CN106545212A - 一种直导轨型抗拉与限位隔震装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直导轨型抗拉与限位隔震装置，包括上连接板、下连接板、支座主体、上直导轨、下直导轨、抗拉构件。连接板与支座主体之间通过高强螺栓连接在一起，直导轨设置在连接板长边边缘处，直导轨内设有滑动腔体；抗拉构件两端设有滑块，滑块置于直导轨内，可在滑动腔体内滑动；支座主体发生设计的剪切位移时，上下直导轨内的八个滑块连接成的四个竖向抗拉构件一直保持竖直状态，即不会增加隔震装置的水平刚度，也不会限制隔震装置的水平变形，该装置简单有效地提高了隔震建筑在多维地震及风荷载作用下的抗拉拔抗倾覆能力。

Description

一种直导轨型抗拉与限位隔震装置
技术领域
本发明属于建筑工程隔震技术领域，主要涉及直导轨型抗拉与限位隔震装置。
背景技术
橡胶支座隔震技术是目前比较成熟的隔震技术。但由于支座内部橡胶和钢板之间为粘合连接，当高层建筑受竖向地震作用时，或支座发生较大水平剪切位移时，或建筑高宽比较大时，支座易受拉，而橡胶支座受拉易发生橡胶层与钢板的撕裂破坏，进而影响支座的水平隔震性能，或直接导致建筑发生倾覆破坏。
根据国家标准GB50011-2010《建筑抗震设计规范》的要求，橡胶隔震支座在汉语地震的水平和竖向地震同时作用下，拉应力不应大于1MPa。但在强烈地震作用下，中、高层建筑的橡胶隔震支座可能承受高于限制的拉应力，由于橡胶隔震支座的抗拉能力有限，因此其应用范围受到限制。为了提高橡胶隔震支座的抗拉能力，国内外学者进行了各种研究，日本学者开发了直线式滑动支座，它由两个正交方向的轨道构成，可以沿着轨道交叉往复滑动，因而可以隔离任意方向的震动，同时具有很大的竖向抗压能力和抗拔能力，但该支座尺寸巨大，同时对轨道的摩擦要求高，生产成本高昂。中国学者提出了内部有预应力钢绞线的预应力橡胶隔震支座，在隔震支座周围布置适量竖向钢筋的构造措施，这种抗拉措施在支座发生大变形时预应力绞线和钢筋将产生不可恢复变形，将不利于支座的水平隔震。
总之，现有的抗拉技术存在构造复杂，安装成本高，抗拉装置影响支座的水平刚度，影响支座的隔震性能的问题。因此，橡胶隔震支座抗拉能力不足成为高层建筑隔震领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种解决橡胶隔震支座在高层建筑中抗拉能力不足的问题，且构造简单、安装方便、抗拉能力强的椭圆导轨型抗拉拔隔震装置。适用于高宽比较大的建筑或多为地震作用下容易使支座出现拉应力的建筑结构。该装置能减小地震竖向作用或风荷载作用对支座主体的损害，提高建筑的抗拉拔抗倾覆能力。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种直导轨型抗拉与限位隔震装置，该隔震装置包括上连接板1、下连接板2、支座主体3、上直导轨4、下直导轨5、抗拉构件6；抗拉构件6与支座主体3并联布置，上连接板1和下连接板2分别设置在支座主体3的上下两端；上直导轨4设置在上连接板1的边缘处，下直导轨5设置在下连接板2的边缘处，上直导轨4、下直导轨5内分别设置有滑动腔体7，抗拉构件6的两端分别设有滑块8，两端的滑块8分别置于上直导轨4和下直导轨5内滑动腔体7内，滑块8能在滑动腔体7内沿直导轨滑动，上直导轨4、下直导轨5的两端分别设有限位挡板。上直导轨4和上连接板1之间，下直导轨5与下连接板2之间为螺栓连接或焊接，上连接板1、下连接板2与支座主体2之间为螺栓连接。
所述上连接板1的长边垂直于下连接板2的长边，也即上直导轨4垂直于下直导轨5。
所述连接板中央设有与支座主体3直径相同的承压柱体。
所述支座水平变形过程中，滑块8在滑动腔体7内沿直导轨滑动，抗拉构件6始终保持竖直状态，从而实现支座主体3在水平变形过程中抗拉构件6始终能够提供相同竖向抗拉能力，增强隔震装置的抗拉能力，当滑块8到达限位挡板时，抗拉构件将变为斜向受拉，从而实现限位功能。
所述抗拉构件6两端滑块8为半球形。
所述滑动腔体7的底面为曲面。
所述在支座未承受荷载时，抗拉构件6两端的滑块8紧贴上下滑动腔体7的底面。
所述直导轨内的滑动腔体7的垂直高度大于抗拉构件6两端滑块8的高度，在地震作用下隔震装置的竖向压缩量不会使抗拉构件6承受竖向压力，从而保证抗拉构件6能够顺利地沿直导轨随支座运动。
所述支座主体2为叠层橡胶隔震支座、铅芯橡胶隔震支座或其他橡胶隔震支座。
所述上连接板1、下连接板2、上直导轨4、下直导轨5和抗拉构件6均为钢质材料。
本发明可取得如下有益效果：
在地震作用下，支座主体发生剪切位移时，上下直导轨的投影总有四个交点，在交点处设置竖向抗拉构件，当支座发生剪切位移时，抗拉构件两端滑块沿直导轨滑动，使四个抗拉构件始终处于竖直状态，即不会增加隔震装置的水平刚度，也不会限制隔震装置的水平变形，若有拉应力则抗拉构件提供拉力，当滑块到达限位挡板时，抗拉构件将变为斜向受拉，从而实现限位功能。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为直导轨型抗拉与限位隔震装置平面图；
图2为直导轨型抗拉与限位隔震装置立面图；
图3为直导轨型抗拉与限位隔震装置A-A剖面图；
图4为直导轨型抗拉与限位隔震装置水平变形示意图；
图5为直导轨型抗拉与限位隔震装置B-B剖面图；
图6为Q345钢棒型抗拉构件示意简图；
图7为钢绞线型抗拉构件示意图；
图中：1-上连接板，2-下连接板，3-支座主体，4-上直导轨，5-下直导轨，6-抗拉构件，7-滑动腔体，8-滑块，9-限位挡板，10-螺栓。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步描述。
如附图所示，本发明一种直导轨型抗拉与限位隔震装置包括上连接板、下连接板、支座主体、上直导轨、下直导轨、抗拉构件；若支座采用橡胶隔震支座，直径D为300mm，高140mm，横截面面积为70683.75mm，上下封板厚度为20mm；上下连接板横截面为长660mm，宽420mm的椭圆形，厚度为30mm；连接板和导轨均为钢制材料，导轨宽100mm。
若抗拉构件采用半径25mm的钢棒，钢棒材质为Q345，则单根抗拉构件的最小屈服拉力约为169KN，四组抗拉构件可为支座主体提供约676KN的拉力，支座主体将额外增加约9Mpa的抗拉能力。
若抗拉构件采用直径为11.4mm的钢绞线，该钢绞线的最小破坏拉力约为124KN，当钢绞线变形较大时，四组钢绞线可为支座主体提供496KN的拉力，支座主体将额外增加约7Mpa的抗拉能力；抗拉构件两端滑块为半钢球，半钢球上设有孔洞，钢绞线可穿过孔洞，从而与滑块连接为整体。
本实施例的工作原理为：在地震作用下，支座主体发生剪切位移时，上下直导轨的投影总有四个交点，在交点处设置竖向抗拉构件，当支座发生剪切位移时，抗拉构件两端滑块沿直导轨滑动，使四个抗拉构件始终处于竖直状态，即不会增加隔震装置的水平刚度，也不会限制隔震装置的水平变形，若有拉应力则抗拉构件提供拉力，当滑块到达限位挡板时，抗拉构件将变为斜向受拉，从而实现限位功能。

