CN108547386B - 一种多维度多级别可承拉型抗震缝装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多维度多级别可承拉型抗震缝装置,球铰抗震阻尼器由工字型承拉杆、支撑抗震筒和高弹性抗震弹簧组成,工字型承拉杆套设在支撑抗震筒内,高弹性抗震弹簧嵌套在工字型承拉杆上。地震发生时,震动方向是随机任意的,已知球形铰可在任意角度旋转增加结构件的自由度,由此,所述球形铰可满足抗震缝两边建筑物间位移任意变化,增加抗震过程中建筑物间自由移动性能;本发明的抗震缝装置在发生地震时,根据震动方向变化引起的缝间两点位移方位变化,球形铰带动抗震阻尼器响应其变化,实现抗震缝装置的多维度位移变化;本发明设计的抗震缝装置可实现位移的多维度变化、多级别抗震、可承受拉等要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑结构抗震安全装置,尤其是涉及一种多维度多级别可承拉型抗震缝装置。
背景技术
在现有技术中,用于楼地面和外墙的抗震缝装置,主要由铝合金基座、铝合金中心板、抗震弹簧、连杆和橡胶密封条组成。专利号为201620388304.4《铰接抗震型楼面变形缝装置》,包含铝合金基座、铝合金边框和铝合金中心板,铝合金基座安装在楼地面变形缝的两边,铝合金边框落在铝合金基座内侧,铝合金中心板搭接在楼地面变形缝上并与两侧铝合金边框连接成整体、铝合金中心板上部为封盖楼地面变形缝的装饰层,铝合金边框与铝合金基座之间的交接缝上部镶块卡弹性胶条;位于变形缝装置一侧的铝合金基座与铝合金边框之间设置铰链机构,铝合金中心板下方设有将其拉引固定的抗震弹簧和不锈钢滑杆,与不锈钢滑杆连接的滑球安装在楼地面变形缝两侧的铝合金基座的滑槽内。该装置能提供纵向和竖向两个方向的位移,由于地震震动引起抗震缝间位移是任意方向,此抗震缝装置无法提供任意方向位移。同时,专利号为201621083478.6《一种建筑用抗震结构缝》与专利号为201420700653.6《伸缩缝抗震结构》等提供的抗震缝装置均存在无法随震动方向任意变化,且无法多级自动减震耗能,对抗震缝两边结构物不能产生拉结作用缓和震动倾覆。
发明内容
本发明的目的是在发生小震和大震时,提供一种根据震动等级大小可以自动分多级启动抗震装置、可随抗震缝间震动位移方向多维度变化和建筑物分离时可拉结抗震缝两边建筑物的抗震缝装置。
提供一种结构简单、满足承载力和强度要求并具备多维度多级承拉型抗震缝装置,保证在地震震动下建筑物整体结构的抗震安全性能。
为了解决上述技术问题,本发明提供技术方案如下:
多维度多级别可承拉型抗震缝装置,包括异型钢板基座1、球铰抗震阻尼器、铝合金盖板11、伸缩橡胶条13、螺栓12和锚固构件14;
球铰抗震阻尼器安装在异型钢板基座1上,铝合金盖板11通过螺栓12与异型钢板基座1连接,伸缩橡胶条13设置在异型钢板基座1与铝合金盖板11之间的端面连接处;异型钢板基座1的外侧设有锚固构件14。
所述球铰抗震阻尼器由工字型承拉杆9、支撑抗震筒8和高弹性抗震弹簧10组成,工字型承拉杆9套设在支撑抗震筒8内,高弹性抗震弹簧10嵌套在工字型承拉杆9上。
球形铰支座4设置在异型钢板基座1上。
工字型承拉杆9与球形铰支座4通过实心球铰6连接组成实心球铰抗震阻尼器2。
工字型承拉杆9与球形铰支座4通过空心球铰5、实心球铰6和橡胶套垫7连接组成空心球铰抗震阻尼器3,实心球铰6设置在球形铰支座4上,空心球铰5与工字型承拉杆9之间设有橡胶套垫7。
球铰抗震阻尼器与异型钢板基座1之间的连接布设依据可能产生的地震缝隙进行布设。
锚固构件14固定在梁15上。
地震发生时,震动方向是随机任意的,已知球形铰可在任意角度旋转增加结构件的自由度,由此,所述球形铰可满足抗震缝两边建筑物间位移任意变化,增加抗震过程中建筑物间自由移动性能;
地震发生时,地震等级不同,抗震装置需要耗散能量不同,地震烈度不同,建筑物抗震缝间位移变化尺度不同,采用所述空心球铰和所述实心球铰相互配合,当建筑物抗震缝间位移尺寸达到一定值(大震时或大烈度时),所述二级阻尼器(空心球铰抗震阻尼器)的实心球恰好与所述空心球铰内壁接触,通过抗震缝间位移尺度变化自动启动所述二级抗震阻尼器(空心球铰抗震阻尼器),实现抗震装置多级抗震;
