗(yàn)人員節(jié)省了大量時(shí)間，并且還消除了傳統(tǒng)方法中的累計(jì)誤差。

(2)抗剪彈性模量試驗(yàn)需要豎向施力機(jī)構(gòu)和水平施力機(jī)構(gòu)同時(shí)作用完成試驗(yàn)，整套試驗(yàn)設(shè)備耗資較大，尤其水平施力機(jī)構(gòu)更具挑戰(zhàn)性。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有試驗(yàn) 設(shè)備自行研制了抗剪彈性模量試驗(yàn)設(shè)備，并采用該套試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行抗剪彈性模 量試驗(yàn)，所得試驗(yàn)結(jié)果滿足試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，作為一項(xiàng)探索的研究工作取得了初步成果。

(3)在抗壓彈性模量試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上對板式橡膠支座的均勻膠層厚度和不均勻膠層厚度兩種情況進(jìn)行數(shù)值模擬。將數(shù)值計(jì)算分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果和解析解進(jìn)行比較證明模型建立正確。從應(yīng)力分析結(jié)果可以看出支座中的剪應(yīng)力對橡膠支座功能發(fā)揮影響較大，并且形狀系數(shù)與剪應(yīng)力有近似反比的關(guān)系，建議將形狀系數(shù)和膠層厚度的均勻性在標(biāo)準(zhǔn)中單獨(dú)作為一項(xiàng)重要檢測指標(biāo)，同時(shí)也為橡膠支座設(shè)計(jì)和使用提供參考和建議。

隔震建筑（的原理是利用隔震器和阻尼器，延長建筑物的振動(dòng)周期及增加阻尼比，消耗地震對建筑物的沖擊，也就是用隔震器將地震時(shí)建筑物的擺動(dòng)轉(zhuǎn)換成建筑物相對于地面的位移，地面?zhèn)鬟f給建筑物的能量由隔震器和阻尼器吸收，這樣就大大降低了建筑物的扭曲和彎曲，也會(huì)明顯降低搖擺程度（減小地震加速度），降低建筑物的損壞。在隔震建筑設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮地震周期、烈度、最大位移量和建筑物重量等參數(shù)，隔震器和阻尼器的合理使用，可以降低1—2度地震烈度。

隔震橡膠支座是由薄鋼板和薄橡膠板交替疊合,經(jīng)高溫、高壓硫化而成。隔震橡膠支座既能保證豎向剛度和承載力，又可大幅度減小水平剛度，使建筑物具有隔震性能。隔震橡膠支座可按中孔是否有插芯劃分為無芯型和有芯型兩種。無芯型是由鋼板和疊層橡膠組成；有芯型（鉛芯橡膠支座）是在多層橡膠支座中設(shè)置圓柱鉛芯。

多層橡膠支座具有承擔(dān)建筑物載荷和水平位移的功能，高阻尼橡膠支座依靠橡膠大分子鏈段的內(nèi)摩擦及鏈段的協(xié)同作用，吸收大量的振動(dòng)能量。鉛芯橡膠支座在多層橡膠支座剪切變形時(shí)，靠塑性變形吸收能量，鉛芯依靠自身在常溫下進(jìn)行再結(jié)晶恢復(fù)其力學(xué)性能。高阻尼隔振橡膠支座與鉛芯橡膠支座功能上實(shí)現(xiàn)了，隔震器和阻尼器融為一體，可大大節(jié)約建筑空間、降低成本。天然膠隔振橡膠支座阻尼性不大于5%，水平向依靠疊層橡膠的大變形實(shí)現(xiàn)隔振性能，水平向的大變形為彈性變形，簡化了支座的設(shè)計(jì)。剛性滑移支座具有大位移功能，水平向依靠摩擦耗能，一般摩擦系數(shù)不大于3%。剛性滑移支座可與其它類型支座搭配使用，減小水平向的等效剛度，增加整體承載，在重量較輕的建筑上使用優(yōu)勢明顯。

建筑隔震橡膠支座具有以下優(yōu)點(diǎn)：

① 豎向承載性能——能穩(wěn)定地支撐建筑物；

② 變形性能——適度的柔性，使其低水平剛度能適應(yīng)建筑物與地基之間的相對變形；

③ 合理的阻尼特性——能夠有效地控制隔震結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，特別是減小上部結(jié)構(gòu)的水平位移；

④ 復(fù)位功能——利用橡膠材料的高彈性，使支座在受風(fēng)震及地震時(shí)能極快恢復(fù)原位；

⑤ 耐久性——具有與建筑物同步的使用壽命。

隔震橡膠支座部件分為隔震支座(隔震器)和阻尼器兩大類，前者穩(wěn)定地支承建筑物自重和荷載，后者在地震時(shí)能抑制較大的變形，地震結(jié)束后起到迅速終止晃動(dòng)的作用。

隔震橡膠支座中的隔震器包括疊層橡膠支座、螺旋彈簧支座和滑、轉(zhuǎn)動(dòng)支座，其中疊層橡膠支座又包含普通疊層橡膠支座、鉛芯疊層橡膠支座和高阻尼疊層橡膠支座，滑轉(zhuǎn)動(dòng)支座包含普通滑動(dòng)支座、回彈滑動(dòng)支座和曲面轉(zhuǎn)動(dòng)支座。首先，隔震器需要能夠支撐上部結(jié)構(gòu)的全部重量。其次，隔震器要在水平方向上有著較小的剛度，具備一定的彈性，能夠延長結(jié)構(gòu)的整體周期，可以有效避開地震動(dòng)的卓越周期，從而降低上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，以達(dá)到隔震的效果。同時(shí)為了保證了上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生微小的相對位移，隔震器就必須能夠承受一定程度的水平位移，一般情況下幾厘米到十幾厘米。此外，隔震器變形后，上部結(jié)構(gòu)偏離了原來的位置，所以具備良好的彈性恢復(fù)能力也是隔震器所必須具備的，使上部結(jié)構(gòu)能夠自動(dòng)恢復(fù)到開始時(shí)的位置。

建筑隔震橡膠支座目前尚未有統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)。按截面形狀分有方形(含正方形及長方形)和圓形兩大類。由于圓形橡膠支座具有各向同性的優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用的主要形式。