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知识普及

Q

Q: 你公司的SJQZ支座与传统的球钢支座相比有哪些优点?用在哪些工程项目上?

A:SJQZ支座为我公司的专利产品,它克服了传统的抗拉球型支座(KLQZ型支座)受拉情况下无法转动以及不能绕竖直轴转动的缺陷,可实现受压和受拉情况下的真正万向转动。目前已成功应用于广州南站,哈尔滨风动实验室等多项国内重大工程。

 

Q:你公司的弹性球型钢支座(TGQZ,TLQZ)的水平刚度能做到多大?水平位移量如何?

A:弹性球型钢支座是为了满足设计时节点弹性支承的计算假定,弹性元件采用的是板式弹簧,通过调节簧片的厚度、宽度及片数和起拱弧度,水平刚度可做到1000KN/m~10000 KN/m,基本能满足一般工程的需要。水平位移量一般在±10~150mm之间。需要注意的一点是刚度越大,相对来说能做到的位移量越小(因为刚度越大的板弹簧压缩量越小,否则压缩后越过弹性极限将无法完全复位)。

 

Q: MHP(改性超高分子量聚乙烯)比普通的PTFE(聚四氟乙烯)的优势在哪里?价格贵多少?

A: MHP和PTFE作为目前各类球钢支座中应用的最多的滑动材料,滑动摩擦系数是差不多的,主要是承担强度上有差别。以前常用的PTFE (30Mpa)或碳纤维填充的PTFE(45Mpa)强度较低,导到支座在同样受力条件下的平面尺寸较大,而MHP的极限承压强度可达200Mpa,设计承压强度60Mpa,可做到支座设计时优化,以减轻支座重量,减少造价。目前MHP已基本实现国产化,价格比PTFE只高约15%左右,考虑到支座优化设计减小的用钢量,实际成品支座的价格往往能降低。

 

Q: 软钢阻尼器、BRB和粘滞阻尼器有什么区别?

A:软钢阻尼器、BRB属于位移相关型金属阻尼器,粘滞阻尼器属于速度相关型阻尼器。所谓位移相关性阻尼器是指变形位移越大,耗能越多,而速度相关型阻尼器是指速度越快,耗能越多。软钢阻尼器和BRB具有一定的刚度,在结构弹性阶段能提供一定的抗侧刚度,但屈服后需要及时更换,粘滞阻尼器不提供初始刚度,震后只要检查粘滞液有没有泄露,顶升归位后还可以继续使用,两者均可用于结构的减震。但软钢阻尼器和BRB不推荐用于风振控制的建筑(因为风振发生的频率较高,尤其是高层和超高层建筑,由此导致的阻尼器屈服后更换将使维护运营成本过高)。

 

Q: 阻尼器的使用年限多长?

A:根据《建筑用阻尼器》(JG/T209-20XX)国家标准,阻尼器的设计使用年限为25年,尽管从规范角度、设计使用年限达不到我国规范规定的大部分结构设计使用年限50年的要求,但金属型阻尼器本身的耐久性应该来说没有什么问题,地震作为设计使用年限内的小概率事性,发生的可能性很小。风振导致的房屋振动只要设计合理,振动控制在某个幅度内,根据我公司产品的试验研究,在房屋使用年限内完全可以做到无需更换。但需要申明的是,按规范规定,阻尼器在设计之初,必须考虑更换措施和位置,以防万一。

 

Q: 你们公司生产的调谐质量阻尼器(TMD)和其他公司的产品有什么区别或优势?

A: 调谐质量阻尼器(以下简称TMD)的原理非常简单,就是构造一个和构造主振频率相同或相近的单自由度体系(频率靠质量块和弹簧来调节),根据惯性定律,发生共振时,小质量的TMD系统先起振,借助系统所带的阻尼器消耗掉振动能量,从而保障主体结构的振动幅度控制在一个很小的水平。因此各个厂房所制造的TMD应该来说从构造上都大同小异。我们公司的TMD产品的优势之处在于TMD系统所带阻尼器为非小孔节流式粘滞阻尼器,与一般厂家使用的小孔节流式粘滞阻尼器不同,非小孔节流式阻尼器在保证阻尼比的情况下(目前我公司生产的非小孔节流式阻尼器阻尼比可达12%~18%),使用年限大为提高。因为TMD经常是由风振或人行荷载起振,处于经常工作状态,小孔节流式阻尼器的节流孔在粘滞液长期循环往复作用下会产生一定的温度变形,导致阻尼性能的下降,从而影响到使用年限。

 

Q: 阻尼器如何与结构连接?

