【03】入门弹性滑板支座（ESB）产品、原理与设计（第1篇）

弹性滑板隔震支座

• 弹性滑板隔震支座ESB（Elastic Sliding Bearing）由橡胶支座部、滑移材料、滑移面板及上、下连接板组成。一般要求滑板支座内部橡胶支座的最小直径（或边长）尺寸D不宜小于300mm，第1形状系数不宜小于30，第二形状系数应不小于7。

分类

按照动摩擦系数大小，滑板支座可分为以下三类：

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

表示

1. 示例1：有效直径为800mm的圆形聚四氟乙烯滑板支座可表示为ESB-T-D800；
2. 示例2：有效边长为800mm的方形改性超高分子量聚乙烯滑板支座可表示为ESB-H-D800。

• 支座有效直径800是指弹性滑板支座中橡胶体的有效直径，弹性滑板支座压应力、拉应力计算与此相关。

产品设计要点

• 滑移材料应采用无孔材料，厚度应不小于5mm，嵌入深度应不小于厚度的1/2，外露厚度应不小于2mm，在检测及使用过程中严禁在滑移材料表面涂油和油脂；不允许出现脱皮、裂纹、分层或其他损伤破坏的现象。采用聚四氟乙烯滑移材料时，背面需经表面活化处理后，镶嵌并粘结在下封板中；采用改性超高分子量聚乙烯滑移材料时，滑移材料应嵌固在下封板中。必要时两种材料均可采用机械方式固定。
• 滑移面板不允许拼接，当采用钢材时，应采用不锈钢材料，含铬量应大于等于18%。建议内陆地区：不锈钢采用符合GB/T3280规定的06Cr19Ni10，06Cr19Ni13Mo3；沿海地区以及内陆腐蚀性环境：不锈钢采用符合GB/T3280规定的022Cr19Ni13Mo3。当滑移面板对角线长度小于1500mm时，其厚度应不小于2mm，当滑移面板对角线长度大于或等于1500mm时，其厚度应不小于3mm。
• 上、下连接板采用Q235钢板或Q345钢板，厚度不小于25mm，其强度设计值参见GB20688.3-2006。

基本原理与性能参数

• 竖向压缩刚度：检测允许偏差值为±30%；
• 剪切性能-初始刚度：检测允许偏差值为±15%；
• 剪切性能-动摩擦系数：低摩擦滑板支座：允许偏差为士50%；中、高摩擦滑板支座：允许偏差为±30%。
• 注意事项：弹性滑板支座中橡胶体提供支座的水平初始刚度（第一刚度）和竖向刚度，竖向刚度为由橡胶体和聚四氟乙烯板竖向刚度的串联刚度，第一刚度可采用普通天然橡胶支座水平等效刚度公式进行计算，即K=GA/T_r，当支座克服静摩擦力开始滑动时，滑板支座动摩擦力Q_d主要由动摩擦系数μ和支座所受竖向荷载W而定，即Q=μW。

弹性滑板支座水平-力位移滞回曲线

优势与展望

• 竖向承载力大，竖向变形和横向膨胀变形有限；
• 合理的竖向压缩刚度可保证结构竖向频率较低；
• 与橡胶支座组合使用时，可减少地震作用下竖向荷载重分布所导致的隔震支座受力的变化；
• 基于软土场地过滤掉了地震波的中高频（短周期）分量，地震波能量集中在长周期范围，当采用橡胶支座刚度相对来说还是较大，延长结构周期时可能刚好会产生共振反而影响隔震效果，弹性滑板支座在运动时第二刚度为0，对地震动频谱特性不敏感；
• 针对电梯下悬多层的错层结构，电梯井下支座承受荷载较大，可优选弹性滑板支座；
• 支座在高速运动下的性能尚需进一步研究。

下期内容： 【04】入门弹性滑板支座（ESB）产品、原理与设计（第2篇）--不同软件的模拟方式

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