CN105625597B - 一种c型圆柱壳自复位减震隔震阻尼装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自复位功能的减隔震装置，包括：上钢板、下钢板、C形开口圆柱壳钢板、圆柱形铅棒，其中上下钢板大小相等，均采用矩形形式；一个铅棒位于正方形钢板中心，其余四个铅棒均匀分布于矩形钢板的四周；C形开口圆柱壳钢板分均匀环形分布；当遇到地震时，本装置通过铅棒产生塑性形变来耗散能量，同时通过C形开口圆柱壳钢板所积聚的应变能实现自复位功能，既能达到隔震装置的隔震效果，又能防止上部结构的倾覆，从而保障上部主体结构在地震作用下的安全；本发明采用全金属的设计方法，耐久性好，构造简单，抗拉性能好，有利于市场推广应用。

Description

一种C型圆柱壳自复位减震隔震阻尼装置

技术领域

本发明属于建筑物的防震减震技术领域，特别涉及一种C型圆柱壳自复位减震隔震阻尼装置。

背景技术

在建筑物和基础之间设置隔震装置形成隔震建筑，可以延长结构的自振周期，增大结构阻尼，减少地震能量向上部建筑物的传递，从而达到减轻建筑物破坏的目的。

目前，国内外采用的减隔震装置主要有普通橡胶支座，铅芯橡胶支座，摩擦滑移隔震装置等，然而都存在一定的局限性。普通橡胶支座自身阻尼小，耗能不足，且在工作中有较大的水平位移，容易导致支座失稳，且其不具备预防倾覆和提离的抗拉特性。铅芯橡胶支座利用铅芯塑性变形进行耗能，可为隔震层提供有效的阻尼，同时利用橡胶提供恢复力。因此对橡胶配方和支座的加工制作要求高，当橡胶抗剪切变形能力和自恢复不足时，上部结构常常会产生过大水平位移，容易导致支座失稳，也不具备预防倾覆和提离的抗拉特性。摩擦滑移隔震装置仅靠摩擦耗能，地震时位移过大容易对限位原件造成破坏，同时需要设置复位机构，施工难度大且造价高。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种C型圆柱壳自复位减震隔震阻尼装置，可有效起到减震隔震作用，并具有自复位功能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种C型圆柱壳自复位减震隔震阻尼装置，包括：

上钢板1，

下钢板2，

以及

连接在上钢板1和下钢板2之间的C形开口圆柱壳钢板3；

连接在上钢板1和下钢板2之间的铅棒4。

所述上钢板1和下钢板2大小、形状均一致，为矩形结构。

所述铅棒4有多个，其中一个连接在上钢板1和下钢板2的中心位置上，其余在上钢板1或下钢板2的四周均匀分布。

所述C形开口圆柱壳钢板3有多个，均匀分布，开口均朝向中心位置的铅棒4。

所述C形开口圆柱壳钢板3呈多层分布，每一层上的C形开口圆柱壳钢板3位于一个圆周上。

所述C形开口圆柱壳钢板3采用高强优质碳素结构钢制成。

所述C形开口圆柱壳钢板3和铅棒4的轴线均与上钢板1和下钢板2垂直；所述C形开口圆柱壳钢板3和铅棒4均通过高强螺栓与上钢板1和下钢板2连接。

所述C形开口圆柱壳钢板3是截面为C形的钢材，其截面的弧度曲率半径R与钢材厚度t之比需要控制在一定范围内(具体范围需做试验确定)，使得这种薄壳结构在屈曲荷载作用下发生大变形折叠后，不发生材料屈服，而仅发生弹性变形；在屈服荷载卸载后，结构能恢复原状的变形性能。

所述铅棒4为圆柱形结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明具有自复位功能的减隔震装置构造简单，隔震耗能效果好，耐久性好等优点，由于采用C形开口圆柱壳钢板，使其在承载上部结构的同时，还具有抵抗上部结构产生的拉力的功能，有效解决了隔震中倾覆问题。同时此结构还具有一定的阻尼耗能，限制结构水平位移量的功能，能够按预先设计使隔震装置在遭遇地震设计强度时，有足够的变形能力和自复位功能。可在土木工程上广泛推广使用。

附图说明

图1是本发明一种具有自复位功能的减隔震装置的平面示意图。

图2是本发明一种具有自复位功能的减隔震装置的除去上钢板时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如图1和图2所示，一种具有自复位功能的减隔震装置，包括：上钢板1，下钢板2，C形开口圆柱壳钢板3和圆柱形的铅棒4，其中上钢板1与下钢板2大小相等，均采用正方形形式，在其中设置螺栓孔，铅棒4和C形开口圆柱壳钢板3均有多个，一个铅棒位于上钢板1与下钢板2的中心，其余铅棒均匀分布连接于上钢板1与下钢板2的周边位置；C形开口圆柱壳钢板3均匀环形分布。C形开口圆柱壳钢板3通过拼接件由高强螺栓分别与上钢板1和下钢板2连接固定。圆柱形铅棒4通过拼接件由高强螺栓分别与上钢板1和下钢板2连接固定。

本发明通过铅棒4产生塑性变形来耗散能量，同时通过C形开口圆柱壳钢板3的“卷尺效应”所积聚的应变能来提供恢复力，实现自复位功能。所谓“卷尺效应”就是高强优质碳素结构钢，压塑成类似于钢卷尺的C形薄壳形状，若控制薄壳曲率半径R与厚度t之比在一定范围内，这种薄壳结构在屈曲荷载作用下发生大变形折叠后，不发生材料屈服，而仅发生弹性变形；在屈服荷载卸载后，结构能恢复原状的变形性能。

使用时，将具有自复位功能的减隔震装置下钢板2与下部结构连接，连接方式为螺栓连接，将具有自复位功能的减隔震装置上钢板1与上部结构连接，连接方式为螺栓连接。

Claims (5)

1.一种C型圆柱壳自复位减震隔震阻尼装置，其特征在于，包括：

上钢板(1)，

下钢板(2)，

以及

连接在上钢板(1)和下钢板(2)之间的C形开口圆柱壳钢板(3)；

连接在上钢板(1)和下钢板(2)之间的铅棒(4)；

所述C形开口圆柱壳钢板(3)和铅棒(4)的轴线均与上钢板(1)和下钢板(2)垂直；

所述铅棒(4)有多个，其中一个连接在上钢板(1)和下钢板(2)的中心位置上，其余在上钢板(1)或下钢板(2)的四周均匀分布；

所述C形开口圆柱壳钢板(3)有多个，均匀分布，开口均朝向中心位置的铅棒(4)；

所述C形开口圆柱壳钢板(3)呈多层分布，每一层上的C形开口圆柱壳钢板(3)位于一个圆周上。

2.根据权利要求1所述C型圆柱壳自复位减震隔震阻尼装置，其特征在于，所述上钢板(1)和下钢板(2)大小、形状均一致，为矩形结构。

3.根据权利要求1所述C型圆柱壳自复位减震隔震阻尼装置，其特征在于，所述C形开口圆柱壳钢板(3)采用高强碳素结构钢制成。

4.根据权利要求1所述C型圆柱壳自复位减震隔震阻尼装置，其特征在于，所述C形开口圆柱壳钢板(3)和铅棒(4)均通过高强螺栓与上钢板(1)和下钢板(2)连接。

5.根据权利要求1所述C型圆柱壳自复位减震隔震阻尼装置，其特征在于，所述铅棒(4)为圆柱形结构。