Claims (10)

1.一种直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：该隔震装置包括上连接板(1)、下连接板(2)、支座主体(3)、上直导轨(4)、下直导轨(5)、抗拉构件(6)；抗拉构件(6与)支座主体(3)并联布置，上连接板(1)和下连接板(2)分别设置在支座主体(3)的上下两端；上直导轨(4)设置在上连接板(1)的边缘处，下直导轨(5)设置在下连接板(2)的边缘处，上直导轨(4)、下直导轨(5)内分别设置有滑动腔体(7)，抗拉构件(6)的两端分别设有滑块(8)，两端的滑块(8)分别置于上直导轨(4)和下直导轨(5)内滑动腔体(7)内，滑块(8)能在滑动腔体(7)内沿直导轨滑动，上直导轨(4)、下直导轨(5)的两端分别设有限位挡板；上直导轨(4)和上连接板(1)之间，下直导轨(5)与下连接板(2)之间为螺栓连接或焊接，上连接板(1)、下连接板(2)与支座主体(2)之间为螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的一种直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：所述上连接板(1)的长边垂直于下连接板(2)的长边，也即上直导轨(4)垂直于下直导轨(5)。
3.根据权利要求1所述的一种直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：所述连接板中央设有与支座主体(3)直径相同的承压柱体。
4.根据权利要求1所述的一种直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：所述支座水平变形过程中，滑块(8)在滑动腔体(7)内沿直导轨滑动，抗拉构件(6)始终保持竖直状态，从而实现支座主体(3)在水平变形过程中抗拉构件(6)始终能够提供相同竖向抗拉能力，增强隔震装置的抗拉能力，当滑块(8)到达限位挡板时，抗拉构件将变为斜向受拉，从而实现限位功能。
5.根据权利要求1所述的一种直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：所述抗拉构件(6)两端滑块(8)为半球形。
6.根据权利要求1所述的一种直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：所述滑动腔体(7)的底面为曲面。
7.根据权利要求1所述的一种直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：所述在支座未承受荷载时，抗拉构件(6)两端的滑块(8)紧贴上下滑动腔体(7)的底面。
8.根据权利要求1所述的一种直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：所述直导轨内的滑动腔体(7)的垂直高度大于抗拉构件(6)两端滑块(8)的高度，在地震作用下隔震装置的竖向压缩量不会使抗拉构件(6)承受竖向压力，从而保证抗拉构件(6)能够顺利地沿直导轨随支座运动。
9.根据权利要求1所述的一种直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：所述支座主体(2)为叠层橡胶隔震支座、铅芯橡胶隔震支座或其他橡胶隔震支座。
10.根据权利要求1所述的一种直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：所述上连接板(1)、下连接板(2)、上直导轨(4)、下直导轨(5)和抗拉构件(6)均为钢质材料。
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