CN108798170A - 抗拉隔震保护装置、抗拉隔震保护系统及其使用方法 - Google Patents

抗拉隔震保护装置、抗拉隔震保护系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑工程隔震技术领域，公开了一种抗拉隔震保护装置、抗拉隔震保护系统及其使用方法，该抗拉隔震保护装置用于承载底部设有弧形凹槽的待隔震结构，并用于固定在基础结构上；抗拉隔震保护装置包括：上连接板，下连接板、水平隔震装置和竖向限位装置；上连接板通过水平隔震装置与下连接板连接，上连接板远离水平隔震装置的一侧固定有与弧形凹槽相配合的凸缘半球；上连接板通过凸缘半球与待隔震结构上的弧形凹槽活动设置。该抗拉隔震保护装置在水平隔震装置偏心受压时，利用凸缘半球与弧形凹槽之间的转动能力，受拉侧的连接板会压缩竖向限位装置，缓冲水平隔震装置所受拉力，防止水平隔震装置受拉而损坏，增加隔震层的抗倾覆能力。

Description

抗拉隔震保护装置、抗拉隔震保护系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及建筑工程隔震技术领域，公开了一种抗拉隔震保护装置、抗拉隔震保护系统及其使用方法。
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连接相对较弱，当高层建筑受较大竖向地震作用时，支座容易发生受拉现象，导致橡胶层与钢板的撕裂破坏，影响支座的水平隔震性能，甚至直接发生建筑的倾覆破坏。
根据国家标准GB50011-2010《建筑抗震设计规范》，橡胶隔震支座在罕遇地震的水平和竖向地震同时作用下，拉应力不应大于1MPa，然而在实际工程中，采用传统橡胶隔震技术的大型及高层建筑往往要超出此限值，极大的限制了建筑隔震技术的发展和应用。目前普遍通过将抗拉装置与隔震支座并联从而提高隔震支座的抗拉能力。这种方法虽然增加了支座的抗拉能力，但同时也增加了支座的水平刚度，存在影响支座水平隔震性能的问题。因此，开发研制一种不影响水平隔震性能的隔震抗拉保护装置，是十分必要的。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供一种抗拉隔震保护装置、抗拉隔震保护系统及其使用方法，以防止水平隔震装置受拉而损坏。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供一种抗拉隔震保护装置，所述抗拉隔震保护装置用于承载底部设有弧形凹槽的待隔震结构，并用于固定在基础结构上；所述抗拉隔震保护装置包括：上连接板，下连接板、水平隔震装置和竖向限位装置；所述竖向限位装置包括：第一竖向限位装置和第二竖向限位装置；所述上连接板通过所述水平隔震装置与所述下连接板连接，所述上连接板远离所述水平隔震装置的一侧固定有与所述弧形凹槽相配合的凸缘半球；所述抗拉隔震保护装置通过所述凸缘半球与所述待隔震结构上的弧形凹槽活动设置，以使所述抗拉隔震保护装置与所述待隔震结构相对滑动；所述第一竖向限位装置穿过所述上连接板内嵌于所述待隔震结构中；所述第二竖向限位装置穿过所述下连接板内嵌于所述基础结构中。
进一步的，所述第一竖向限位装置包括：所述第一竖向限位装置包括：第一限位杆和第一弹性垫圈；所述第一限位杆穿过所述上连接板内嵌于所述待隔震结构中；所述上连接板通过所述第一弹性垫圈抵接在所述第一限位杆端部的螺帽上；所述第二竖向限位装置包括：第二限位杆和第二弹性垫圈；所述第二限位杆穿过所述下连接板内嵌于所述基础结构中；所述下连接板通过所述第二弹性垫圈抵接在所述第二限位杆端部的螺帽上。
进一步的，所述第一竖向限位装置的刚度小于第二竖向限位装置的刚度。
进一步的，所述待隔震结构上设有用于连接所述第一限位杆的盲孔；所述基础结构上设有用于连接所述第二限位杆的盲孔。
