CN106245783B - 一种可提供三维耗能的复合隔震支座 - Google Patents

一种可提供三维耗能的复合隔震支座 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可提供三维耗能的复合隔震支座，包括：上支座、中支座、底座，底座通过接地螺栓固定于建筑基础上，在底座下承台设置L型轨道，轨道内设置有转轴和位于转轴两侧的蝶形弹簧，所述转轴的上部与中支座下承台连接，所述中支座的上表面设有通过螺栓固定连接的中支座防脱离法兰盘，上支座由外包钢板的钢筋混凝土组成，在竖直轴线方向上呈阶梯圆柱形结构，并形成一上支座圆环台面，所述上支座收容于所述中支座内，位于所述上支座圆环台面下侧的钢板与中支座侧壁通过粘弹性材料夹层黏结，所述上支座圆环台面与所述中支座防脱离法兰盘之间设有橡胶垫环。本发明可同时具有水平和竖向隔震效果，且结构紧凑，能实现很好的扭转耗能作用。

Description

一种可提供三维耗能的复合隔震支座
技术领域：
本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种可提供三维耗能的复合隔震支座。
背景技术：
当地震来临时会对地上建筑造成巨大的破坏。随着建筑行业的高速发展，建筑更加高耸，当遭遇地震时，造成的损失将会更大。这时对抗震的研究格外重要，但是，我们无法单一的提高结构强度来无限提高传统抗震结构的抗震能力，而隔震结构可以通过隔震层中的耗能支座吸收并消耗地震能量来减小地震对建筑的破坏。
在目前的隔震系统中，叠层橡胶支座对水平地震的隔离效果较好，但其竖向承载力不足以及竖向隔震效果不明显，且由于存在震后自复位能力不足，耐久性差、自身阻尼小等缺点，导致隔震系统对长周期地震隔震效果不佳、结构在震后出现较大水平位移以及缺乏足够的转动能力。摩擦滑移支座通过隔震层的相互滑动消耗了地震能量，减小上部结构的地震响应，但摩擦耗能的效果与支座竖向受力大小有关，而在地震情况下某些支座竖向受力不一致，无法提供稳定的摩擦力，且摩擦滑移支座对摩擦面的材料性质要求较高。其特点都是能隔断水平地震作用经基础传递至上部结构，以此减小上部结构的水平振动因而有效保护上部结构。同时，在工程结构体系中,框架结构的角柱、曲线梁桥和斜交桥的桥墩、海上采油平台的立柱等除承受弯矩和压力外，在地震作用下，也有扭矩的共同作用，且在受扭状态下结构柱更易发生破坏且破坏模式不易预测，因此，提供一种竖向隔震效果和抗扭性能良好的用于三维隔震的复合支座是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容：
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种结构紧凑、同时具有水平和竖向隔震效果、可提高整体结构抗扭性能的三维耗能复合隔震支座。
本发明采用以下技术方案：提供一种三维耗能的复合隔震支座，从上到下包括上支座、中支座、底座，其特征在于：所述底座通过接地固定螺栓固定于建筑基础上，底座下承台设置L型轨道，轨道内设置有转轴和位于转轴两侧的蝶形弹簧，所述转轴的上部与所述中支座的下承台连接，所述中支座的上表面设有通过螺栓固定连接的中支座防脱离法兰盘，上支座由外包钢板的钢筋混凝土组成，在竖直轴线方向上呈阶梯圆柱形结构，并形成一上支座圆环台面，所述上支座收容于所述中支座内，且所述上支座的上表面与所述中支座防脱离法兰盘的上表面位于同一水平面，位于所述上支座圆环台面下侧的所述钢板与所述中支座侧壁通过粘弹性材料夹层黏结，所述上支座圆环台面与所述中支座防脱离法兰盘之间设有橡胶垫环。
进一步地，所述L型轨道由两道互相垂直布置的“一”型轨道组成，每一所述“一”型轨道内设置有一转轴和位于转轴两侧的两组蝶形弹簧。
进一步地，所述上支座圆环台面的外直径大于所述中支座防脱离法兰盘的内直径。
进一步地，所述底座下承台顶面黏贴耐磨材料与所述中支座下承台接触。
进一步地，所述底座的上表面设置有通过螺栓固定连接的底座防脱离法兰盘，所述中支座下承台的直径大于所述底座防脱离法兰盘的直径。
由上述技术方案可知，本发明提供的一种三维耗能的复合隔震支座，所述底座下承台的L型轨道内设有转轴和蝶形弹簧，在受到水平地震时，通过耐磨材料和L型轨道中蝶形弹簧的往复拉伸和压缩来吸收和消耗能量，起到水平隔震作用，由于蝶形弹簧的存在，所述中支座在震后的自复位效果较好，在受到竖向地震作用或者结构柱受扭矩作用时，所述上支座产生竖向位移或转动，进而带动粘弹性材料产生剪切变形，使得隔震支座阻尼增大，便于消耗竖向地震能量，起到竖向隔震和抗扭转耗能的作用，同时，因为所述上支座收容于所述中支座内，隔震支座结构紧凑，从而隔震结构整体占用空间较小。
附图说明：
图1为本发明提供的一种三维耗能的复合隔震支座的整体立面半剖视图。
图2为图1中Ⅰ-Ⅰ半剖视图。
图3为图1中Ⅱ-Ⅱ半剖视图。
图4为本发明提供的一种三维耗能的复合隔震支座的整体轴测图。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1至图4所示，本发明提供的一种可提供三维耗能的复合隔震支座，从上至下包括上支座3、中支座2和底座1。所述上支座3由外包钢板11的钢筋混凝土组成，可与上部结构直接现浇到一起，所述底座1通过接地螺栓15固定于建筑物基础上，如图3所示，所述底座1的底座下承台4设置L型轨道5，所述L型轨道5由两道互相垂直布置的“一”型轨道组成，每一所述“一”型轨道内均设置有一转轴7和位于转轴7两侧的两组蝶形弹簧6，所述转轴7上部与所述中支座2的中支座下承台8连接，当受到水平地震作用时，转轴7在蝶形弹簧6的往复拉伸与压缩作用下带动所述中支座2水平移动，与所述转轴7连接的中支座下承台8的运动轨迹为四分之一圆弧，且所述底座下承台4的顶面黏贴耐磨材料16与所述中支座下承台8接触，进一步地，所述底座1的上表面设置有通过螺栓固定连接的底座防脱离法兰盘9，所述中支座下承台8的直径大于所述底座防脱离法兰盘9的直径，防止所述中支座2脱落。
所述中支座2的上表面设有通过螺栓固定连接的中支座防脱离法兰盘17，所述中支座2向内凹陷形成一圆筒状空间，所述上支座3在其竖直轴线方向上呈阶梯圆柱形结构，在阶梯处形成一上支座圆环台面13，也就是说，在所述上支座圆环台面13上侧的圆柱直径小于在所述上支座圆环台面13下侧的圆柱直径，所述上支座3收容于所述中支座2内，且所述上支座的上表面与所述中支座防脱离法兰盘的上表面位于同一水平面，进一步地，位于所述上支座圆环台面13下侧的圆柱的外包钢板11与所述中支座2侧壁通过粘弹性材料12夹层黏结，由于所述上支座圆环台面13上下两侧圆柱结构直径不同，那么所述上支座3的侧壁与所述中支座2的内壁、所述中支座防脱离法兰盘17共同形成一间隔空间，因此，所述上支座圆环台面13与所述中支座防脱离法兰盘17之间可设有橡胶垫环14，可减轻所述上支座3在受到竖向地震作用过程中对所述中支座防脱离法兰盘17的冲击，同时所述橡胶垫环14也可以阻止所述上支座3的过度位移。所述上支座圆环台面13的外直径大于所述中支座防脱离法兰盘17的内直径，防止所述上支座3脱落。
所述三维耗能的复合隔震支座的工作原理为：在受到竖向地震作用时或者在地震情况下结构柱受扭矩作用时，所述上支座3产生竖向位移或转动，进而带动粘弹性材料12产生剪切变形，使得隔震支座阻尼有一定的增大，便于消耗竖向地震能量，起到竖向隔震和抗扭转耗能的作用；在受到水平地震作用时，通过所述耐磨材料16和L型轨道5中的蝶形弹簧6的往复拉伸和压缩来吸收和消耗地震能量，较好的起到水平隔震的作用，由于蝶形弹簧6的存在，所述中支座2在震后的自复位效果较好。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (4)

