中华钢结构论坛 China Structure Forum

标题: 成品支座发展方向 [打印本页]

作者: keleisibo 时间: 2010-5-6 19:59 标题: 成品支座发展方向

成品支座因具有实现万向转动、位移释放等良好的物理力学性能被广泛应用于桥梁、道路、大跨度结构中。目前市场上广泛应用的成品支座类型主要有：板式橡胶支座、盆式橡胶支座、铅芯橡胶支座、球型钢支座、抗震型球型钢支座、球型阻尼钢支座等。
1.板式橡胶支座由多层橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成，该支座有足够的竖向刚度以承受竖向荷载；有良好的弹性以适应转动；有较大的剪切变形以满足水平位移的释放。优点：构造简单、加工安装方便、节省钢材、价格低廉、具有良好的防震性能。此种支座可以实现万向转动和多项位移释放。缺点：使用寿命短，一般10~15年，上部结构使用期间一般需要多次更换，更换费用较高且更换过程中影响结构的使用功能；不能承载过大的竖向荷载，不能释放过大的水平位移；橡胶在提炼、加工、使用过程中均对环境产生污染，不环保；正常使用过程中对温度变化比较敏感，过冷或过热支座均无法正常工作。
2.盆式橡胶支座是由钢构件和橡胶组合而成的，与板式橡胶支座相比具有承载能力大、水平位移量大、转动灵活等优点，其它优缺点与板式橡胶支座类似。此种支座可以实现万向转动、不释放位移、单项释放位移和多项位移释放。
3.铅芯橡胶支座是在普通板式橡胶支座中插入若干铅芯，以改善橡胶支座阻尼性能的一种减震支座。铅芯能产生滞后阻尼的塑性变形来吸收能量，通过橡胶提供水平恢复力。此种支座既有隔振效果又有阻尼功能，是提高地震区结构抗震等级的一种较理想支座形式。此种支座造价较高，其他优缺点与板式橡胶支座类似。此种支座可以实现万向转动和多项位移释放。
4.球型钢支座由上、下支座板（铸钢件）、钢球芯、聚四氟乙烯圆平板和球型板、不锈钢板组成。聚四氟乙烯以碳原子为骨架，氟原子对称而均匀地分布在它的周围，构成严密的屏障，使它具有非常宝贵的综合物理机械性能。聚四氟乙烯对强酸、强碱、强氧化剂有很高的抗蚀性，即使温度较高，也不会发生作用，其耐腐蚀性能甚至超过玻璃、陶瓷、不锈钢以至金、铂，所以，素有“塑料王”之称。除某些芳烃化合物能使聚四氟乙烯有轻微的溶胀外，对酮类、醇类等有机溶剂均有耐蚀性。只有熔融态的碱金属及元素氟等在高温下才能对它起作用。强腐蚀介质中其使用寿命是不锈钢的20至30倍。聚四氟乙烯分子间的范德华引力小，容易产生键间滑动，故聚四氟乙烯具有很低的摩擦系数及不粘性，摩擦系数是冰面的0.05~0.1倍，在已知固体材料中是最低的。故球型钢支座的使用寿命很长，可以达到100年以上。此种支座与传统的橡胶支座相比具有以下优点：支座通过球面传力、不会出现缩颈现象，作用于下部结构的反力比较均匀；支座通过球面聚四氟乙烯的滑动来实现转动或位移释放，故可以实现较大的转角（≧0.05rad）和位移释放（≧200mm）；使用寿命长，可以达到100年以上，结构使用年限内不用更换，故综合造价比橡胶支座低；不污染环境且可以回收利用，绿色环保。此种支座可以实现万向转动、不释放位移、单项释放位移和多项位移释放，不能承受拔力。
5.抗震型球型钢支座的构造与球型钢支座类似，只是上下支座板通过构造上下扣在一起，故可以承受拔力。由于此种支座具有万向转动、万向承载等其他类型支座所无法比拟的优点，在抗震烈度较高的地区采用此种支座是非常合适的。抗震型球型钢支座于上世纪90年研制成功，由于体积相对较小，故造价相对较低。抗震型球型钢支座的研制成功为提高工程整体质量和防震减灾能力以及降低工程造价创造了极为有利的条件，在国内外蓬勃发展的大跨度空间结构和桥梁工程领域中已被广泛应用。其他优缺点与球型钢支座类似。
6.球型阻尼钢支座是在球型钢支座中加入铅芯或橡胶阻尼装置作为减震部分的构造，是具有减震效果的承载能力较高的新型支座。此种支座适用于有减震要求且使用寿命较长的工程结构。
支座是工程结构的重要环节，成品支座一定要实现计算模型中支座的力学性能，因此作为一名结构工程师了解清楚各种成品支座的构造组成、适用范围、成本造价及优缺点后，才能在不同的工程结构中选择成品支座时游刃有余。
2000年以前橡胶支座在成品支座市场占统治地位，进入21世纪后，由于经济的发展和工程师们对钢支座的了解越来越多，钢支座开始慢慢占领市场，现阶段钢支座的市场份额已经相当可观。若干年后钢支座将完全替代橡胶支座，高科技的成品支座会不断地研发出来。

欢迎光临中华钢结构论坛 China Structure Forum (http://okok.org/)