CN110714547A - 一种弹性抗拉自复位支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了弹性抗拉自复位支座，包括上限位连接板、下限位连接板、支座上固定板、支座上活动板、支座下活动限位导板、弹簧和弹簧压缩导杆，上限位连接板、支座上固定板和支座上活动板层叠一起，下限位连接板顶部安装支座下活动限位导板，支座上活动板和支座下活动限位导板之间设置弹簧，弹簧压缩导杆竖向连接支座上活动板和支座下活动限位导板。本发明主要有益效果，通过支座抗拉弹性自复位核心系统的构造设计，不仅使得支座具有隔震/振能力，而且使得支座无论是受压还是受拉，支座中的弹簧构件始终处于受压状态，支座受压时弹簧为支座提供承载力，支座受拉时弹簧为支座提供自复位恢复力，防止支座受拉破坏和提离失效。

Description

一种弹性抗拉自复位支座

技术领域：

本发明涉及一种隔震/振装置，尤其涉及到一种具有自复位能力与抗拉能力、可防止支座上部结构产生倾覆和支座提离失效的自复位的防倾覆抗拉隔震/振支座。

背景技术：

我国处于地中海南亚地震带与环太平洋地震带两大地震带交汇点处，这使得我国地震频发，并且具有烈度高、破坏性大的特点。结构隔震减震控制技术是上世纪具有代表性的革新性技术。传统观点认为地震时对结构破坏起决定性作用的是水平方向地震力，因此水平隔震技术研究成熟，工程应用广泛，橡胶隔震支座是最典型水平隔震支座。

在高烈度区，特别是在震中和发震断层附近，竖向地震分量较大，竖向地震分量对建筑物的破坏作用不容忽视。随着城市轨道交通的发展，地铁运行或机器工作引起的竖向振动对建筑结构响应和人们生活舒适度影响也越来越明显，因此竖向隔震/振技术的研究越发重要。

竖向隔震/振技术的研发大多是随着竖向隔震/振支座的研发进行的。目前提出的竖向隔震/振支座，多为厚层橡胶支座或者采用钢弹簧的隔震支座，不具备竖向抗拉和受拉弹性自复位能力。当结构遭受较大竖向地震力或遭受较大水平地震力产生摇摆效应时，支座均可能进入受拉状态，厚层橡胶支座受拉时会产生拉断破坏，弹簧隔震支座受拉时可能发生提离失效，对上部结构的倾覆效应控制效果较差。

针对上述问题，本发明旨在设计一种竖向抗拉弹性自复位抗倾覆隔震/振支座，使隔震/振支座不仅具有竖向隔震/振能力，而且当支座受拉时，具有弹性自复位能力，不会发生受拉破坏或提离失效，防止隔震层上部结构发生倾覆，提高结构安全性。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种弹性抗拉自复位支座，包括上限位连接板、下限位连接板、支座上固定板、支座上活动板、支座下活动限位导板、弹簧和弹簧压缩导杆；其中，上限位连接板、支座上固定板和支座上活动板从上到下依次层叠在一起，下限位连接板的顶部安装支座下活动限位导板，在支座上活动板和支座下活动限位导板之间设置弹簧，弹簧压缩导杆竖向连接支座上活动板和支座下活动限位导板。

在一个实施例中，所述下限位连接板包括横向板和向上延伸的深筒体，其中，向上延伸的深筒体设在支座下活动限位导板的周围来进一步限定支座下活动限位导板的横向位置。

在一个实施例中，通过固定限位导向螺杆竖向连接支座上活动板和支座下活动限位导板，通过固定限位导向螺杆端部螺纹与下限位连接板的螺纹突出部固定连接。

在一个实施例中，所述上限位连接板也包括横向板和向下延伸的深筒体，其向下延伸的深筒体设在所述下限位连接板的竖向部件的外侧，可进一步限制支座整体水平变形。

在一个实施例中，还包括在所述下限位连接板的横向板上还设有向上延伸的加强肋板，所述支座下活动限位导板设在加强肋板的顶部。

在一个实施例中，所述弹簧压缩导杆设有螺纹，当所述弹簧压缩导杆穿过所述支座下活动限位导板后，由固定导杆端板和固定螺母调节所述支座下活动限位导板与支座上活动板之间距离以施加预压力并进行锁紧。

