CN106320559B - 一种限位耗能减隔震支座 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种限位耗能减隔震支座，包括上、下翼缘板，上、下翼缘板四周均设置固定装置，上、下翼缘板与橡胶支座固定；所述固定装置包括一对直角弯板，所述直角弯板的水平端固定在上翼缘板或下翼缘板上；所述直角弯板的竖直端相对应，且两个竖直端间设置防应力集中钢板；高强钢圈固定在上下两组固定装置的竖直端间。本发明优点：1)可限制较大变形；2)节省成本：在钢圈破坏而支座未破坏的情况下只需更换高强钢圈，而高强钢圈相对便宜，能节省成本；3)可设计性强。

Description

一种限位耗能减隔震支座
技术领域
本发明涉及土木工程结构抗震技术领域，具体说是一种具有缓冲限位装置的减隔震支座
背景技术
现行减隔震支座是土木工程抗震方面的关键技术之一，一直受到国内外学术界和工程界的高度重视和关注。为使结构具有较强的抵抗地震等外力破坏的能力，经常需要通过减隔震支座延长周期来减少上部水平惯性力，通过其耗能来减小地震的位移响应同时使结构处于弹性状态。减隔震支座通常配合设置耗能构件，常见耗能构件有粘滞型阻尼器、磁流变阻尼器、金属阻尼器。当出现大震时，随着结构的侧向变形的增大，耗能构件率先开始工作，产生较大的阻尼耗散能量保护主体结构。
目前工程中使用的减隔震支座往往存在尺寸过大、结构复杂、震后不容易进行局部维修、需更换整个支座、并需要进行繁琐且漫长的复位工作等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，在充分考虑基于性能抗震设计理念的基础上，提供一种限位耗能减隔震支座适用于多级设防标准的支座构造形式。本发明的限位减隔震支座在震后钢圈破坏而支座未破坏的情况下只需更换钢圈，能节省成本，无需进行繁琐的复位工作。具体技术方案如下：
一种限位耗能减隔震支座，其特征在于：包括上、下翼缘板，上、下翼缘板四周均设置固定装置，上、下翼缘板与橡胶支座固定；所述固定装置包括一对直角弯板，所述直角弯板的水平端固定在上翼缘板或下翼缘板上；所述直角弯板的竖直端相对应，且两个竖直端间设置防应力集中钢板；高强钢圈固定在上下两组固定装置的竖直端间。
所述高强钢圈两端为半圆弧型，中部平直型。
所述防应力集中钢板为圆形，高强钢圈与固定装置可发生相对滑动；所述限位耗能减隔震支座可保证在橡胶支座首先起缓冲作用，上、下翼缘板达到一定的形变量时带动高强钢圈起作用，高强钢圈受拉实现弹塑性变形，从而耗散地震能量来抵抗所述限位耗能减隔震支座所受的横向剪力，以减小横向位移的目的。
所述固定装置与上、下翼缘板之间通过高强螺栓连接。
所述高强钢圈的受拉方向与建筑结构承受的水平力方向一致。
所述橡胶支座与上、下翼缘板部分用高强度胶粘接。
该支座采用橡胶支座与高强钢圈，当遇中小级地震时，仅橡胶支座部分起作用，充分利用了橡胶支座的不均匀弹性压缩，提供阻尼比，减少地震反应。当遇大震时，由于橡胶支座在地震作用下侧向位移较大，上下盖板达到一定的形变量时带动高强钢圈起作用，高强钢圈受拉实现弹塑性变形，从而耗散地震能量来抵抗结构所受的横向剪力，以减小横向位移的目的。
本发明具有以下优点：
1)可限制较大变形：通过受拉发生形变来实现耗能的高强钢圈作为耗能构件，当上下盖板受剪力作用时，利用钢圈产生弹塑性变形耗能可限制较大变形量的出现。
2)节省成本：地震后，耗能钢圈必然有一定的损伤，在钢圈破坏而支座未破坏的情况下只需更换高强钢圈，而高强钢圈相对便宜，能节省成本。
3)可设计性强：本减隔震支座可以通过改变高强钢圈的直径、钢材型号和高强钢圈大小实现在较大范围内任意变化的屈服力，屈服位移，可以满足各类结构的需要。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A－A截面示意图；
图3为钢圈与固定装置连接示意图；
图4为固定装置立体图；
图5为防应力集中钢板与固定装置连接示意图；
图6为单侧受水平地震力作用变形图；
图7为单根高强钢圈力位移曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
本发明提供的限位减隔震支座构造，包括上翼缘板1、下翼缘板5，与上翼缘板1、下翼缘板5通过螺栓或铆钉、销钉连接的固定装置4，与上翼缘板1、下翼缘板5胶接的橡胶支座2，与上翼缘板1、下翼缘板5通过固定装置连接的钢圈3，橡胶支座2的周围粘接防腐蚀橡胶层来保护支座的内部结构。安装加强限位钢圈时，要先将钢圈与固定装置活动链接，再用螺栓或铆钉将固定装置与上翼缘板1、下翼缘板5链接。在支座安装完成后，应在支座四周做好防护措施，并在需要的地方涂刷上防腐漆，做好防腐及防尘工作。
所述固定装置4包括一对直角弯板，所述直角弯板的水平端41固定在上翼缘板1或下翼缘板5上；所述直角弯板的竖直端42相对应，且两个竖直端42间设置防应力集中钢板6；钢圈3固定在上下两组固定装置的竖直端间。
图1中，
H：橡胶层总高度；
h：高强钢圈高度，h＝2R；R为高强钢圈圆弧段半径；
a：钢圈直线段长度；
所述高强钢圈3两端为半圆弧，中部平直，该形状一方面可通过弧形设计，增加了可移动长度；另一方面，中间部分的平直段与上翼缘板1、下翼缘板5抵接，进而加强了垂直方向的缓冲作用；
固定装置钢板尺寸大小通过结构计算求得；
1.固定装置钢板的上部和下部的各两个角可考虑制作成圆角形式，此处不再给出详图；
2.螺栓孔数量通过结构计算得出合理孔数以及合理位置；
3.圆形防应力集中钢板以及销钉(或铆钉)大小通过材料力学求得，此外在承载能力大的情况下销钉(或铆钉)数目也可以考虑增加，及在圆形防应力集中钢板上多开几个孔。
图7中，加强耗能高强钢圈力学性能，通过ABAQUS简化模拟得此曲线，
Ch为半弧周长，a+Ch小于支座极限水平位移，r为高强钢圈半径。这样在高强钢圈破坏而支座未破坏的情况下只需更换钢圈，而高强钢圈造价相对便宜，能节省成本。

