CN106593056A - 旋转式直导轨抗拉限位隔震装置 - Google Patents

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田杰
梁帅
宋晓胜
苏经宇
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    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings

Abstract

本发明公开了旋转式直导轨抗拉限位隔震装置，包括连接板、支座主体、旋转式直导轨、抗拉构件。连接板中心设有承压柱体，旋转式直导轨由转盘和直导轨两部分组成，转盘套设在连接板承压柱体外侧，可绕承压柱体转动，直导轨对称设在沿转盘直径的延长线上，直导轨末端设有限位挡板；抗拉构件上下悬臂深入到上下旋转式直导轨内；支座发生任意方向的设计的剪切位移时，转盘发生转动，使直导轨方向与支座变形方向一致，抗拉构件悬臂从导轨内抽出，抗拉构件将一直保持竖直状态，为隔震装置提供有效拉力；该支座结构简单，体型小，抗拉能力强，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

旋转式直导轨抗拉限位隔震装置
技术领域
本发明属于建筑工程隔震技术领域，主要涉及旋转式直导轨抗拉限位隔震装置。
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、抗拉能力强的旋转式直导轨抗拉限位隔震装置。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：
旋转式直导轨抗拉限位隔震装置，该隔震装置包括连接板1、支座主体2、旋转式直导轨3、抗拉构件4；旋转式直导轨3由转盘5和直导轨6两部分组成，旋转式直导轨3设置在连接板1和支座主体2之间，转盘5套设在连接板1承压柱体外侧，能够绕承压柱体转动，直导轨6对称设在沿转盘5直径的延长线上，直导轨6末端设有限位挡板7；抗拉构件4的上下悬臂分别深入到旋转式直导轨3的上部和下部内，抗拉构件悬臂末端设有限位卡件8；支座主体2发生任意方向的设计的剪切位移时，转盘5发生转动，使直导轨6方向与支座主体2变形方向一致，抗拉构件4的悬臂从直导轨6内抽出，抗拉构件4将一直保持竖直状态，为隔震装置提供有效拉力。
所述连接板1的中心设有凸起的承压柱体，用以传递荷载。
所述旋转式直导轨3与连接板1之间预留有缝隙，从而保证在地震作用下隔震装置的竖向压缩量不至于使旋转式直导轨3受压，保证旋转式直导轨3能随支座主体2的运动而发生转动。
在支座未承受荷载时，抗拉构件4悬臂紧贴于直导轨6底面，从而保证装置承受竖向拉力时，抗拉构件4能够始终提供有效拉力。
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。
本发明可以取得如下有益效果：
在地震作用下支座主体发生剪切位移时，旋转式直导轨发生转动，使直导轨方向与支座剪切变形方向一致，抗拉构件悬臂可以顺利地从导轨内抽出，使抗拉构件将一直处于竖直状态，若有拉应力则抗拉构件提供拉力，从而保护支座主体免受损伤；该装置结构简单，体型小，抗拉能力强，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。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为旋转式直导轨抗拉限位隔震装置立面图；
图2为旋转式直导轨抗拉限位隔震装置剖面图；
图3为旋转式直导轨抗拉限位隔震装置水平剪切变形图；
图4为旋转式直导轨抗拉限位隔震装置A-A剖面图；
图5为抗拉构件示意简图；
图中：1-连接板，2-支座主体，3-旋转式直导轨，4-抗拉构件，5-转盘，6-直导轨，7-限位挡板，8-限位卡件，9-连接板承压柱体，10-螺栓孔，11-螺栓。
具体实施方式
以下结合附图1-5，对本发明的具体实施方式做进一步描述。
如附图1-5所示，本发明一种旋转式直导轨抗拉限位隔震装置包括连接板、支座主体、旋转式直导轨、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；连接板横截面为边长500mm的正方形，连接板承压柱体横截面为边长110mm的正方形，高为70mm。
若C型抗拉构件的竖向抗拉件采用半径r0＝14mm的钢棒，而悬臂长为175mm，截面为边长30mm的正方形，材质均为Q345，则单根抗拉构件的最小屈服拉力约为212KN，两组抗拉构件可为支座主体提供约424KN的拉力，支座主体将额外增加约6Mpa的抗拉能力。
本装置的工作原理为：在地震作用下支座主体发生剪切位移时，旋转式直导轨发生转动，使直导轨方向与支座剪切变形方向一致，抗拉构件悬臂可以顺利地从导轨内抽出，使抗拉构件将一直处于竖直状态，若有拉应力则抗拉构件提供拉力，从而保护支座主体免受损伤。该装置结构简单，体型小，抗拉能力强，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。
本装置构造简单，体型小，抗拉能力强，可以满足建筑结构在多维地震以及风荷载作用下抗拉拔抗倾覆能力。

Claims (5)

1.旋转式直导轨抗拉限位隔震装置，其特征在于：该隔震装置包括连接板(1)、支座主体(2)、旋转式直导轨(3)、抗拉构件(4)；旋转式直导轨(3)由转盘(5)和直导轨(6)两部分组成，旋转式直导轨(3)设置在连接板(1)和支座主体(2)之间，转盘(5)套设在连接板(1)承压柱体外侧，能够绕承压柱体转动，直导轨(6)对称设在沿转盘(5)直径的延长线上，直导轨(6)末端设有限位挡板(7)；抗拉构件(4)的上下悬臂分别深入到旋转式直导轨(3)的上部和下部内，抗拉构件悬臂末端设有限位卡件(8)；支座主体(2)发生任意方向的设计的剪切位移时，转盘(5)发生转动，使直导轨(6)方向与支座主体(2)变形方向一致，抗拉构件(4)的悬臂从直导轨(6)内抽出，抗拉构件(4)将一直保持竖直状态，为隔震装置提供有效拉力。
2.根据权利要求1所述的旋转式直导轨抗拉限位隔震装置，其特征在于：所述连接板(1)的中心设有凸起的承压柱体，用以传递荷载。
3.根据权利要求1所述的旋转式直导轨抗拉限位隔震装置，其特征在于：所述旋转式直导轨(3)与连接板(1)之间预留有缝隙，从而保证在地震作用下隔震装置的竖向压缩量不至于使旋转式直导轨(3)受压，保证旋转式直导轨(3)能随支座主体(2)的运动而发生转动。
4.根据权利要求1所述的旋转式直导轨抗拉限位隔震装置，其特征在于：在支座未承受荷载时，抗拉构件(4)悬臂紧贴于直导轨(6)底面，从而保证装置承受竖向拉力时，抗拉构件(4)能够始终提供有效拉力。
5.根据权利要求1所述的旋转式直导轨抗拉限位隔震装置，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。
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