CN105484380B - 一种分离式自动回弹水平剪切锁定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分离式自动回弹水平剪切锁定装置，包括上法兰、剪切销、下法兰、橡胶套、螺钉、垫板、上套筒、加强筋、下套筒、上连接板、下连接板；所述上法兰、上套筒和加强筋相互焊接组合在一起，并通过上连接板与上部结构固定，所述下法兰、下套筒和加强筋相互焊接组合在一起，并通过下连接板与基础固定；所述上套筒的底端和下套筒的顶端中心预留有圆孔，所述剪切销的两端分别插入上套筒和下套筒的圆孔内；通过硫化工艺使所述下套筒和橡胶套粘结，所述螺钉通过垫板插入所述橡胶套和下套筒，并固定于剪切销中，所述橡胶套在螺钉拧紧后产生一个预拉力，从而实现剪切销被剪断后下半部分向下方回弹，不影响橡胶支座正常滞回的目的。

Description

一种分离式自动回弹水平剪切锁定装置
技术领域
本发明属于建筑结构减震隔震领域，特别涉及一种分离式自动回弹水平剪切锁定装置。
背景技术
核电厂结构作为一种特殊结构体系，地震是其安全的最大威胁之一。当遭受地震时，核电站所有的结构、系统、部件和设备几乎同时受到激发，会危及结构的完整性和设备、部件功能的完好性。
特大地震造成的生命财产损失触目惊心，如果核电站所在区域发生特大地震，造成的后果将是灾难性的。1999年集集地震导致中国台湾第一核电站2个机组停机，2007年日本新潟地震，导致柏崎刈羽核电站关闭，2011年日本宫城县近海发生9.0级大地震，导致福岛核电站4个机组发生爆炸，造成严重核泄漏事故，造成的经济、环境损失难以估量。
当前的核电站结构设计仍以传统的抗震技术为主，新兴的隔震减震技术在核电站结构领域的研究与应用严重滞后，迄今为止在全世界所有已经商业运行的核电厂中，只有两座使用了基底隔震技术。1977年首次将橡胶隔震器用于南非的Koeberg核电站，1984年应用于法国的Cruas核电站。隔震能有效降低核岛的加速度地震反应，但同时隔震层的过大位移可能导致进出核岛管线断裂，易造成次生破坏。这成为限制隔震技术在核电结构中应用的关键问题。
发明内容
考虑现有的技术的局限性，本发明的目的是提供一种分离式自动回弹水平剪切锁定装置，用于对隔震层位移敏感建筑结构的隔震设计，使得核电站隔震结构在中小地震及风振作用下，由上部结构抵抗地震作用，隔震装置处于闭锁状态，当大震来临时闭锁装置解锁，隔震支座进入工作，通过隔震支座的水平向变形消耗地震能量保证上部结构的安全，并且剪切销被剪断后下半部分可向下方回弹，不影响橡胶支座的正常滞回。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种分离式自动回弹水平剪切锁定装置，包括上法兰、剪切销、下法兰、橡胶套、螺钉、垫板、上套筒、加强筋、下套筒、上连接板、下连接板；所述上法兰、上套筒和加强筋相互焊接组合在一起，并通过上连接板与上部结构固定，所述下法兰、下套筒和加强筋相互焊接组合在一起，并通过下连接板与基础固定；所述上套筒的底端和下套筒的顶端中心预留有圆孔，所述剪切销的两端分别插入上套筒和下套筒的圆孔内；通过硫化工艺使所述下套筒和橡胶套粘结，所述螺钉通过垫板插入所述橡胶套和下套筒，并固定于剪切销中，所述橡胶套在螺钉拧紧后产生一个预拉力，从而实现剪切销被剪断后下半部分向下方回弹，不影响橡胶支座正常滞回的目的。
或者，将橡胶套和垫板替换为弹簧，将弹簧拉伸后一端连接螺钉，另一端与下连接板相连，使弹簧在螺钉拧紧后产生一个预拉力，从而实现剪切销被剪断后下半部分向下方回弹，不影响橡胶支座正常滞回的目的。
所述剪切销上预设一个薄弱段，薄弱段的直径小于剪切销其他部分的直径，保证剪切销剪断时的断面位于该薄弱段。
与现有技术相比，本发明具有如下突出的优点：
1）解决了中、小地震作用下，隔震核电站隔震层位移过大导致管线破裂从而造成次生破坏的问题，而在大震作用下闭锁装置解锁，隔震支座进入工作消耗地震能量。
2）可实现剪切销被剪断后下半部分向下方回弹，不影响橡胶支座正常滞回的目的。
3）可通过调节高强剪力件的材料、薄弱段直径和锁定装置的个数来灵活改变锁定装置的锁定阈值。
4）锁定装置同时具有抗拉拔的特点，防止结构过大的竖向变形。
5）锁定装置解锁后双头螺杆被剪断，上下套筒未损坏，震后可重复利用。
附图说明
图1是实施例1剪切锁定装置剖面图。
图2是实施例2剪切锁定装置剖面图。
图3是剪切锁定装置上套筒的剖面图。
图4是剪切锁定装置上套筒的上视图。
图5是剪切锁定装置下套筒的剖面图。
图6是剪切锁定装置下套筒的上视图。
图7是剪切锁定装置加强筋的正视图。
图8是剪切锁定装置加强筋的侧视图。
图9是剪切锁定装置法兰盘体的剖面图。
图10是剪切锁定装置法兰盘体的平面图。
图11是剪切锁定装置剪切销的侧视图。
图12是剪切锁定装置剪切销的平面图。
图13是剪切锁定装置橡胶套的剖面图。
图14是剪切锁定装置橡胶套的平面图。
图15是剪切锁定装置垫板的剖面图。
图16是剪切锁定装置垫板的平面图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施例作进一步的说明。
实施例1
如图1、图3-图16所示，一种分离式自动回弹水平剪切锁定装置，其特征在于，包括上法兰1、剪切销2、下法兰3、橡胶套4、螺钉5、垫板6、上套筒7、加强筋8、下套筒9、上连接板10、下连接板11；所述上法兰1、上套筒7和加强筋8相互焊接组合在一起，并通过上连接板10与上部结构固定，所述下法兰3、下套筒9和加强筋8相互焊接组合在一起，并通过下连接板11与基础固定；所述上套筒7的底端和下套筒9的顶端中心预留有圆孔，所述剪切销2的两端分别插入上套筒7和下套筒9的圆孔内；通过硫化工艺使所述下套筒9和橡胶套4粘结，所述螺钉5通过垫板6插入所述橡胶套4和下套筒9，并固定于剪切销2中，所述橡胶套4在螺钉5拧紧后产生一个预拉力，从而实现剪切销2被剪断后下半部分向下方回弹，不影响橡胶支座正常滞回的目的。
所述剪切销2上预设一个薄弱段，薄弱段的直径小于剪切销2其他部分的直径，保证剪切销2剪断时的断面位于该薄弱段。
实施例2
如图2-图12所示，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，将橡胶套4和垫板6替换为弹簧12，将弹簧12拉伸后一端连接螺钉5，另一端与下连接板11相连，使弹簧12在螺钉5拧紧后产生一个预拉力，从而实现剪切销2被剪断后下半部分向下方回弹，不影响橡胶支座正常滞回的目的。
该水平剪切锁定装置与橡胶隔震支座配合使用。橡胶隔震支座通过上连接板10与上部结构固定，通过下连接板11与基础固定，承受上部结构竖向作用力。上连接板10和下连接板11在地震作用下产生水平位移，此时上套筒7和下套筒9也随之移动，并传力给剪切销2，剪切销2此刻受力，在小震及风振作用下起水平锁定作用，当大地震来临时剪切销2被剪切断裂，橡胶支座开始发挥作用，水平发生移动消耗能量。

