【03】入門彈性滑板支座(ESB)產品、原理與設計(第1篇)

彈性滑板隔震支座

【03】入門彈性滑板支座(ESB)產品、原理與設計(第1篇)的圖1

  • 彈性滑板隔震支座ESB(Elastic Sliding Bearing)由橡膠支座部、滑移材料、滑移面板及上、下連接板組成。一般要求滑板支座內部橡膠支座的最小直徑(或邊長)尺寸D不宜小于300mm,第1形狀系數不宜小于30,第二形狀系數應不小于7。

分類

按照動摩擦系數大小,滑板支座可分為以下三類:

  • 低摩擦滑板支座:動摩擦系數<0.03;
  • 中摩擦滑板支座:0.03≤動摩擦系數≤0.06;
  • 高摩擦滑板支座:動摩擦系數>0.06;

表示

  1. 示例1:有效直徑為800mm的圓形聚四氟乙烯滑板支座可表示為ESB-T-D800;
  2. 示例2:有效邊長為800mm的方形改性超高分子量聚乙烯滑板支座可表示為ESB-H-D800。
  • 支座有效直徑800是指彈性滑板支座中橡膠體的有效直徑,彈性滑板支座壓應力、拉應力計算與此相關。

產品設計要點

  • 滑移材料應采用無孔材料,厚度應不小于5mm,嵌入深度應不小于厚度的1/2,外露厚度應不小于2mm,在檢測及使用過程中嚴禁在滑移材料表面涂油和油脂;不允許出現脫皮、裂紋、分層或其他損傷破壞的現象。采用聚四氟乙烯滑移材料時,背面需經表面活化處理后,鑲嵌并粘結在下封板中;采用改性超高分子量聚乙烯滑移材料時,滑移材料應嵌固在下封板中。必要時兩種材料均可采用機械方式固定。
  • 滑移面板不允許拼接,當采用鋼材時,應采用不銹鋼材料,含鉻量應大于等于18%。建議內陸地區:不銹鋼采用符合GB/T3280規定的06Cr19Ni10,06Cr19Ni13Mo3;沿海地區以及內陸腐蝕性環境:不銹鋼采用符合GB/T3280規定的022Cr19Ni13Mo3。當滑移面板對角線長度小于1500mm時,其厚度應不小于2mm,當滑移面板對角線長度大于或等于1500mm時,其厚度應不小于3mm。
  • 上、下連接板采用Q235鋼板或Q345鋼板,厚度不小于25mm,其強度設計值參見GB20688.3-2006。

基本原理與性能參數

  • 豎向壓縮剛度:檢測允許偏差值為±30%;
  • 剪切性能-初始剛度:檢測允許偏差值為±15%;
  • 剪切性能-動摩擦系數:低摩擦滑板支座:允許偏差為士50%;中、高摩擦滑板支座:允許偏差為±30%。
  • 注意事項:彈性滑板支座中橡膠體提供支座的水平初始剛度(第一剛度)和豎向剛度,豎向剛度為由橡膠體和聚四氟乙烯板豎向剛度的串聯剛度,第一剛度可采用普通天然橡膠支座水平等效剛度公式進行計算,即K=GA/Tr,當支座克服靜摩擦力開始滑動時,滑板支座動摩擦力Qd主要由動摩擦系數μ和支座所受豎向荷載W而定,即Q=μW。

【03】入門彈性滑板支座(ESB)產品、原理與設計(第1篇)的圖2

彈性滑板支座水平-力位移滯回曲線

優勢與展望

  • 豎向承載力大,豎向變形和橫向膨脹變形有限;
  • 合理的豎向壓縮剛度可保證結構豎向頻率較低;
  • 與橡膠支座組合使用時,可減少地震作用下豎向荷載重分布所導致的隔震支座受力的變化;
  • 基于軟土場地過濾掉了地震波的中高頻(短周期)分量,地震波能量集中在長周期范圍,當采用橡膠支座剛度相對來說還是較大,延長結構周期時可能剛好會產生共振反而影響隔震效果,彈性滑板支座在運動時第二剛度為0,對地震動頻譜特性不敏感;
  • 針對電梯下懸多層的錯層結構,電梯井下支座承受荷載較大,可優選彈性滑板支座;
  • 支座在高速運動下的性能尚需進一步研究

下期內容: 【04】入門彈性滑板支座(ESB)產品、原理與設計(第2篇)--不同軟件的模擬方式

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