所述球铰抗震阻尼器由高弹性减震弹簧、支撑抗震筒、工字型承拉杆嵌套组成,高弹性减震弹簧与支撑抗震筒内部底面和工字型承拉杆底面焊接连接,高弹性减震弹簧两端与两端的支撑抗震筒外部顶面焊接连接,地震时可伸缩;
所述高弹性减震弹簧采用弹簧钢65Mn或60Si2Mn或50CrVA材质,强度高、弹性好、塑性和韧性好,在冲击、振动或长期交变应力下,具有较强的抗拉、抗压强度、弹性极限和疲劳强度,使其发挥更好的减震耗能功效;
所述工字型承拉杆中部采用圆截面连杆,连杆上下底面焊接圆盘形钢板;
建筑物震动摇摆时,抗震缝间距扩大造成建筑物分离,使所述抗震缝装置锚入建筑物承重结构中的锚固构件可拉结缝两边建筑物,减缓缝间距进一步扩大;
所述铝合金盖板单边采用螺栓连接,另一边自由状态且与异型钢板基座间留有一定宽度缝隙,缝隙间填充橡胶用于抗震缝温度变形自由伸缩。
与现有技术相比,本发明的抗震缝装置在发生地震时,根据震动方向变化引起的缝间两点位移方位变化,球形铰带动抗震阻尼器响应其变化,实现抗震缝装置的多维度位移变化;根据震动造成抗震缝两边建筑物间两点位移变化,当位移达到一定临界值时自动启动二级抗震阻尼器,当位移下降到一定临界值,自动关闭二级抗震阻尼器,实现抗震缝装置随位移变化,自动调整多级抗震阻尼器的开闭;由工字型承拉杆、支撑抗震筒和高弹性减震弹簧等组成的抗震阻尼器与异型钢板基座、球铰和锚固构件构成的承拉系统,共同拉结抗震缝两边建筑物,防止抗震缝间位移进一步扩大和突然向两边倒塌。本发明设计的抗震缝装置可实现位移的多维度变化、多级别抗震、可承受拉等要求。
附图说明
图1是多维度多级减震可承拉型抗震缝装置示意图;
图2是二级阻尼器装置示意图;
图3是一级阻尼器装置示意图;
图4是建筑用多维度多级减震可承拉型抗震缝装置示意图;
图5是多维度多级减震可承拉型抗震缝装置A-A剖面示意图;
图6是多维度多级减震可承拉型抗震缝装置B-B剖面示意图;
图7是多维度多级减震可承拉型抗震缝装置C-C剖面示意图;
图8是多维度多级减震可承拉型抗震缝装置交叉分布示意图。
图中:1.异型钢板基座,2.实心球铰抗震阻尼器,3.空心球铰抗震阻尼器,4.球形铰支座,5.空心球铰,6.实心球铰,7.橡胶套垫,8.支撑抗震筒,9.工字型承拉杆,10.高弹性减震弹簧,11.铝合金盖板,12.螺栓,13.伸缩橡胶条,14.锚固构件,15.梁。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1、图2、图3、图4和图7所示,多维度多级别可承拉型抗震缝装置,包括异型钢板基座1、球铰抗震阻尼器、铝合金盖板11、伸缩橡胶条13、螺栓12和锚固构件14;
球铰抗震阻尼器安装在异型钢板基座1上,铝合金盖板11通过螺栓12与异型钢板基座1连接,伸缩橡胶条13设置在异型钢板基座1与铝合金盖板11之间的端面连接处;异型钢板基座1的外侧设有锚固构件14。
所述球铰抗震阻尼器由工字型承拉杆9、支撑抗震筒8和高弹性抗震弹簧10组成,工字型承拉杆9套设在支撑抗震筒8内,高弹性抗震弹簧10嵌套在工字型承拉杆9上。
球形铰支座4设置在异型钢板基座1上。
工字型承拉杆9与球形铰支座4通过实心球铰6连接组成实心球铰抗震阻尼器2。
工字型承拉杆9与球形铰支座4通过空心球铰5、实心球铰6和橡胶套垫7连接组成空心球铰抗震阻尼器3,实心球铰6设置在球形铰支座4上,空心球铰5与工字型承拉杆9之间设有橡胶套垫7。
球铰抗震阻尼器与异型钢板基座1之间的连接布设依据可能产生的地震缝隙进行布设。
锚固构件14固定在梁15上。
下面结合可实现多维度位移变化、二级别减震、可承受拉力的多维度二级别减震可承拉型抗震缝装置实施例具体说明。
工字型承拉杆9、支撑抗震筒8等采用45号钢或35CrMoA等;
高弹性减震弹簧10采用弹簧钢65Mn或60Si2Mn或50CrVA材质;
工字型承拉杆9中部采用圆截面连杆,连杆上下底面焊接圆盘形钢板;
高弹性减震弹簧10与支撑抗震筒8的内部底面和工字型承拉杆9底面焊接连接,高弹性减震弹簧10两端与两端的支撑抗震筒8外部顶面焊接连接;
采用空心球铰5和实心球铰6均可实现地震缝隙间的位移多维度变化;
