CN101881090A - 变刚度隔震支座 - Google Patents

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高杰
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本发明提供了一种变刚度隔震支座，包括上支座、水平尺寸比上支座大的下支座、与上部建筑固定连接的上连接板和与下部建筑固定相连的下连接板；上支座与上连接板固定连接，下支座与下连接板固定连接，上支座与下支座之间通过中隔板连接；上支座套设有限位装置，限位装置的上端与上连接板固定连接，限位装置的下端低于中隔板并与中隔板留有间隙。本发明的变刚度隔震支座可以在不同受力状态下提供不同的水平刚度和阻尼力，能满足中高层建筑在遇到不同等级的地震时的隔震、减震需求，有效减小地震灾害的影响，保障生命财产安全。

Description

变刚度隔震支座
技术领域
本发明涉及建筑工程、桥梁工程技术领域，具体涉及一种用于建筑工程结构、桥梁结构的变刚度隔震支座。
背景技术
在建筑结构设计中，设置隔震、减震支座能有效减轻地震灾害。
按国家标准GB50011-2001《建筑抗震设计规范》的要求，通常采用橡胶隔震支座作为隔震装置。现有的隔震支座一般包括叠层橡胶及设置在叠层橡胶上下放的上隔板、下隔板，隔震支座的上隔板、下隔板分别通过上下连接板与建筑构件连接。
现有的隔震支座水平刚度固定，即隔震支座开始发生变形时的水平力是固定的，且其发生变形时所产生的阻尼力也是固定的。如果建筑物使用水平刚度较大的隔震支座，在发生震级较小的地震时，隔震支座受到的外力小于能发生变形的最小的力，隔震支座不发生变形，不能起到隔震、减震作用；如果建筑物使用水平刚度较小的隔震支座，当在发生震级较大的地震时，隔震支座受到的外力可能大于其能承受的最大力，隔震支座发生过度变形甚至毁坏，危及建筑物的安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题，提供一种变刚度的隔震支座，能够根据地震等级的不同提供相应的水平刚度和阻尼力，即在较小地震时提供较小的水平刚度和阻尼力、在较大地震时提供较大的水平刚度和阻尼力。
为了解决上述问题，本发明提供了一种变刚度隔震支座，包括上支座、水平尺寸比上支座大的下支座、与上部建筑固定连接的上连接板和与下部建筑固定相连的下连接板；上支座与上连接板固定连接，下支座与下连接板固定连接，上支座与下支座之间通过中隔板相连；上支座套设有限位装置，限位装置的上端与上连接板固定连接，限位装置的下端低于中隔板并与中隔板留有间隙。在受到较小冲击力时，水平刚度较小的上支座就发生变形，下支座不发生变形；当冲击力加大时，与上隔板相连的限位装置与中隔板接触，从而带动具有较大水平刚度的下支座也开始发生变形，从而提供较强的隔震、减震能力。
作为优选，限位装置为限位钢筒，限位钢筒外套在上支座外并与中隔板留有间隙，限位钢筒的上端与上连接板固定连接，限位钢筒的下端低于中隔板与中隔板之间留有间隙。
为了加强限位钢筒与上连接板之间的连接强度，作为优选，在限位钢筒外侧均匀设置多个加强板，加强板分别与上连接板和限位钢筒固定连接。
作为优选之一，加强板有四个，均匀设置在限位钢筒外侧。
作为优选之一，加强板有八个，均匀设置在限位钢筒外侧。
为了提高变刚度隔震支座的阻尼能力，在上支座和/或下支座的中部可安装有铅芯。
为了提高变刚度隔震支座的抗拉能力，在上支座和/或下支座的中部可安装有抗拉杆。
为了同时提高变刚度隔震支座的阻尼能力和抗拉能力，作为优选之一，在上支座的中部安装有铅芯，在下支座的中部安装有抗拉杆。
为了同时提高变刚度隔震支座的阻尼能力和抗拉能力，作为优选之一，在下支座的中部安装有铅芯，上支座的中部安装有抗拉杆。
作为优选，上述变刚度隔震支座的上支座和下支座均为圆柱形。
