自從九運(yùn)會(huì)廣州體育館使用減震支座以來,已在40多個(gè)工程中使用過,如北京五環(huán)路杏石口紅山橋(跨度62米)段。天津海河大橋、北京國家大劇院、奧運(yùn)五棵松體育文化中心、北京首都機(jī)場三期工程等。彈性元件的設(shè)計(jì)也是減震制作設(shè)計(jì)的難點(diǎn),其中兩個(gè)主要參數(shù):支座剛度和減振位移值。疲勞壽命,防腐措施等。鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)不具備此設(shè)計(jì)能力和生產(chǎn)合格產(chǎn)品的能力。往往不設(shè)計(jì),隨便拿個(gè)彈簧即使用,殊不知和汽車彈簧的參數(shù)相差十倍以上。
現(xiàn)有鋼支座存在的問題:“轉(zhuǎn)動(dòng)中心不能協(xié)調(diào)問題”
瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心的求取,需進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算。由計(jì)算機(jī)程序完成。如不協(xié)調(diào),支座將轉(zhuǎn)不動(dòng),內(nèi)力值與計(jì)算結(jié)果不符。
六、支座的工程實(shí)踐:
① 首都四機(jī)位機(jī)庫:35000kN支座。
② 上海虹橋機(jī)場、浦東機(jī)場。
③ 廣州九運(yùn)會(huì)體育館。
④ 360米跨轉(zhuǎn)體施工廣州丫髻沙大橋。
⑤ 628米跨度南京長江二橋(支座位移量為1300mm)。
⑥ 深圳市民中心。
⑦ 天津海河大橋
⑧ 北京五環(huán)路杏石口立交橋
⑨ 國家大劇院等共100多個(gè)國家重點(diǎn)工程。
南京長江二橋,跨度628米,承載力10000kN.要求大地震時(shí)橋梁轉(zhuǎn)變?yōu)槠◇w系。其他橋梁結(jié)構(gòu)如:北京工程;天津海河大橋,承載18000kN、抗拔力雙曲面減震支座、奧運(yùn)五環(huán)等20余工程;
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七、橡膠支座存在的問題——不能釋放彎矩。
結(jié)構(gòu)變形前,橡膠支座受力均勻,反力合力中心在中間,當(dāng)橋梁變形后,支座受力不均勻,(如上圖)支座反力合力移位,形成反力矩M=N·e;該力矩和主動(dòng)力矩M大小相等,方向相反。故該主動(dòng)力矩并未釋放(主要因?yàn)榉戳ρ毓ň方向作用。)而鋼支座的反力合力,無論梁體變形前后,永遠(yuǎn)通過球心。不會(huì)產(chǎn)生彎矩。故而彎矩得到釋放。
八、現(xiàn)代國外支座簡要點(diǎn)評
歐洲、日本橡膠支座應(yīng)用較廣。但對于橡膠支座的理論問題研究不多、不夠深入,對工程中出現(xiàn)的問題也未研究。工程開發(fā)只注重產(chǎn)業(yè)化。忽視了理論和工藝研究。生產(chǎn)力發(fā)展到今天,任何產(chǎn)品的理論研究需走在前面,以指導(dǎo)產(chǎn)品開發(fā)。這就是科學(xué)和技術(shù)的關(guān)系?茖W(xué)是規(guī)律,技術(shù)是應(yīng)用、產(chǎn)品。產(chǎn)品開發(fā)不能違反客觀科學(xué)規(guī)律。
1、德國產(chǎn)品——抗震、抗拔球形鋼支座:
2、日本各類支座——橡膠支座、鋼支座。
日本鉛芯橡膠支座—免震支座(消能支座,用于大樓、橋梁 )
目前有許多問題值得研究。存在問題看上表(橡膠支座與鋼支座性能對比表)。主要問題有:
1、可以轉(zhuǎn)動(dòng)但不能釋放彎矩。
2、剛度小,引起構(gòu)造為橡膠與鋼板相間,故水平剛度更小。跑位后不能自動(dòng)復(fù)位。對下部結(jié)構(gòu)支承平面的水平度要求極高。否則,在自重和振動(dòng)下,自重下即跑位,且復(fù)位困難。
3、老化迅速,據(jù)化工研究所提供的資料稱:一般不超過十年即老化。單因素的加速老化試驗(yàn)已證明不可靠,與自然老化相差甚遠(yuǎn)。
4、免震鉛芯橡膠支座的耗能效果似有夸大。經(jīng)我所多年試驗(yàn)研究其效果有限。華中理工大學(xué)唐家祥教授推出的鉛芯支座應(yīng)進(jìn)一步檢查落實(shí)。(注意:結(jié)構(gòu)吸收的能量,還是支座本身吸收的能量,二者因質(zhì)量相差甚遠(yuǎn),故吸收的能量也相差甚遠(yuǎn)。不能偷換概念。實(shí)驗(yàn)條件如何,也應(yīng)分辨清楚,實(shí)驗(yàn)時(shí)的質(zhì)量極為有限。不能代表實(shí)際工程的情況)。
鉛芯主要使用鉛的常溫重結(jié)晶性能,變性后將變形能立即轉(zhuǎn)化為熱能釋放。質(zhì)量很小的鉛芯,怎能吸收如此大的能量。應(yīng)計(jì)算支座與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量關(guān)系。(即支座所占的比例)。然后再考錄耗能系數(shù)。
日本人告訴中國人可將地震能量消耗40%以上。但經(jīng)我所實(shí)驗(yàn)(只是支座吸收能量的15-20%,而不是整個(gè)地震能量的40%,。我所實(shí)驗(yàn)了約十種以上材料、軟鉛、硬鉛…等——日本人的商業(yè)道德值得推敲——-不敢恭維。)
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