用于建筑物橡膠隔震減震裝置

摘 要：武漢天佑橡膠制品有限公司發(fā)明的新型實(shí)用專利，是重點(diǎn)采取機(jī)械力學(xué)中的彈簧復(fù)位功能，選用彈簧作為支撐點(diǎn)外包橡膠，剛?cè)嵯酀?jì)，解決震后復(fù)位問題。本文主要介紹了該產(chǎn)品的意義、作用及產(chǎn)品的先進(jìn)性、對社會(huì)的意義及產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益等。

關(guān)鍵詞：隔震；減震；地震監(jiān)測與警示系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TU35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

武漢天佑橡膠制品有限公司發(fā)明的新型實(shí)用專利，是重點(diǎn)采取機(jī)械力學(xué)中的彈簧復(fù)位功能，選用彈簧作為支撐點(diǎn)外包橡膠，剛?cè)嵯酀?jì)，解決震后復(fù)位問題。在形體上，主體選擇的是圓柱體，上下層面是圓弧，以便解決接受應(yīng)力，不受方向性限制。除此之外增設(shè)了報(bào)警系統(tǒng)。

一 推介該產(chǎn)品意義、作用

武漢天佑橡膠制品有限公司，推介《一種用于建筑物的橡膠隔震減震裝置》專利產(chǎn)品的意義與作用主要在于以下幾點(diǎn)：

1 在關(guān)鍵技術(shù)與功能上有新突破：A、將現(xiàn)在的層疊結(jié)構(gòu)技術(shù)改變?yōu)榫€性螺旋結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)隔震建筑裝置在震后的復(fù)位功能，這是疊層橡膠支座所不具備的。B、變上下平面為上下凸凹圓弧配合，形成機(jī)械性耗能結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)，不受限制的全方位接受和釋放P.S地震應(yīng)力，提高了耗能功能，增強(qiáng)了豎向承載能力。C、增加了報(bào)警系統(tǒng)。

2 對推動(dòng)建筑工廠化進(jìn)程有很大的促進(jìn)作用。推廣隔震技術(shù)，必然會(huì)關(guān)聯(lián)到房屋建筑地簗，地樁的澆注工程，地簗，地樁的澆注留有隔震裝置的部位，按設(shè)計(jì)要求預(yù)制拼裝，改變現(xiàn)場大面積澆注為安裝后在預(yù)留的椄頭處澆注，可減少灰、沙、石中間運(yùn)輸環(huán)節(jié)，降低房屋總體造價(jià)，從而推動(dòng)建筑工廠化進(jìn)程。

3 全面提升抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。地震部門的抗震措施僅限于提出設(shè)防要求和監(jiān)測預(yù)報(bào)，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)與日本有較大的差距。日本設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.3g，而中國的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)才0.1g。偏低。采用隔震結(jié)構(gòu)體系的橡膠隔震裝置具備了三項(xiàng)特性：①能大大延長結(jié)構(gòu)體系的自振周期，使地震時(shí)的變形集中到隔震裝置上。②具有足夠的初始剛度，在荷載或輕微地震作用下只有l(wèi)/4一l/12的變化，大大提高了結(jié)構(gòu)的安全度，提升了抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

二、該產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)性

這種產(chǎn)品技術(shù)的先進(jìn)性主要體現(xiàn)在：自動(dòng)復(fù)位效果和全方位接受地震應(yīng)力，功能比現(xiàn)在應(yīng)用的橡膠支座要好。

據(jù)目前我國陜西西安小雁塔和日本東京建造的12座彈性建筑等中外建筑使用后的抗震性表明，該項(xiàng)專利處在國內(nèi)領(lǐng)先水平，填補(bǔ)了我國用于建筑物的柔性基礎(chǔ)隔震減震技術(shù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的空白。現(xiàn)行\(zhòng)"橡膠墊\"所受剪切力和扭曲里的疊加，震后單靠橡膠的彈性是根本不可能恢復(fù)原狀的，橡膠本身沒有復(fù)位能力。再則橡膠墊用于受水平力（橫向）沖擊的建筑物中，因?yàn)槭巧舷缕矫媪⒅w，受力有方向性選擇，在地震來臨時(shí)是有嚴(yán)重安全隱患的。針對現(xiàn)行的橡膠隔震支座存在問題，作了改進(jìn)。

1變平面層疊結(jié)構(gòu)為線性彈簧螺旋結(jié)構(gòu)。這種線性螺旋立體結(jié)構(gòu)，增加了揉動(dòng)空間，拓展了揉動(dòng)方位，將強(qiáng)力彈簧的剛性復(fù)位功能，與橡膠的柔性復(fù)位功能，有機(jī)地結(jié)合成\"剛?cè)嵯酀?jì)\"的揉動(dòng)特性，既能達(dá)到隔震減震的效果又能滿足自動(dòng)復(fù)位的要求。而且將抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)提高了一個(gè)檔次，其實(shí)用新型專利技術(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先和世界先進(jìn)水平。