1.一种可提供三维耗能的复合隔震支座，从上到下包括上支座、中支座、底座，其特征在于：底座通过接地螺栓固定于建筑基础上，在底座下承台设置L型轨道，轨道内设置有转轴和位于转轴两侧的蝶形弹簧，所述转轴的上部与中支座下承台连接，所述底座下承台顶面黏贴耐磨材料与所述中支座下承台接触，所述中支座的上表面设有通过螺栓固定连接的中支座防脱离法兰盘，上支座由外包钢板的钢筋混凝土组成，在竖直轴线方向上呈阶梯圆柱形结构，并形成一上支座圆环台面，所述上支座收容于所述中支座内，且所述上支座的上表面与所述中支座防脱离法兰盘的上表面位于同一水平面，位于上支座圆环台面下侧的钢板与中支座侧壁通过粘弹性材料夹层黏结，所述上支座圆环台面与所述中支座防脱离法兰盘之间设有橡胶垫环。
2.如权利要求1所述的一种可提供三维耗能的复合隔震支座，其特征在于：所述L型轨道由两道互相垂直布置的“一”型轨道组成，每一所述“一”型轨道内设置有一转轴和位于转轴两侧的两组蝶形弹簧。
3.如权利要求1所述的一种可提供三维耗能的复合隔震支座，其特征在于：所述上支座圆环台面的外直径大于所述中支座防脱离法兰盘的内直径。
4.如权利要求1所述的一种可提供三维耗能的复合隔震支座，其特征在于：所述底座的上表面设置有通过螺栓固定连接的底座防脱离法兰盘，所述中支座下承台的直径大于所述底座防脱离法兰盘的直径。
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