CN112459589A - 一种抗风装置及采用该抗风装置的隔震层 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑结构工程技术领域，具体设计一种抗风装置及采用该抗风装置的隔震层，所述抗风装置，包括安全构件，所述安全构件为刚性件，所述安全构件的上端与建筑物隔震层的顶部楼盖固定连接，所述安全构件的下端与所述隔震层的底部楼盖固定连接，所述安全构件设计有一强度极限，当所述顶部楼盖与底部楼盖对所述安全构件的施力达到所述强度极限时，所述安全构件断裂。本申请的抗风装置，也设置在隔震层处，将隔震层的顶部楼盖与底部楼盖进行刚性连接，通过控制其强度极限值大小，进而控制隔震橡胶支座的工作状态，当建筑物受到风载荷等较小载荷时，并不会对隔震橡胶支座造成影响，大幅的提高了隔震橡胶支座的使用寿命和使用可靠性。

Description

一种抗风装置及采用该抗风装置的隔震层

技术领域

本发明涉及建筑结构工程技术领域，具体设计一种抗风装置及采用该抗风装置的隔震层。

背景技术

随着我国社会经济的迅猛发展、城乡一体化建设的快速推进以及近年来我国发生的汶川地震、雅安地震等强烈地震对广大人民群众造成了极其严重的生命财产损失，社会各界对建筑防震安全水平的意识空前提高，建筑隔震技术作为一种科学、有效的建筑防震先进技术，在我国地震区的学校、医院、应急救援中心和高层住宅等建筑工程项目中的应用愈来愈广泛。

叠层橡胶隔震支座是目前建筑隔震工程中常用的隔震装置，然而，这种隔震装置抗拉承载力较低，因此，其在高烈度地震区，尤其是高烈度地震区的高层建筑中应用时，隔震橡胶支座在上部结构的倾覆力矩作用下，容易出现受拉现象。但是，隔震橡胶支座的抗拉性能较差，一方面是不能够给建筑结构提供抗拉拔约束，另一方面，当隔震橡胶支座受轴向拉伸时，极易损坏，即便从外观上看并无太大损伤，但其内部也容易形成负压状态而产生许多空孔，大幅降低隔震橡胶支座的使用寿命和使用可靠性，所以，在GB50011-2010《建筑抗震设计规范》中规定了隔震支座拉应力不应超过1.0MPa。

虽然在建筑物抗震减震中起着极大的作用，但是，也依然存在着问题，原因在于，随着建筑物高度的增加，其受风载荷的影响就越大，在风载荷作用下，建筑物会反复挤压和提拉隔震橡胶支座，虽然在通常情况下，风载荷都远远小于地震时建筑物所受到的冲击，但是，风载荷确极为频繁，这种高频的反复对隔震橡胶支座进行挤压和提拉，一方面是加快了隔震橡胶支座的老化速度，大幅降价了隔震橡胶支座的使用寿命，另一方面，还容易在隔震橡胶内部形成气孔等缺陷，严重影响了隔震橡胶支座的使用可靠性。

所以，基于上述，目前亟需设计一种抗风装置，通过该抗风装置避免风载荷这类高频小载荷引起隔震橡胶支座被高频反复提拉压缩的问题，进而提高隔震橡胶支座使用寿命和使用可靠性。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前建筑结构的减震措施中存在的上述问题，提供一种抗风装置，通过该抗风装置避免风载荷这类高频小载荷引起隔震橡胶支座被高频反复提拉压缩的问题，进而提高隔震橡胶支座使用寿命和使用可靠性。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种抗风装置，包括安全构件，所述安全构件为刚性件，所述安全构件的上端与建筑物隔震层的顶部楼盖固定连接，所述安全构件的下端与所述隔震层的底部楼盖固定连接，所述安全构件设计有一强度极限，当所述顶部楼盖与底部楼盖对所述安全构件的施力达到所述强度极限时，所述安全构件断裂。