2變上下平面為上下凸凹圓弧配合，形成機(jī)械性滑移耗能結(jié)構(gòu)。

這種滑移結(jié)構(gòu)，不受限制的全方位接受和釋放P.S地震應(yīng)力，能有效地釋放地震沖擊力對基礎(chǔ)建筑的往覆沖擊，提高了耗能功能，增強(qiáng)了豎向承載能力。

3增加了地震監(jiān)測與警示系統(tǒng)。

地震監(jiān)視測系統(tǒng)，經(jīng)警示電路與地面顯示器連接，一旦發(fā)生地震，在裝有隔震減震裝置的建筑群內(nèi)，就會(huì)通過相關(guān)鏈接的儀器，傳出監(jiān)測數(shù)據(jù)或者是報(bào)警。

產(chǎn)品應(yīng)用示意圖：

從示意圖中我們可以看到；隔震裝置上下都是圓弧球面，形成了一個(gè)類似于不倒翁的結(jié)構(gòu)。在地震來臨時(shí)，不論是來自哪個(gè)方向的地震波，都能通過圓弧球面的滑移而消耗或改變地震波的上傳能量。

三、產(chǎn)品設(shè)計(jì)依據(jù)

《一種用于建筑物的橡膠隔震減震裝置》的設(shè)計(jì)，是參照《中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)》-CECS126：2001\"疊層橡膠技術(shù)規(guī)程\" 中的技術(shù)性能和構(gòu)造要求6.1.2中的12條規(guī)定、GB/T20688.3-2006標(biāo)準(zhǔn)的若干規(guī)定及GB1239-76標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)設(shè)計(jì)。由于《一種用于建筑物的橡膠隔震減震裝置》與《疊層橡膠支座》的內(nèi)外結(jié)構(gòu)和材料的不同，所以，設(shè)計(jì)的計(jì)算的方式也不同。根據(jù)彈簧的剛性彈性模量與橡膠的徐變彈性模量，兩者合成后的綜合性變量關(guān)系，主要考慮的水平剪切和軸向承載的參數(shù)，必須符合GB20866.3-2006標(biāo)準(zhǔn)中的第五章第三部分的相關(guān)要求。質(zhì)量檢測，參照CECS126：2001標(biāo)準(zhǔn)中的6.1.3執(zhí)行。

四、經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益分析

（一）經(jīng)濟(jì)效益：

1年產(chǎn)值可達(dá)2億元 （項(xiàng)目一期）

項(xiàng)目一期，僅按5臺(tái)硫化爐生產(chǎn)計(jì)算，日產(chǎn)20個(gè)，2個(gè)班，每臺(tái)爐子生產(chǎn)2個(gè)，2個(gè)班4個(gè)，5臺(tái)爐子20個(gè)，銷售價(jià)暫定在3.8萬-4.5萬元，僅按3.8萬元/個(gè)計(jì)算。

日產(chǎn)值3.8（萬元）×20（個(gè)）=76（萬元）

月產(chǎn)值76（萬元）×22（天）=1672（萬元）

年產(chǎn)值1，672（萬元）×12（月）=20064萬元

年利潤2，0064（萬元）×30%=6019.2萬元

年利稅：6019.2（萬元）×20%=1203.8萬元

項(xiàng)目一期，5臺(tái)硫化爐年產(chǎn)值可達(dá)1-2個(gè)億，假如生產(chǎn)擴(kuò)大至50臺(tái)、500臺(tái)，其產(chǎn)值利潤利稅則可增加10倍，100倍。

2 出口創(chuàng)匯收益同比相當(dāng)

以強(qiáng)力彈簧做骨架支承的橡膠隔震減震技術(shù)，已達(dá)到國際國內(nèi)先進(jìn)水平，在當(dāng)今地震多發(fā)期，向地震多發(fā)地區(qū)和國家輸送本實(shí)用新型專利技術(shù)，可創(chuàng)造的外匯收入與國內(nèi)投資同比，經(jīng)濟(jì)利益和國際效益同樣是巨大的。

（二）社會(huì)效益：

1 提供就業(yè)崗位：項(xiàng)目一期可提供34個(gè)就業(yè)崗位；二期可提供340個(gè)就業(yè)崗位；三期可提供1360個(gè)就業(yè)崗位；

2 減損減災(zāi)效果：建筑房屋使用橡膠隔震減震專利技術(shù)，可使房屋\"小震不壞、中震不壞或輕度破壞，大震不喪失功能\"。將極大地減輕和減少人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)損失，提高安全保障。極大地減輕黨和國家因地震破壞造成的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

參考文獻(xiàn)

[1]周錫元 ，閻維明， 楊潤林.建筑結(jié)構(gòu)的隔震、減振和振動(dòng)控制[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)， 200（02）.

[2]張照華. 橡膠墊隔震原理及應(yīng)用研究[J].建筑技術(shù)，2012（05）.