在一个实施例中，所述上限位连接板和所述支座上固定板之间通过固定螺栓之间固定连接。

在一个实施例中，所述上限位连接板上还设有变形安装孔，所述固定限位导向螺杆通过变形安装孔后连接所述支座下限位连接板，通过变形安装孔对固定限位导向螺杆进行调节。

在一个实施例中，在所述支座下限位连接板上还设有向上延伸的螺纹突出部，所述固定限位导向螺杆通过所述变形安装孔后与螺纹突出部连接。

在一个实施例中，在所述上限位连接板上还开设上连接孔，在所述下限位连接板开设下连接孔。

本发明所述的主要具有如下优点和有益效果：

1)当竖向抗拉弹性自复位抗倾覆隔震/振支座处于受压状态时，支座上部压力推动支座上限位连接板、支座上固定板、支座上活动板、弹簧压缩导杆、固定导杆端板和固定螺母共同向下运动，固定导杆端板与支座下活动限位导板脱离，支座上活动板凹槽底面与固定限位导向螺杆螺帽底面脱离，弹簧受压变形，提供承载力与恢复力。当竖向抗拉弹性自复位抗倾覆隔震/振支座处于受拉状态时，支座上限位连接板、支座上固定板、弹簧压缩导杆、支座下活动限位导板、固定导杆端板和固定螺母共同向上运动，支座下活动限位导板与支座下限位连接板的螺纹突出部和加强肋板脱离，支座上固定板与支座上活动板脱离，弹簧受压变形，为支座提供竖向弹性自复位恢复力；通过此设计可保证支座受压时提供支撑力和隔震/振能力，支座受拉时具有弹性自复位抗拉能力，防止支座受拉破坏和提离失效。

2)支座上限位连接板下伸筒体与支座下限位连接板上伸筒体可以起到水平限位作用，限制支座水平变形；支座下活动限位导板与支座下限位连接板上伸筒体内壁贴合，可进一步限制支座水平变形，提高支座受拉状态下支座水平方向稳定性。

3)弹簧压缩导杆穿设支座上固定板、支座上活动板、弹簧、支座下活动限位导板、固定导杆端板和固定螺母，共同构成支座抗拉弹性自复位核心系统，可通过对固定导杆端板的拧动调节对支座施加不同预压力，使其满足支座上部不同结构/装置/机器所需预压力。

4)支座下限位连接板的螺纹突出部和加强肋板与支座下活动限位导板之间空间，可以给支座受压时弹簧压缩导杆、固定导杆端板和固定螺母的向下运动提供空间，并且可以提高支座受压时支座下活动限位导板平面外稳定性。

5)支座上限位连接板和支座上固定板均预留变形安装孔，支座受压变形时，防止固定限位导向螺杆顶部与支座上限位连接板和支座上固定板发生碰撞，使支座可以自由变形；而且可以通过变形安装孔对固定限位导向螺杆进行拧动调节，保证支座下活动限位导板底面与支座下限位连接板的螺纹突出部、加强肋板及固定限位导向螺杆与支座上活动板之间的抵接牢靠。

6)支座内部各部件之间的摩擦作用，可以为支座提供一定耗能能力。

7)支座中抗拉弹性自复位核心系统数量可自由确定，根据支座用途、支座上部结构特性确定支座所需承载力，通过对抗拉弹性自复位核心系统的单独使用/并联使用/串联使用拼装出所需承载力。

8)支座中抗拉弹性自复位核心系统及支座上限位连接板、支座下限位连接板和固定限位导向螺杆均可拆卸，所有部件均可在工厂中进行规格化加工，构件主要采用螺纹或高强螺栓进行拼装。

9)本发明利用竖向抗拉弹性自复位抗倾覆隔震/振支座，使竖向隔震/振支座抗拉能力差的问题得以解决，充分发挥新型隔震/振支座的弹性自复位抗拉能力和抗倾覆能力，防止支座受拉时的提离失效，进一步加强结构在地震等作用下的安全性。