本发明的变刚度隔震支座可以在不同受力状态下提供不同的水平刚度和阻尼力，能满足中高层建筑在遇到不同等级的地震时的隔震、减震需求，有效减小地震灾害的影响，保障生命财产安全。
附图说明
图1为本发明的变刚度隔震支座的实施例1的结构示意图；
图2为图1除去上连接板后的俯视示意图；
图3为本发明的变刚度隔震支座的上支座发生变形时的示意图；
图4为本发明的变刚度隔震支座的上、下支座均发生变形时的示意图；
图5为本发明的变刚度隔震支座的实施例2(上支座中部有铅芯)的结构示意图；
图6为本发明的变刚度隔震支座的实施例3(下支座中部有铅芯)的结构示意图；
图7为本发明的变刚度隔震支座实施例4(上、下支座中部均有铅芯)的结构示意图；
图8为本发明的变刚度隔震支座实施例5(上、下支座中部均有抗拉杆)的结构示意图；
图9为本发明的变刚度隔震支座实施例6(上支座中部有抗拉杆)的结构示意图；
图10为本发明的变刚度隔震支座实施例7(下支座中部有抗拉杆)的结构示意图；
图11为本发明的变刚度隔震支座实施例8(上支座中部有铅芯、下支座中部有抗拉杆)的结构示意图；
图12为本发明的变刚度隔震支座实施例9(上支座中部有抗拉杆、下支座中部有铅芯)的结构示意图。
附图标记说明
1上支座     2下支座    3上连接板   4下连接板
5铅芯       6抗拉杆    11上隔板    12中隔板
13下隔板    7限位装置  70限位钢筒  71加强板
具体实施方式
下面参照附图详细描述本发明的实施方式。
如图1、图2所示，本发明的变刚度隔震支座的实施例1，包括上支座1、水平尺寸比上支座1大的下支座2，与上部建筑固定连接的上连接板3和与下部建筑固定相连的下连接板4；本实施例1中的上支座1和下支座2均以圆柱形的叠层橡胶支座为例进行说明，当然上支座1和下支座2也可以为其它形状，只要能实现本发明的目的即可。上支座1与上连接板3固定连接，下支座2与下连接板4固定连接，上支座1与下支座2之间通过中隔板12相连；上支座1套设有与中隔板12留有间隙的限位装置7，本实施例中，限位装置7为限位钢筒70，限位钢筒70套设在上支座1外并与上连接板3固定连接，为了起到对中间隔板12的限位作用，限位钢筒70的下端低于中隔板12。其中，上支座1通过设在其上端的上隔板11与混凝土浇筑的上连接板3固定连接，下支座2通过设在其下端的下隔板13与混凝土浇筑的下连接板4固定连接。
为了加强限位钢筒70与上连接板3之间的连接强度，限位钢筒70外侧均匀设置多个加强板71，加强板71分别与上连接板3和限位钢筒70固定连接。
如图2所示，加强板71为八个，均匀设置在限位钢筒外侧。当然，加强板71也可以为四个或其他大于或等于2的偶数个。
以下以实施例1为例说明本发明的变刚度隔震支座如何根据不同的外力提供不同水平刚度的。实施1中，上支座1和下支座2都是叠层橡胶支座，由于下支座2比上支座1的水平尺寸大，其水平刚度也比上支座1大。如图3所示，当建筑物受到风载荷或遇到震级较低的地震时，与上部建筑相连接的上连接板3和与下部建筑相连接的下连接板4之间受到外力作用，水平刚度较小的上支座1开始发生变形，下支座2不发生变形，上连接板3与下连接板4之间发生水平位移，在遇到较小的冲击力时即能起到隔震、减震的作用。如图4所示，当建筑物遇到震级较高的地震时，上支座1变形，与其固定的上连接板3发生水平位移，带动限位钢筒70运动，直到与中隔板12接触，外部作用力通过限位钢筒70传递在中隔板12上，进而作用到下支座2上，从而使水平刚度较大的下支座2发生变形，下支座2的水平刚度较大，能够承受较大的冲击力时，在发生较大震级的地震时，本发明的变刚度隔震支座也能起到隔震、减震作用。
如图5所示的本发明的变刚度隔震支座的实施例2，为了提高变刚度隔震支座在受到较小外力时的阻尼特性，在上支座1的中部安装铅芯5。
如图6所示的本发明的变刚度隔震支座的实施例3，为了提高变刚度隔震支座在受到较大外力时的阻尼特性，在下支座2的中部安装铅芯5。