在建筑物的减震措施中，通常是在建筑物下部分设置隔震层，隔震橡胶支座设置在隔震层处，位于上支墩相和下支墩之间，实现减震隔震的效果，建筑物具有若干的上支墩和若干的下支墩，隔震层的顶部楼盖位于各个上支墩之间，隔震层的底部楼盖位于各个下支墩之间，此为本领域技术人员的公知技术手段，在此不再赘述，在本申请的方案中，本申请的抗风装置，也设置在隔震层处，将隔震层的顶部楼盖与底部楼盖进行刚性连接，通过控制其强度极限值大小，进而控制隔震橡胶支座的工作状态，即，当安全构件受到顶部楼盖与底部楼盖施的施力小于其强度极限时，安全构件未发生断裂，隔震层顶部楼盖与底部楼盖之间的位置不发生变化，进而确保隔震橡胶支座不被影响，当安全构件断裂时，橡胶隔震工作，所以，在实际设计工作中，针对不同的建筑结构，根据建筑物的抗震等级要求来设定安全构件的强度极限，例如要求建筑物抗7级地震，则计算在7地震情况下，顶部楼盖和底部楼盖对安全构件施力值，将该施力值作为安全构件的设计强度极限，如此，当建筑物受到风载荷等较小载荷时，并不会对隔震橡胶支座造成影响，如此，大幅的提高了隔震橡胶支座的使用寿命，也提高了隔震橡胶支座的使用可靠性。

作为优选的技术方案，所述安全构件设计的强度极限为抗剪强度极限。

作为一种优选的技术方案，所述安全构件为分体式结构，所述安全构件包括隔开设置的第一安全片和第二安全片，所述第一安全片和第二安全片为片状结构，所述第一安全片和第二安全片的上缘与所述顶部楼盖固定连接，所述第一安全片和第二安全片的下缘与所述底部楼盖固定连接，所述第一安全片与第二安全片垂直。在该方式中，通过设置相互垂直的第一安全片和第二安全片，在建筑物受到水平方向上任意方向风载荷时，都可以分解为第一安全片和第二安全片两个方向的分力，当某一方向上受力超过该方向上的第一安全片或者第二安全片的强度极限时，该方向上的安全片发生断裂。

作为另一种优选的技术方案，所述安全构件为回转体，其回转轴线垂直于所述顶部楼盖和底部楼盖。

作为优选的技术方案，所述安全构件包括位于中部的剪断区、位于所述剪断区上方的上连接段和位于所述剪断区下方的下连接段，所述上连接段用于与隔震层的顶部楼盖相连，所述下连接段用于隔震层的底部楼盖相连，所述剪断区的直径在自两端至中部的方向上逐渐减小，并在所述剪断区的中部位置形成尖角。

作为优选的技术方案，在所述剪断区与上连接段和下连接段之间还设置有过渡区。

作为优选的技术方案，所述剪断区为铸铁材料制得。

作为优选的技术方案，在所述上连接段与顶部楼盖之间，以及所述下连接段与底部楼盖之间还设置有固定箱，所述固定箱的截面尺寸大于所述连接段的截面尺寸。

作为优选的技术方案，所述固定箱与所述顶部楼盖和底部楼盖之间采用锚杆进行锚固，在所述锚杆上套设有橡胶套。

本申请还公开了一种采用上述抗风装置的隔震层，

一种隔震层，包括上支墩和与所述上支墩相对的下支墩，在所述上支墩与下支墩之间设置有隔震橡胶支座，在所述上支墩顶部之间设置有顶部楼盖，在所述下支墩之间设置有底部楼盖，所述隔震层还包括至少一个上述的抗风装置，所述抗风装置设置在所述顶部楼盖与底部楼盖之间，并且与所述上支墩和下支墩相隔开。

作为优选的技术方案，所述隔震层还包括抗拉拔装置，所述抗拉拔装置设置在所述橡胶支座之间，并且与所述上支墩和下支墩相隔开，所述抗拉拔装置包括上抗拉拔组件和下抗拉拔组件，所述上抗拉拔组件与所述顶部楼盖连接，所述下抗拉拔组件与所述底部楼盖连接。

作为优选的技术方案，所述抗风装置和抗拉拔装置连接在所述顶部楼盖和底部楼盖的梁体之间。

作为优选的技术方案，所述上抗拉拔组件包括有防提拉扣梁，所述下抗拉拔组件包括有固定横梁，所述防提拉扣梁位于所述固定横梁下侧，所述防提拉扣梁的上侧与所述固定横梁的下侧之间为滑动配合。