附图说明：

图1揭示了第一实施例中弹性抗拉自复位支座的整体结构示意图；

图2揭示了第一实施例中弹性抗拉自复位支座的受压工作变形图；

图3揭示了第一实施例中弹性抗拉自复位支座的受拉工作变形图；

图4揭示了第二实施例中弹性抗拉自复位支座的结构示意图；

图5揭示了第二实施例中弹性抗拉自复位支座的受压工作变形图；

图6揭示了第二实施例中弹性抗拉自复位支座的受拉工作变形图。

图中数字所代表的相应部件名称：

1、支座上限位连接板；2、支座上固定板；3、支座上活动板；4、固定限位导向螺杆；5、弹簧压缩导杆；6、支座下活动限位导板；7、支座下限位连接板；8、固定导杆端板；9、弹簧；10、固定螺栓；11、上连接孔；12、下连接孔；13、变形安装孔1；14、加强肋板；15、螺纹突出部；16、固定螺母；17、变形安装孔2。

具体实施方式：

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

参考图1并结合图2和图3，本发明第一实施例中提出的弹性抗拉自复位支座是一种竖向抗拉弹性自复位的抗倾覆隔震/振支座，包括支座上限位连接板1、支座上固定板2、支座上活动板3、固定限位导向螺杆4、弹簧压缩导杆5、支座下活动限位导板6、支座下限位连接板7、固定导杆端板8、弹簧9和固定螺母16。支座抗拉弹性自复位核心系统主要由弹簧压缩导杆5和穿设于弹簧压缩导杆5的支座上固定板2、支座上活动板3、弹簧9、支座下活动限位导板6、固定导杆端板8和固定螺母16组成，固定导杆端板8与弹簧压缩导杆5通过螺纹固定连接，通过对固定导杆端板8的拧动调节，可以使抗拉弹性自复位核心系统成为一个整体，并且为支座提供预压力；支座下活动限位导板6下底面与支座下限位连接板7的螺纹突出部15和加强肋板14抵接，固定限位导向螺杆4依次穿过支座上活动板3和支座下活动限位导板6与支座下限位连接板7的螺纹突出部15通过螺纹固定连接，通过对固定限位导向螺杆4的拧动调节，保证抗拉弹性自复位核心系统与支座下限位连接板7的固定；支座上限位连接板1通过固定螺栓10与支座上固定板进行固定连接，保证支座变形过程中支座上限位连接板1、支座上固定板2和弹簧压缩导杆5这三个部件的变形运动统一性。

当竖向抗拉弹性自复位抗倾覆隔震/振支座处于受压状态时，支座所受压力推动支座上限位连接板1、支座上固定板2、支座上活动板3、弹簧压缩导杆5、固定导杆端板8和固定螺母16共同向下运动，固定导杆端板8与支座下活动限位导板6脱离，支座上活动板3与固定限位导向螺杆4脱离，弹簧9受到支座上活动板3和支座下活动限位导板6的挤压作用产生挤压变形，为支座提供承载力与恢复力。

当竖向抗拉弹性自复位抗倾覆隔震/振支座处于受拉状态时，支座上限位连接板1、支座上固定板2、弹簧压缩导杆5、支座下活动限位导板6、固定导杆端板8和固定螺母16共同向上运动，支座下活动限位导板6与支座下限位连接板的螺纹突出部15和加强肋板14脱离，支座上固定板2与支座上活动板3脱离，弹簧9受到支座上活动板3和支座下活动限位导板6的挤压作用产生挤压变形，为支座提供竖向弹性自复位恢复力，具有抗拉能力，防止支座发生受拉破坏和提离失效。

支座上限位连接板1下伸筒体与支座下限位连接板7上伸筒体可以起到水平限位作用，限制支座水平变形，使支座只发生竖向变形；支座下活动限位导板6侧壁与支座下限位连接板7上伸筒体内壁之间贴合，可进一步限制支座水平变形；支座中固定限位导向螺杆4和弹簧压缩导杆5的固定方式及其与支座上活动板3和支座下活动限位导板6之间的运动变形特性，可进一步提高支座水平变形限制能力，尤其是可提高受拉状态下支座水平方向稳定性。