如图7所示的本发明的变刚度隔震支座的实施例4，为了提高变刚度隔震支座的整体的阻尼特性，在上支座1和下支座2的中部均安装铅芯5。铅芯5能够增加变刚度隔震支座的阻尼力，增强其耗能能力，起到较好的缓冲效果。
如图8所示的本发明的变刚度隔震支座的实施例5，为了提高变刚度隔震支座在受到较小外力时的抗拉能力，上支座1内有抗拉杆6。
如图9所示的本发明的变刚度隔震支座的实施例6，为了提高变刚度隔震支座在受到较大外力时的抗拉能力，下支座2的中部安装有抗拉杆6。
如图10所示的本发明的变刚度隔震支座的实施例7，为了提高变刚度隔震支座的整体抗拉能力，在上支座1和下支座2的中部均安装抗拉杆6。抗拉杆6能够提高变刚度隔震支座竖直方向的抗拉能力，同时也能增加其在水平方向的刚度。
如图11所示的本发明的变刚度隔震支座的实施例8，为了同时提高变刚度隔震支座的阻尼特性和抗拉能力，在上支座1的中部安装铅芯5，在下支座2的中部安装抗拉杆6，提高了其在受到较小外力时的阻尼力，增加其在受到较大外力时的抗拉能力。铅芯5能够消耗能量，起到减震的效果，从而保护建筑物。当受到的外力较大时候，抗拉杆6能够提供较强的抗拉能力，防止变刚度隔震支座被竖直方向上的外力破坏，进而危害建筑物的安全。
如图12所示的本发明的变刚度隔震支座实施例9，为了同时提高变刚度隔震支座的阻尼特性和抗拉能力，还可以在下支座2的中部安装铅芯5，上支座1的中部安装抗拉杆6。抗拉杆6能够提高变刚度隔震支座在受到较小外力时的抗拉能力，同时铅芯5能够在外力较大时消耗能量，共同达到隔震、减震的目的。
实施例2-9在遇到外力发生变形的情形和实施例1类似，只是在上支座1或下支座2中部增加铅芯5后，能增加其阻尼力，增强其耗能能力；增加抗拉杆6后能够改善其抵抗竖直方向外力的能力，防止外力较大时破坏所使用的变刚度隔震支座。
本发明的变刚度隔震支座可以在受到较小载荷如风载荷或者发生小地震时，通过上支座1提供较小的隔震、减震能力，在发生较大地震时，通过上支座1和下支座2提供较大的隔震、减震能力，可满足中高层建筑不同情形下的隔震需求。应用在建筑、桥梁工程领域，能有效减小地震灾害的影响，保障生命财产安全。
当然，以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种变刚度隔震支座，其特征在于，包括上支座、水平尺寸比所述上支座大的下支座、与上部建筑固定连接的上连接板和与下部建筑固定连接的下连接板；所述上支座与所述上连接板固定连接，所述下支座与所述下连接板固定连接，所述上支座与所述下支座之间通过中隔板相连；所述上支座套设有限位装置，所述限位装置的上端与所述上连接板固定连接，所述限位装置的下端低于所述中隔板并与所述中隔板留有间隙。
2.如权利要求1所述的变刚度隔震支座，其特征在于，所述限位装置为限位钢筒，所述限位钢筒套设在所述上支座外，所述限位钢筒的上端与所述上连接板固定连接，所述限位钢筒的下端低于所述中隔板并与所述中隔板之间留有间隙。
3.如权利要求2所述的变刚度隔震支座，其特征在于，所述限位钢筒外侧均匀设置多个加强板，所述加强板分别与所述上连接板和所述限位钢筒固定连接。
4.如权利要求3所述的变刚度隔震支座，其特征在于，所述加强板为四个。
5.如权利要求3所述的变刚度隔震支座，其特征在于，所述加强板有八个。
6.如权利要求1所述的变刚度隔震支座，其特征在于，在所述上支座和/或下支座的中部安装有铅芯。
7.如权利要求1所述的变刚度隔震支座，其特征在于，在所述上支座和/或下支座的中部安装有抗拉杆。
8.如权利要求1所述的变刚度隔震支座，其特征在于，在所述上支座的中部安装有铅芯，所述下支座的中部安装有抗拉杆。
9.如权利要求1所述的变刚度隔震支座，其特征在于，在所述下支座的中部安装有铅芯，所述上支座的中部安装有抗拉杆。
10.如权利要求1所述的变刚度隔震支座，其特征在于，所述上支座和所述下支座均为圆柱形。
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