进一步的，所述抗拉隔震保护装置还包括：缓冲弹性体；所述缓冲弹性体设置在所述上连接板和所述待隔震结构之间。
进一步的，所述下连接板设有用于卡接所述基础结构的卡扣。
进一步的，所述水平隔震装置通过多个螺栓分别与所述上连接板和所述下连接板连接。
为解决上述问题，本发明还提供一种抗拉隔震保护系统，包括：上述所述的抗拉隔震保护装置、待隔震结构和基础结构；所述抗拉隔震保护装置设置在所述待隔震结构和所述基础结构之间。
为解决上述问题，本发明还提供一种抗拉隔震保护装置的使用方法，包括如下步骤：确定所述待隔震结构和所述基础结构，将所述抗拉隔震保护系统固定在所述待隔震结构和所述基础结构之间，使所述抗拉隔震保护装置与所述待隔震结构相对滑动；调节所述抗拉隔震保护系统，使所述抗拉隔震保护系统未受到震动时，所述上连接板与所述待隔震结构抵接，所述下连接板与所述基础结构抵接。
(三)有益效果
本发明提供一种抗拉隔震保护装置、抗拉隔震保护系统及其使用方法，该抗拉隔震保护装置通过在上连接板上设置凸缘半球，在水平隔震装置偏心受压时，利用凸缘半球与弧形凹槽之间的转动能力，受拉侧的连接板会压缩竖向限位装置，缓冲水平隔震装置所受拉力，防止水平隔震装置受拉而损坏，增加隔震层的抗倾覆能力。
附图说明
图1是本发明优选实施方式中抗拉隔震保护装置的结构示意图；
图2是本发明优选实施方式中抗拉隔震保护装置A-A截面的剖视图；
图3是本发明优选实施方式中抗拉隔震保护装置B-B截面的剖视图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，本实施例的抗拉隔震保护装置用于承载底板设有弧形凹槽11的待隔震结构1，并用于固定在基础结构2上。
本实施例中，该抗拉隔震保护装置包括：上连接板3，下连接板4、水平隔震装置5和竖向限位装置。竖向限位装置包括：第一竖向限位装置8和第二竖向限位装置9。上连接板3通过水平隔震装置5与下连接板4连接，上连接板4远离水平隔震装置5的一侧固定有与弧形凹槽11相配合的凸缘半球31；抗拉隔震保护装置通过凸缘半球31与待隔震结构1上的弧形凹槽11活动设置，以使抗拉隔震保护装置与待隔震结构1相对滑动；第一竖向限位装置8穿过上连接板3内嵌于待隔震结构1中；第二竖向限位装置9穿过下连接板4内嵌于基础结构2中。其中，抗拉隔震保护装置未受到震动时，上连接板3与待隔震结构1抵接，下连接板4与基础结构2抵接。凸缘半球31为钢制半球，弧形凹槽11为钢制半球面，两者在重力的作用下紧密接触。利用凸缘半球31的转动能力，当产生偏心受压时，凸缘半球31弧形凹槽11产生相对转动。凸缘半球31与弧形凹槽11的尺寸可根据水平隔震装置5进行具体设计。
需要说明的是，第一竖向限位装置8和第二竖向限位装置9的数量根据外部负载进行调整，例如当待隔震结构1的重量或震动幅度较大时，可增加第一竖向限位装置8和/或第二竖向限位装置9的数量，以保护水平隔震装置5，提升抗拉隔震保护装置的隔震效果。
其中，水平隔震装置5主要用于水平隔震，可采用铅芯橡胶隔震支座或天然橡胶隔震支座。本实施例中，如图1-3所示，该水平隔震装置5为铅芯橡胶隔震支座，通过高纯度的铅柱51将上连接板3和下连接板4连接。其中，水平隔震装置5通过多个螺栓6分别与上连接板3和下连接板4连接。
本实施例中，抗拉隔震保护装置的工作过程如下：震动前，先确定待隔震结构1和基础结构2，将抗拉隔震保护装置固定在待隔震结构1和基础结构1之间，将上连接板3通过凸缘半球31与待隔震结构1上的弧形凹槽11活动设置，以使抗拉隔震保护装置与待隔震结构1相对滑动。调节抗拉隔震保护装置，使抗拉隔震保护装置未受到震动时，上连接板3与待隔震结构1抵接，下连接板4与基础结构2抵接。发生震动时，当抗拉隔震保护装置承受竖向作用力而产生竖向位移时，竖向限位装置保护上连接板3和下连接板4之间位移，偏心受压使凸缘半球31和弧形凹槽11发生相对转动，连接板发生倾斜，受拉侧的连接板压缩对应的竖向限位装置，缓冲水平隔震装置5受到的拉力，防止水平隔震装置5受拉而损坏，增加隔震层的抗倾覆能力。
