国家标准《建筑摩擦摆隔震支座》(GB/T 37358-2019)已于2019年3月25日发布,并于2020年2月1日实施,该标准规定了建筑摩擦摆隔震支座的术语和定义、分类、规格、标记、一般要求、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等。
规范量化要求:依据《建筑抗震设计规范》GB50011 第 12.2.15 条:多层建筑:需计算 “隔震与非隔震各层层间剪力的最大比值”,控制≤2.5;高层建筑:额外计算 “隔震与非隔震各层倾覆力矩的最大比值”,取与层间剪力比值的较大值,控制≤3.0。
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中小地震隔震效果:对中小地震的隔震效果相对欠佳。
在我国地震频发区域,特别是云南省等板块边缘地带,建筑减隔震技术已得到广泛应用。随着防震减灾意识的提升和相关规范的完善,减隔震技术在公共建筑设施中的普及程度不断提高。通过科学的支座布置原则——包括隔震支座自由布置、上部结构自由布置和地下室自由布置——现代建筑能够实现极度的设计自由度,取代传统的支墩和转换层,为建筑结构安全提供更加可靠的保障。
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板式支座承受的地震力受多种因素影响,其中滑板支座的滑动摩擦系数与场地条件的关联性最为显著:场地条件影响:在 Ⅰ 类场地(坚硬场地,如岩石地基)中,地震波传播速度快、频率高,摩擦系数对地震力的影响较小;在 Ⅳ 类场地(软弱场地,如淤泥质土、松散砂层)中,地震波能量易积聚,摩擦系数增大时,支座传递的地震力显著上升;烈度水平影响:地震烈度越高(如 8 度、9 度区),摩擦系数对地震力的敏感度越强,需通过提高隔震支座的耗能能力(如采用高阻尼橡胶),抵消摩擦系数波动带来的不利影响。
支座垫石施工管控材料与配合比:垫石混凝土强度≥C40,采用机制砂 + 碎石(粒径 5~20mm),掺加聚丙烯纤维(掺量 0.9kg/m3)增强抗裂性,配合比需经监理批复后方可使用;施工工艺:振捣:采用插入式振捣器(振捣棒直径 30mm),振捣至表面无气泡泛出,避免漏振导致蜂窝麻面;养生:浇筑完成后覆盖土工布 + 塑料膜,洒水养生≥7 天,确保强度达标;验收:顶面平整度误差≤2mm/m,高程偏差≤5mm,轴线偏差≤10mm。
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屈服后的刚度值偏低。为了确保隔震装置在地震中能自动回复原位,在1991年或1999年的AASHTO设计规范中均要求,在设计50%大位移时,装置的横向恢复力应大于支座承受重力的5%。该支座承受的重力为14200KN,50%的大位移160MM时的恢复力仅有1652KN,为重力的%。远不能满足设计要求,无法保证支座恢复原位。
产品质量与安装精度:支座本身的制造细节、质量以及施工安装过程中的精度控制,也可能会偏离设计的理论要求,从而影响隔震效果甚至带来安全隐患。例如,在较大的重力荷载作用下,可能难以保证安装精度,出现初始偏心、不对中等情况。
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摩擦摆支座在建筑结构的设计中也必不可少,能够有效地降低建筑结构的自然频率,并提高其抗震性能。
调平处理:安装时若采用螺丝或钢楔块进行临时调平,必须在灌注的砂浆垫层凝固后予以拆除。此步骤至关重要,否则将导致支座底部支承力不均,砂浆垫层易破裂,引起支座扭曲变形。

支座的设计与选型是确保其功能实现的基础,需综合考虑多重因素:承载力与面积确定:根据上部结构传递的荷载(需计入冲击系数等动力效应),通过公式 ( A_E = R_{CK} / \sigma_E ) 计算支座所需的有效承压面积,其中 ( A_E ) 为加劲钢板有效承压面积,( R_{CK} ) 为支座压力,( \sigma_E ) 为容许压应力。
弹性反应谱方法之所以得到普遍采用,一方面是因为施工时计算的相对简单,另一方面是因为它和现有的规范计算方法很接近,这样便易于接受,后应当引起注意的是众所周知隔震装置的等效刚度和等效阻尼的计算是与隔震装置在地震中的大变形程度有关的,继而隔震装置的变形又与整个建筑的地震响应程度有关系,所以客观上要求我们对于采用弹性反应谱方法进行的隔震设计应当是一个不断完善和变化的过程。
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