球铰采用实心球铰6之间或实心球铰6和空心球铰5之间相配合形成组合球铰的两种形式,实心球铰6实现一级抗震,实心球铰6穿入空心球铰5形成的组合球铰实现二级抗震;
球形铰支座4与异型钢板基座1采用螺栓12连接,方便实心球铰抗震阻尼器2、空心球铰抗震阻尼器3的更换;
实心球铰抗震阻尼器2、空心球铰抗震阻尼器3根据实际情况布置抗震分级,抗震缝中部按装实心球铰抗震阻尼器2,两边安装空心球铰抗震阻尼器3实现二级抗震;
实心球铰抗震阻尼器2、空心球铰抗震阻尼器3沿抗震缝走向按一定间距布置,形成实心球铰抗震阻尼器组、空心球铰抗震阻尼器组,如图5和6;
也可将实心球铰抗震阻尼器2和空心球铰抗震阻尼器3沿抗震缝走向按一定间距交叉分布,如图8;
在实心球铰6穿入空心球铰5结合处,工字型承拉杆9穿入支撑抗震筒8结合处并加设橡胶套垫7用于隔离构件;
在异型钢板基座1外侧焊接耳环型锚固构件14,为分离的建筑物提供一定拉力,延缓建筑物抗震缝扩大,防止倾覆;
在异型钢板基座1上部和下部遮盖铝合金盖板11,一边采用螺栓12连接,另一边处于自由状态,且与异型钢板基座1间留有一定宽度缝隙,缝隙间填充伸缩橡胶条13用于抗震缝温度引起的变形;
以上述依据本发明的理想实施例为启发,通过上述的说明内容,相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内进行多样变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种多维度多级别可承拉型抗震缝装置,其特征在于:包括异型钢板基座(1)、球铰抗震阻尼器、铝合金盖板(11)、伸缩橡胶条(13)、螺栓(12)和锚固构件(14);
球铰抗震阻尼器安装在异型钢板基座(1)上,铝合金盖板(11)通过螺栓(12)与异型钢板基座(1)连接,伸缩橡胶条(13)设置在异型钢板基座(1)与铝合金盖板(11)之间的端面连接处;异型钢板基座(1)的外侧设有锚固构件(14);
所述球铰抗震阻尼器由工字型承拉杆(9)、支撑抗震筒(8)和高弹性抗震弹簧(10)组成,工字型承拉杆(9)套设在支撑抗震筒(8)内,高弹性抗震弹簧(10)嵌套在工字型承拉杆(9)上;
球形铰支座(4)设置在异型钢板基座(1)上;
工字型承拉杆(9)与球形铰支座(4)通过实心球铰(6)连接组成实心球铰抗震阻尼器(2);
工字型承拉杆(9)与球形铰支座(4)通过空心球铰(5)、实心球铰(6)和橡胶套垫(7)连接组成空心球铰抗震阻尼器(3),实心球铰(6)设置在球形铰支座(4)上,空心球铰(5)与工字型承拉杆(9)之间设有橡胶套垫(7);
球铰抗震阻尼器与异型钢板基座(1)之间的连接布设依据可能产生的地震缝隙进行布设;
锚固构件(14)固定在梁(15)上。
2.根据权利要求1所述的一种多维度多级别可承拉型抗震缝装置,其特征在于:工字型承拉杆(9)、支撑抗震筒(8)采用45号钢或35CrMoA。
3.根据权利要求1所述的一种多维度多级别可承拉型抗震缝装置,其特征在于:高弹性抗震弹簧(10)采用弹簧钢65Mn或60Si2Mn或50CrVA。
4.根据权利要求1所述的一种多维度多级别可承拉型抗震缝装置,其特征在于:球铰采用实心球铰(6)之间或实心球铰(6)和空心球铰(5)之间相配合形成组合球铰的两种形式,实心球铰(6)实现一级抗震,实心球铰(6)穿入空心球铰(5)形成的组合球铰实现二级抗震。
5.根据权利要求1所述的一种多维度多级别可承拉型抗震缝装置,其特征在于:
实心球铰抗震阻尼器(2)、空心球铰抗震阻尼器(3)根据实际情况布置抗震分级,抗震缝中部按装实心球铰抗震阻尼器(2),两边安装空心球铰抗震阻尼器(3)实现二级抗震;
实心球铰抗震阻尼器(2)、空心球铰抗震阻尼器(3)沿抗震缝走向按一定间距布置;
将实心球铰抗震阻尼器(2)和空心球铰抗震阻尼器(3)沿抗震缝走向按一定间距交叉分布。
6.根据权利要求1所述的一种多维度多级别可承拉型抗震缝装置,其特征在于:
在异型钢板基座(1)上部和下部遮盖铝合金盖板(11),采用一边螺栓(12)连接,另一边处于自由状态,且与异型钢板基座(1)间留有一定宽度缝隙,缝隙间填充伸缩橡胶条(13)用于抗震缝温度引起的变形。
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