本实施例提供一种抗拉隔震保护装置，通过在上连接板3上设置凸缘半球31，在水平隔震装置偏心受压时，利用凸缘半球31与弧形凹槽11之间的转动能力，受拉侧的连接板会压缩竖向限位装置，缓冲水平隔震装置所受拉力，防止水平隔震装置5受拉而损坏，增加隔震层的抗倾覆能力。
基于上述实施例，作为一个优选的实施例，如图2所示，第一竖向限位装置8包括：第一限位杆81和第一弹性垫圈82。第一限位杆80穿过上连接板3内嵌于待隔震结构1中。上连接板3通过第一弹性垫圈82抵接在第一限位杆81端部的螺帽上。第二竖向限位装置9包括：第二限位杆91和第二弹性垫圈92。第二限位杆91穿过下连接板4内嵌于基础结构2中。下连接板4通过第二弹性垫圈92抵接在第二限位杆91端部的螺帽上。其中，第一限位杆81和第二限位杆91均为特制钢棒。
为防止第一限位杆81和第二限位杆91在震动过程中发生偏移，待隔震结构1上设有用于连接第一限位杆81的盲孔12。基础结构2上设有用于连接第二限位杆91的盲孔22。其中，第一限位杆81的高度可通过插入盲孔12的深度来调节，第二限位杆91的高度可通过插入盲孔22的深度来调节，以使抗拉隔震保护装置未受到震动时，上连接板3与待隔震结构1抵接，下连接板4与基础结构2抵接。
进一步的，基于强弱构件的损坏机理，优选地，本实施例中第一竖向限位装置8的刚度小于第二竖向限位装置9的刚度。当水平隔震装置5承受竖向作用力而产生竖向位移时，第一竖向限位装置8会先于第二限位装置9产生位移，偏心受压使凸缘半球31和弧形凹槽11发生相对转动，连接板发生倾斜，受拉侧的连接板压缩对应的竖向限位装置，缓冲水平隔震装置5受到的拉力，防止水平隔震装置5受拉而损坏，增加隔震层的抗倾覆能力。
基于上述实施例，作为一个优选的实施例，抗拉隔震保护装置还包括：缓冲弹性体7。缓冲弹性体7设置在上连接板3和待隔震结构1之间，用于防止上连接板3与抗拉隔震保护装置因相对转动而产生的损坏。具体地，缓冲弹性体7为圆环状厚层橡胶，与待隔震结构1紧密相连，布置在上连接板3和待隔震结构1之间。进而在凸缘半球31和弧形凹槽11发生相对转动时，缓冲弹性体7可以减少上连接板3与待隔震结构1因相对转动而产生的损坏。
基于上述实施例，作为一个优选的实施例，下连接板4远离水平隔震装置5的一端设有用于卡接基础结构2的卡扣42。其中，卡扣42均为具有一定高度的钢制厚壁圆环。卡扣42预埋于待隔震结构1中，通过螺栓与下连接板4连接。优选地，本实施例中的卡扣42为刚度较大的钢制厚壁圆环，进而保证基础结构2与下连接板3之间的相对稳定，即使在凸缘半球31和弧形凹槽11产生相对转动时，也可保证水平隔震装置5与基础结构2在水平向上紧密相连。
此外，本发明还提供一种抗拉隔震保护系统，该抗拉隔震保护系统包括本发明以上任一所述的抗拉隔震保护装置、待隔震结构和基础结构。由于采用了上述抗拉隔震保护装置，该抗拉隔震保护装置在水平隔震装置偏心受压时，利用凸缘半球与弧形凹槽之间的转动能力，受拉侧的连接板会压缩竖向限位装置，缓冲水平隔震装置所受拉力，防止水平隔震装置受拉而损坏，增加隔震层的抗倾覆能力。其中，抗拉隔震保护装置、待隔震结构和基础结构可参照上述图1-图3相关的文字描述，在此不再赘述。
继续参阅图1-3，本发明还提供了一种抗拉隔震保护装置的使用方法，该使用方法包括如下步骤：
S1：确定待隔震结构1和基础结构2，将抗拉隔震保护装置固定在待隔震结构1和基础结构2之间，使抗拉隔震保护装置与待隔震结构1相对滑动；。
S2：调节抗拉隔震保护装置，使抗拉隔震保护装置未受到震动时，上连接板3与待隔震结构1抵接，下连接板4与基础结构2抵接。