支座在变形过程中，内部各部件之间的摩擦作用可以起到耗能能力。

支座抗拉弹性自复位核心系统中弹簧9可为碟形弹簧和/或波形弹簧和/或螺旋弹簧，通过对不同形式的弹簧进行叠合/组合获得抗拉弹性自复位核心系统所需力学性能。

实施例一中的支座中可以布置二套抗拉弹性自复位核心系统，可以理解的是，可以根据支座用途和所需承载力计算所需抗拉弹性自复位核心系统数量，通过抗拉弹性自复位核心系统的并联/串联等不同组合方式获得支座所需承载力和变形量。

参考图4并结合图5和图6，在第二实施例中，与第一实施例不同之处在于：提出的一种竖向抗拉弹性自复位抗倾覆隔震/振支座中只包含一套抗拉弹性自复位核心系统。其它情况应用时，可通过对整体支座的数量的调整与设计，获得所需承载力。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种弹性抗拉自复位支座，其特征在于:包括上限位连接板(1)、下限位连接板(7)、支座上固定板(2)、支座上活动板(3)、支座下活动限位导板(6)、弹簧(9)和弹簧压缩导杆(5)；其中，上限位连接板(1)、支座上固定板(2)和支座上活动板(3)从上到下依次层叠在一起，下限位连接板(7)的顶部安装支座下活动限位导板(6)，在支座上活动板(3)和支座下活动限位导板(6)之间设置弹簧(9)，弹簧压缩导杆(5)竖向连接支座上活动板(3)和支座下活动限位导板(6)。

2.如权利要求1所述的弹性抗拉自复位支座，其特征在于:所述下限位连接板(7)包括横向板和向上延伸的伸筒体，其中，向上延伸的伸筒体设在支座下活动限位导板(6)的周围来限定支座下活动限位导板(6)的横向位置。

3.如权利要求1所述的弹性抗拉自复位支座，其特征在于:所述固定限位导向螺杆(4)竖向连接支座上活动板(3)和支座下活动限位导板(6)，固定限位导向螺杆(4)通过端部螺纹与下限位连接板(7)的螺纹突出部(15)固定连接。

4.如权利要求1所述的弹性抗拉自复位支座，其特征在于:所述上限位连接板(1)还包括横向板和向下延伸的伸筒体，其向下延伸的伸筒体设在所述下限位连接板(7)的上伸筒体的外侧。

5.如权利要求2所述的弹性抗拉自复位支座，其特征在于:还包括在所述下限位连接板(7)的横向板上还设有向上延伸的加强肋板(14)，所述支座下活动限位导板(6)设在加强肋板(14)的顶部。

6.如权利要求1所述的弹性抗拉自复位支座，其特征在于:所述弹簧压缩导杆(5)设有螺纹，当所述弹簧压缩导杆(5)穿过所述支座下活动限位导板(6)后，由固定导杆端板(8)和固定螺母(16)调节所述支座下活动限位导板(6)与支座上活动板(3)之间距离，施加预压力并锁紧。

7.如权利1所述的弹性抗拉自复位支座，其特征在于：所述上限位连接板(1)和所述支座上固定板(2)之间通过固定螺栓(10)之间固定连接。

8.如权利要求1所述的弹性抗拉自复位支座，其特征在于：所述上限位连接板上还设有变形安装孔(13)，所述固定限位导向螺杆(4)通过变形安装孔(13)后连接所述支座下限位连接板(7)。

9.如权利要求8所述的弹性抗拉自复位支座，其特征在于：在所述支座下限位连接板(7)上还设有向上延伸的螺纹突出部(15)，所述固定限位导向螺杆(4)通过所述变形安装孔(13)后与螺纹突出部(15)连接。

10.如权利要求9所述的弹性抗拉自复位支座，其特征在于：在所述上限位连接板(1)上还开设上连接孔(11)，所述支座下限位连接板(7)上还开设下连接孔(12)。

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