A:阻尼器一般安装在结构的抗侧力构件(柱、墙)之间,通过支架与构件相连,支架可做成人字形或X形的交叉支撑,也可以做成单根斜撑式(但一般是在结构对称布置的情况下)。连接节点处可焊接或螺栓连接(粘滞阻尼器不能焊接,一般推荐销轴连接),考虑到可更换,一般为螺栓连接,节点连接强度须按阻尼器的阻尼力和屈服力来计算确定,具体的连接构造措施可参考我公司网站或宣传册相关产品的介绍。

 

Q:对于连接单体建筑之间的连廊,采用什么类型支座,你们有什么建议?

A:现在这种单体建筑之间的连廊结构非常普通,我公司也做了不少这样的工程项目,如武汉社会福利中心、厦门中航紫金广场等。这类连廊结构因为要考虑到弱连接,还要实现一定的转动、滑动、限位甚至耗能的功能,所以一般采用两种方案:第一种是铅芯橡胶支座,这个方案的优点是该类型支座虽一般用于基础隔震结构,但用于连廊时,较大的一次刚度可保证连廊正常使用时不会出现晃动,而遇到大风或强震时,铅芯屈服后支座看自由移动(二次刚度很小,仅为一次刚度的1/10~1/13),而且能实现较好的耗能功能。但该方案的缺陷是橡胶支座长期暴露在空气中,受紫外线照射等影响,容易老化。另如果位移量较大的话,支座高度会比较高(此时平面尺寸不能因为受力较小,而做得比较小,否则会出现失稳问题),经济性不是很好。第二种方案是采用球钢支座,球钢支座一般为一侧固定铰支座(GD型),一侧为滑动铰支座(DX或SX型)。这个方案的优点在于利用球钢支座较高的承载力可控制平面尺寸做的较小,同时高度也不会很高,极小的滑动摩擦系数能保障连廊在温度变化下的良好变形,球钢支座只要做好防锈防腐处理,一般不存在耐久性问题。但单纯使用球钢支座,无法实现耗能功能。如果有必要的话,可配和粘滞阻尼器使用,则效果更好。

 

Q:  你们公司一般如何配合设计院的工作?

A:  对于支座类产品,设计院只需要提供如下参数给我们,我们公司技术部会安排专人做好设计配合工作,一般种类不多的话,3~5个工作日即可提供总装图,再由设计人员就平面尺寸、高度和连接方式提出具体意见,由我们修改后定稿,放入具体的施工图中。

球型钢支座:竖向承载力(包括压力和拉力);水平承载力;转角;滑动支座的位移量(单向或双向)

叠层橡胶支座:竖向压力;水平刚度;水平承载力;水平位移量

铅芯橡胶支座:竖向压力;水平屈服力;一次刚度、二次刚度

水平等效刚度;水平承载力;水平位移量

(注:橡胶支座一般不能承受拉力,受拉的橡胶支座需要特殊设计)

对于阻尼器产品,最好由设计院提供相关计算模型(不加装阻尼器),PKPM、

SAP、ETABS、MIDAS等软件建立的模型均可,由我们在模型的相关部位加上阻尼器进行优化设计分析。根据计算分析结果提供有关报告,得到设计院和建设单位认可后,再根据设计参数进行产品设计和连接设计,最终形成施工图。根据建筑的复杂程度,计算分析的时间为一到两周不等,产品设计的时间约为一周。

与设计院沟通和交流是销售和技术部门员工日常工作的一部分, 如何面对设计师提出的专业问题,大家往往感到比较头疼。其实对大多数问题而言,只需要掌握一些基本的知识和技巧,就能应付自如。从本期开始,本刊会不定期推出与设计院交流的Q和A专稿。希望帮助大家逐步学会独立应对与设计院的专业交流,同时也请各位同事及时反馈自己碰到的各类问题。由我们汇总后集中以专稿的形式予以解答,达到共同学习进步的目的。

 

Q:你们公司的产品有哪些种类,分别用在什么类型的项目上?