具体地，震动前，先确定待隔震结构1和基础结构2，将抗拉隔震保护装置固定在待隔震结构1和基础结构1之间，将上连接板3通过凸缘半球31与待隔震结构1上的弧形凹槽11活动设置，以使抗拉隔震保护装置与待隔震结构1相对滑动。调节抗拉隔震保护装置，使抗拉隔震保护装置未受到震动时，上连接板3与待隔震结构1抵接，下连接板4与基础结构2抵接。发生震动时，当抗拉隔震保护装置承受竖向作用力而产生竖向位移时，竖向限位装置保护上连接板3和下连接板4之间位移，偏心受压使凸缘半球31和弧形凹槽11发生相对转动，连接板发生倾斜，受拉侧的连接板压缩对应的竖向限位装置，缓冲水平隔震装置5受到的拉力，防止水平隔震装置5受拉而损坏，增加隔震层的抗倾覆能力。
本实施例提供的抗拉隔震保护装置的使用方法，通过在上连接板3上设置凸缘半球31，在水平隔震装置偏心受压时，利用凸缘半球31与弧形凹槽11之间的转动能力，受拉侧的连接板会压缩竖向限位装置，缓冲水平隔震装置所受拉力，防止水平隔震装置5受拉而损坏，增加隔震层的抗倾覆能力。
最后应说明的是：以上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各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种抗拉隔震保护装置，其特征在于，所述抗拉隔震保护装置用于承载底部设有弧形凹槽的待隔震结构，并用于固定在基础结构上；
所述抗拉隔震保护装置包括：上连接板、下连接板、水平隔震装置和竖向限位装置；所述竖向限位装置包括：第一竖向限位装置和第二竖向限位装置；
所述上连接板通过所述水平隔震装置与所述下连接板连接，所述上连接板远离所述水平隔震装置的一侧固定有与所述弧形凹槽相配合的凸缘半球；所述上连接板通过所述凸缘半球与所述待隔震结构上的弧形凹槽活动设置，以使所述抗拉隔震保护装置与所述待隔震结构相对滑动；所述第一竖向限位装置穿过所述上连接板内嵌于所述待隔震结构中；所述第二竖向限位装置穿过所述下连接板内嵌于所述基础结构中。
2.根据权利要求1所述的抗拉隔震保护装置，其特征在于，所述第一竖向限位装置包括：第一限位杆和第一弹性垫圈；所述第一限位杆穿过所述上连接板内嵌于所述待隔震结构中；所述上连接板通过所述第一弹性垫圈抵接在所述第一限位杆端部的螺帽上；
所述第二竖向限位装置包括：第二限位杆和第二弹性垫圈；所述第二限位杆穿过所述下连接板内嵌于所述基础结构中；所述下连接板通过所述第二弹性垫圈抵接在所述第二限位杆端部的螺帽上。
3.根据权利要求1所述的抗拉隔震保护装置，其特征在于，所述第一竖向限位装置的刚度小于第二竖向限位装置的刚度。
4.根据权利要求2所述的抗拉隔震保护装置，其特征在于，所述待隔震结构上设有用于连接所述第一限位杆的盲孔；所述基础结构上设有用于连接所述第二限位杆的盲孔。
5.根据权利要求1-4任一项所述的抗拉隔震保护装置，其特征在于，所述抗拉隔震保护装置还包括：缓冲弹性体；所述缓冲弹性体设置在所述上连接板和所述待隔震结构之间。
6.根据权利要求1所述的抗拉隔震保护装置，其特征在于，所述下连接板设有用于卡接所述基础结构的卡扣。
7.根据权利要求1所述的抗拉隔震保护装置，其特征在于，所述水平隔震装置通过多个螺栓分别与所述上连接板和所述下连接板连接。
8.一种抗拉隔震保护系统，其特征在于，包括：如权利要求1-7任一项所述的抗拉隔震保护装置、待隔震结构和基础结构；所述抗拉隔震保护装置设置在所述待隔震结构和所述基础结构之间。
9.一种如权利要求1-7任一项所述的抗拉隔震保护装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
确定所述待隔震结构和所述基础结构，将所述抗拉隔震保护装置固定在所述待隔震结构和所述基础结构之间，使所述抗拉隔震保护装置与所述待隔震结构相对滑动；
调节所述抗拉隔震保护装置，使所述抗拉隔震保护装置未受到震动时，所述上连接板与所述待隔震结构抵接，所述下连接板与所述基础结构抵接。
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