Claims (4)

1.一种限位耗能减隔震支座，其特征在于：包括上、下翼缘板，上、下翼缘板四周均设置固定装置，上、下翼缘板与橡胶支座固定；所述固定装置包括一对直角弯板，所述直角弯板的水平端固定在上翼缘板或下翼缘板上；所述直角弯板的竖直端相对应，且两个竖直端间设置防应力集中钢板；高强钢圈固定在上下两组固定装置的竖直端间；所述高强钢圈两端为半圆弧，中部平直；所述防应力集中钢板为圆形；高强钢圈与固定装置可发生相对滑动，所述限位耗能减隔震支座可保证在橡胶支座首先起缓冲作用，上、下翼缘板达到一定的形变量时带动高强钢圈起作用，高强钢圈受拉实现弹塑性变形，从而耗散地震能量来抵抗所述限位耗能减隔震支座所受的横向剪力，以减小横向位移。
2.根据权利要求1所述的一种限位耗能减隔震支座，其特征在于：所述固定装置与上、下翼缘板之间通过高强螺栓连接。
3.根据权利要求1所述的一种限位耗能减隔震支座，其特征在于：所述高强钢圈的受拉方向与建筑结构承受的水平力方向一致。
4.根据权利要求1所述的一种限位耗能减隔震支座，其特征在于：所述橡胶支座与上、下翼缘板部分用高强度胶粘接。
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