作为优选的技术方案，在所述防提拉扣梁的上侧和/或所述固定横梁的下侧设置有低摩阻层，所述低摩阻层为摩擦系数较低的材料制得，在本方案中，低摩阻层的摩擦系数小于0.1。由于防提拉扣梁与固定横梁之间为滑动摩擦配合，在长时间使用后，存在因过度磨损而给抗拉拔装置的使用寿命和使用可靠性带来不利影响情况，所以，在本方式中，通过设置低摩阻层，降低防提拉扣梁与固定横梁之间的磨损程度，进而提高抗拉拔装置的使用寿命和使用可靠性。

作为优选的技术方案，所述固定横梁的低摩阻层为不锈钢层。不锈钢层覆盖固定横梁的下侧面，不锈钢具有良好的结构强度和刚度，并且还具有光滑的表面，能够大幅降低摩擦界面处的摩擦系数，在降低磨损的同时，也进一步的降低抗拉拔装置在水平方向上对建筑结构的约束。

作为优选的技术方案，所述防提拉扣梁的低摩阻层为聚四氟乙烯板。聚四氟乙烯板具有极低的摩擦系数，如此，进一步的降低摩擦界面磨损的同时，也进一步在水平方向上对建筑结构的约束。

作为优选的技术方案，在所述防提拉扣梁与其低摩阻层之间还设置有防空程预压弹性层。在建筑结构施工中，通常都是自下而上的施工，随着上方建筑结构重量的增加，隔震层处的橡胶支座逐渐被压缩，进而导致固定横梁与防提拉扣梁之间的间隙逐渐增大，由于该间隙的存在，在建筑结构受到倾覆力矩作用时，固定横梁与防提拉扣梁之间形成撞击，这种硬碰撞的瞬时冲击极大，极易损坏固定横梁和防提拉扣梁，进而造成抗拉拔装置失效，或者寿命大幅缩短。在本申请的方案中，所述的防空程预压弹性层采用具有弹性的材料制得，例如为选用橡胶材料制成的弹性垫，所述防空程预压弹性层的弹性系数及厚度，确保在建筑物施工过程中，防空程预压弹性层为挤压状态，在建筑物施工完成后，使所述固定横梁的低摩阻层与所述防提拉扣梁的低摩阻层之间的状态可以是间隙配合状态或者非挤压的接触状态或者为轻微挤压状态，所述非挤压的接触状态为固定横梁的低摩阻层与防提拉扣梁的低摩阻层接触，但是二者之间不存在压力；轻微挤压状态为挤压强度不过度阻碍两个低摩阻层的相对滑动，通过这样的方式，使所述固定横梁的低摩阻层与所述防提拉扣梁的低摩阻层之间不存在间隙或者不存在过大间隙，进而避免或者降低二者之间因间隙过大而导致的冲击和硬碰撞。

作为优选的技术方案，所述上抗拉拔组件还包括两个隔开布置的第一连接座，所述第一连接座与所述防提拉扣梁的两端相对应，在所述第一连接座与所述防提拉扣梁之间设置有第一立柱，所述第一立柱为柱状结构。

作为优选的技术方案，所述第一连接座包括第一座板和第一加强筋板，所述第一立柱设置在所述第一座板上，并与所述第一座板之间为通过焊接的方式连接，所述第一加强筋板为若干个，所述第一加强筋板环绕所述第一立柱布置在所述第一座板上，所述第一加强筋板与所述第一立柱和第一座板之间为通过焊接的方式连接。

作为优选的技术方案，所述第一立柱与所述第一座板之间的接缝为满焊，所述第一加强筋板与所述第一立柱和第一座板之间的接缝为满焊。

作为优选的技术方案，在所述第一座板上还连接有若干用于将所述第一座板锚固在顶部楼盖上的第一锚筋，在所述顶部楼盖朝向所述第一座板的一侧还设置有与所述第一锚筋相对应的第一套筒，各个所述第一套筒套设在各自对应的所述第一锚筋外。

在实际受力中，第一立柱还受到弯矩与水平分力的作用，通过将其与防提拉扣梁之间的所有接缝进行满焊，进而进一步确保抗拉拔装置的结构安全性和可靠性；

建筑结构受到倾覆力矩作用时，一方面是作用力情况复杂多样，另一方面固定横梁与防提拉扣梁为滑动配合，所以，防提拉扣梁两端的第一立柱受力通常并不均匀，在极不利情况下，其中一端的第一立柱受力会远远大于另一端第一立柱的受力，所以在本申请中，第一连接座通过增加加强筋板的方式，一方面是大幅提高第一连接座和第一立柱的结构强度，另一方面是大幅增加了第一立柱与第一连接座之间形成的焊缝数量，以此大幅提高第一立柱的连接强度，进而降低单侧受力过大而导致其中一侧第一立柱连接强度损坏失效的风险。