A:我们公司主要是专业生产建筑类减隔震(振)产品的厂家,主要产品为支座和阻尼器,支座分为铸钢球型支座,主要用于大跨度钢结构及连廊节点构造;和橡胶隔震支座,主要用于高烈度区的多高层房屋基础及层间隔震。阻尼器产品有软钢阻尼器、粘滞阻尼器、BRB(防屈曲耗能支撑)和TMD(调谐质量阻尼器),主要用于对风振、地震和人行荷载敏感的结构体系提供耗能装置,以避免主体结构因震(振)动导致的损伤累积破坏或舒适度不达标。如果需要详细的了解,可浏览我们公司的网站,或者由我们公司的专业技术人员和您沟通。

 

Q: 你们公司的支座主要采用什么材料?

A:铸钢球型支座采用的材质为国家铸钢牌号ZG275-485H(工程用可焊性铸钢,屈服强度275Mpa),或强度可焊性基本相同的Q345B,如形状特殊或可焊性要求高的话,可采用GS20Mn5N或Gs20Mn5Qt(其中N为正火,Qt为回火,原Gs20Mn5V中的V为调质)。橡胶隔震支座的内部橡胶为优质进口天然胶,外部橡胶考虑耐久性采用氯丁橡胶,规范规定隔震用橡胶支座严禁采用再生胶,否则会影响橡胶支座的整体力学性能和耐久性。

 

Q:你们公司的产品都执行哪些国家规范或标准?

A:球型钢支座—《桥梁球型支座》(GB/T 17955-2009)

橡胶隔震支座—《橡胶支座第三部分:建筑隔震橡胶支座》(GB20688.3-2006)

阻尼器—《建筑消能阻尼器》(JG/T209-20XX)

以上规范在一定时间内会有版本更新。

 

Q: 你们公司的支座价格怎么样?

A: 球型钢支座是根据支座成品的重量计价的,需要根据设计院提供的参数做好图纸之后才能确定最终的价格。常规的大跨钢结构所用的球钢支座根据受力及尺寸的不同要求,一般在几千元到两三万元不等。橡胶支座是根据橡胶块体的体积加上上下连接钢板的重量定价,价格根据成品大小,一般在几千到几万元不等,直径超过1m的支座的有可能达到十几万元。但支座在建筑中占总体土建造价的比例并不大。球钢支座一般为钢结构总体造价的0.5%-2%左右。基础隔震的橡胶支座在一般多高层房屋中约为120~300元/㎡(建筑面积越大,单位面积造价越低,如果考虑地震反应减小有可能使总体造价减少)。

 

Q:你们公司支座的承载力和滑动位移能做到多大?

A:目前我公司承担的项目中球钢支座竖向承载力压力最大为45000KN,拉力最大为24000KN,水平力最大为30000KN,最大水平滑动位移量可达±350mm,最大转角为0.1rad,橡胶支座最大直径为Φ1200mm。

 

Q:你们支座产品的生产周期一般多长时间?

A:球钢支座考虑到铸钢件的开模及铸造时间,一般生产周期为30天左右(根据支座种类和数量的多少可适量调整)。橡胶支座如果有现成的模具(如常用的Φ400、Φ600、Φ800等),生产周期约为20天。如没有现成的模具,则需另加两周左右的开模时间。

 

Q: 成品支座如何检验?

A:球钢支座的检验分为原材料检验、出厂检验和型式检验。其中原材料检验和出厂检验为厂家自检。由厂家出具质检报告、合格证和质保书。型式检验为支座整体力学性能试验,按规范规定为具有检测资质的第三方检测机构检验并出具相应报告,种类、数量和价格由供需双方根据需要确定。橡胶支座按规范要求使用前应由检测部门进行质量控制实验,检验合格并附合格证书,方可使用。检验要求和抽检数量详见规范。(一般建筑为总数量的20%,重要建筑为总数量的50%,特别重要建筑为全检)

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