關(guān)于滑動(dòng)支座免震裝置的設(shè)計(jì)與施工

關(guān)于滑動(dòng)支座免震裝置的設(shè)計(jì)與施工

滑動(dòng)座振動(dòng)器，又稱tass結(jié)構(gòu)法，由日本大建筑公司開(kāi)發(fā)，用于建筑的顯著影響。該裝置的免震原理是在建筑物和基礎(chǔ)間安裝滑動(dòng)支座。地震時(shí),依靠建筑物與基礎(chǔ)之間產(chǎn)生滑移,降低直接作用在建筑物上的地震力及層間變形。1tass結(jié)構(gòu)法的總結(jié)1.1滑動(dòng)支柱與水平彈簧滑動(dòng)支座免震裝置由滑動(dòng)支座、滑移板及水平彈簧組成(圖1)?；瑒?dòng)支座設(shè)置在各柱下面,水平彈簧安裝在建筑物底面和基礎(chǔ)之間?；瑒?dòng)支座分為使用PTFE材(含氟樹脂)的剛性滑動(dòng)支座和在層疊橡膠(由聚四氟乙烯樹脂橡膠和鋼板相互交叉層疊而成)的底部安裝PTFE材的彈性滑動(dòng)支座兩種?；瑒?dòng)支座的作用是支承和傳遞上部結(jié)構(gòu)的鉛直荷載,并在地震時(shí)依靠層疊橡膠的變形及PTFE材的滑移降低建筑物上的水平地震力?；瓢逵刹讳P鋼板制成,其作用是支承滑動(dòng)支座,形成滑移平面。水平彈簧由圓柱形氯丁二烯橡膠制成,與滑動(dòng)支座并列設(shè)置。水平彈簧不承受上部結(jié)構(gòu)的鉛直荷載,其作用是靠自身的彈性使建筑物復(fù)位,并將滑動(dòng)位移控制在允許范圍內(nèi),防止平面扭曲。另外,設(shè)計(jì)時(shí)還考慮用水平彈簧抵抗柱腳的傾覆力矩。1.2地震反應(yīng)情況時(shí)剛性滑動(dòng)發(fā)生的作用免震裝置的地震作用和支座變形見(jiàn)圖2。(1)當(dāng)發(fā)生中小型地震時(shí),采用彈性滑動(dòng)支座的層疊橡膠將產(chǎn)生彈性變形,并使建筑物延長(zhǎng)固有周期,增加衰減、降低地震力的作用。若此時(shí)采用剛性滑動(dòng)支座則無(wú)免震效果,只有在水平地震力較大,超過(guò)其最大靜摩擦力產(chǎn)生滑移時(shí),剛性滑動(dòng)支座才發(fā)揮免震作用。(2)發(fā)生大地震或強(qiáng)烈地震時(shí),由于支座產(chǎn)生滑移超過(guò)摩擦力以上部分的水平地震剪力將不會(huì)傳遞給上部結(jié)構(gòu),同時(shí),又由于摩擦消耗大量的能量,因而降低了作用在建筑物上的地震剪力。震級(jí)越大,免震效果越明顯?；瑒?dòng)支座摩擦系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值為0.1,但它隨著表面壓力及滑移速度的變化而改變,一般在0.05～0.15之間。2東幫煤氣東南角的彈性樁phc樁到目前為止,將滑動(dòng)支座應(yīng)用于建筑物免震的實(shí)例有3例。以下介紹東幫煤氣四日市工廠管理中心免震裝置的設(shè)計(jì)施工概況。東幫煤氣四日市工廠管理中心為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)3層建筑,總建筑面積為1750m2,檐高13.1m。免震裝置設(shè)置在1.7m高的地下室內(nèi),共設(shè)置18個(gè)彈性滑動(dòng)支座和12個(gè)水平彈簧。該建筑物的基礎(chǔ)形式為樁基,使用直徑為600mm的PHC樁。持力層位于室外地面以下40～50m、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N值大于50的砂層。2.1膠、滑移板的設(shè)計(jì)免震裝置安裝如圖3所示。彈性滑動(dòng)支座的設(shè)計(jì)面荷載為5.88MPa,按其受鉛直荷載的不同分別采用85cm、65cm和50cm三種直徑。層疊橡膠的設(shè)計(jì)周期為0.8s,層厚為8mm,3層總厚度為24mm,支座高度為51.4mm。水平彈簧的直徑為30cm,由高度為15cm的圓柱形氯丁二烯橡膠制成?；瓢宀捎帽砻嫫交群芨叩膱A形不銹鋼板,直徑分別為125cm和145cm兩種,允許滑移量均為30cm。另外,該建筑物所用的滑移板位于彈性滑動(dòng)支座的上方。這種構(gòu)造形式的優(yōu)點(diǎn)是可以依靠上部結(jié)構(gòu)調(diào)整由于免震裝置的變形而引起的偏心軸力,簡(jiǎn)化下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及防塵設(shè)施2.2建筑物的反應(yīng)加速度一般情況下,應(yīng)用TASS構(gòu)法可以降低建筑物的反應(yīng)加速度,但它將增大建筑物底層地面和基礎(chǔ)之間的相對(duì)位移。所以,這些部位的配管、配線必須設(shè)置易彎接頭,以適應(yīng)建筑物較大的變形。3熱川莊犯罪人員觀測(cè)結(jié)果在大成建設(shè)技術(shù)研究所環(huán)境心理研究樓及日本原子力發(fā)電熱川莊游泳館兩棟建筑物竣工后,進(jìn)行了地震動(dòng)態(tài)觀測(cè),現(xiàn)介紹熱川莊游泳館的觀測(cè)結(jié)果。3.1根據(jù)加速度分類伊豆震群的震源位于伊豆市東北部的相模灣距該游泳館20km。在地下室(相當(dāng)于地表面)共觀測(cè)到x(長(zhǎng))、y(寬)、z(高)三個(gè)方向加速度超過(guò)1cm/s2的記錄波形102組。其中最大的一組是第一次的記錄波形。此時(shí),地下室的加速度為x方向30.6cm/s2,y方向51.6cm/s2,z方向23.1cm/s2。根據(jù)加速度較大的29組波形分別求出該游泳館屋頂?shù)姆磻?yīng)加速度與地下室加速度之比,即反應(yīng)倍率,其值均在0.24～1.38間,平均值為0.66,表明在支座滑移前,層疊橡膠依靠本身的彈性變形對(duì)中小型地震取得了免震效果。3.2型免震裝置1990年2月20日伊豆大島近海地震時(shí),地下室的加速度分別為x方向160cm/s2,y方向193cm/s2,z方向119cm/s2。此時(shí),該游泳館一層x、y方向的最大反應(yīng)加速度分別為121cm/s2和125cm/s2,低于地下室的加速度,而屋頂