Claims (3)

1.一种分离式自动回弹水平剪切锁定装置，其特征在于，包括上法兰(1)、剪切销(2)、下法兰(3)、橡胶套(4)、螺钉(5)、垫板(6)、上套筒(7)、加强筋(8)、下套筒(9)、上连接板(10)、下连接板(11)；所述上法兰(1)、上套筒(7)和加强筋(8)相互焊接组合在一起，并通过上连接板(10)与上部结构固定，所述下法兰(3)、下套筒(9)和加强筋(8)相互焊接组合在一起，并通过下连接板(11)与基础固定；所述上套筒(7)的底端和下套筒(9)的顶端中心预留有圆孔，所述剪切销(2)的两端分别插入上套筒(7)和下套筒(9)的圆孔内；通过硫化工艺使所述下套筒(9)和橡胶套(4)粘结，所述螺钉(5)通过垫板(6)插入所述橡胶套(4)和下套筒(9)，并固定于剪切销(2)中，所述橡胶套(4)在螺钉(5)拧紧后产生一个预拉力，从而实现剪切销(2)被剪断后下半部分向下方回弹，不影响橡胶支座正常滞回的目的，该水平剪切锁定装置与橡胶隔震支座配合使用；橡胶隔震支座通过上连接板(10)与上部结构固定，通过下连接板(11)与基础固定，承受上部结构竖向作用力；上连接板(10)和下连接板(11)在地震作用下产生水平位移，此时上套筒(7)和下套筒(9)也随之移动，并传力给剪切销(2)，剪切销(2)此刻受力，在小震及风振作用下起水平锁定作用，当大地震来临时剪切销(2)被剪切断裂，橡胶支座开始发挥作用，水平发生移动消耗能量。
2.根据权利要求1所述的分离式自动回弹水平剪切锁定装置，其特征在于，将橡胶套(4)和垫板(6)替换为弹簧(12)，将弹簧(12)拉伸后一端连接螺钉(5)，另一端与下连接板(11)相连，使弹簧(12)在螺钉(5)拧紧后产生一个预拉力，从而实现剪切销(2)被剪断后下半部分向下方回弹，不影响橡胶支座正常滞回的目的。
3.根据权利要求1所述的分离式自动回弹水平剪切锁定装置，其特征在于，所述剪切销(2)上预设一个薄弱段，薄弱段的直径小于剪切销(2)其他部分的直径，保证剪切销(2)剪断时的断面位于该薄弱段。
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