作为优选的技术方案，所述下抗拉拔组件还包括两个隔开布置的第二连接座，所述第二连接座与所述固定横梁的两端相对应，在所述第二连接座与所述固定横梁之间设置有第二立柱，所述第二立柱为柱状结构，所述第二连接座包括第二座板和第二加强筋板，所述第二立柱设置在所述第二座板上，并与所述第二座板之间为通过焊接的方式连接，所述第二加强筋板为若干个，所述第二加强筋板环绕所述第二立柱布置在所述第二座板上，所述第二加强筋板与所述第二立柱和第二座板之间为通过焊接的方式连接。

作为优选的技术方案，所述第二立柱与所述第二座板之间的接缝为满焊，所述第二加强筋板与所述第二立柱和第二座板之间的接缝为满焊。

作为优选的技术方案，在所述第二座板上还连接有若干用于将所述第二座板锚固在底部楼盖上的第二锚筋，在所述底部楼盖朝向所述第二座板的一侧还设置有与所述第二锚筋相对应的第二套筒，各个所述第二套筒套设在各自对应的所述第二锚筋外。

作为优选的技术方案，所述防提拉扣梁与所述固定横梁相垂直。

作为优选的技术方案，所述防提拉扣梁和/或固定横梁为钢管混凝土结构。

作为优选的技术方案，所述防提拉扣梁和/或固定横梁为钢筋混凝土结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本申请的抗风装置，设置在隔震层处，将隔震层的顶部楼盖与底部楼盖进行刚性连接，通过控制其强度极限值大小，进而控制隔震橡胶支座的工作状态，即，当安全构件受到顶部楼盖与底部楼盖施的施力小于其强度极限时，安全构件未发生断裂，隔震层顶部楼盖与底部楼盖之间的位置不发生变化，进而确保隔震橡胶支座不被影响，当安全构件断裂时，橡胶隔震工作，这样的方式大幅的提高了隔震橡胶支座的使用寿命，也提高了隔震橡胶支座的使用可靠性；

在进行本方案安全构件的设计时，仅考虑水平方向的剪切力，如此，大幅简化了各个构件的受力，利于进行精确的力学分析和结构设计，各个构件相互协调，实现可靠的减震隔震效果；

安全构件设置为回转体，而上述分体式的安全构件，在实际工程中，无论是设计方面或者施工方面引起的误差，还是风载荷大小及方向的突变，都使分体式的安全片难以实现精确的分力，常常因某一方向的分力突然激增而导致该方向上的安全片先损坏断裂，进而导致导致安全片的整体失效，所以，在该种方式中，将安全构件设置为回转体结构，使其在水平方向的任意方向上都能够提供相同的强度极限，避免了上述分体式安全片所存在的问题，进而大幅提高了安全构件的使用可靠性；

安全构件的危险截面位于中部位置，一方面是边缘对安全构件断裂位置的控制，另一方面也减小安装时对安全构件的设计强度极限造成影响；

通过设置大截面尺寸的固定箱，一方面是提高安全构件安装的可靠性和稳定性，另一方面也是进一步避免在装配时对安全构件设计强度极限的影响；

橡胶套的设置，一方面是提供一定缓冲，避免瞬时冲击过大而导致安全构件断裂，另一方面，当建筑物收较小载荷时，可以通过橡胶套的变形进行抵消，避免这些小载荷对安全构件的高频反复影响而出现疲劳，如此，大幅提高安全构件的使用寿命和使用可靠性；

本申请的隔震层，通过设置抗风装置，抗风装置和隔震橡胶支座设置在建筑物的隔震层，抗风装置为设计一定强度极限的刚性结构件，其分别与隔震层的顶部楼盖和底部楼盖固定连接，当建筑物受风载荷这类较小载荷时，抗风装置起到刚性连接的作用，保持隔震层的顶部楼盖与底部楼盖之间的相对位置，进而避免隔震橡胶支座受到这类频繁小载荷的影响，大幅的提高了隔震橡胶支座的使用寿命，也提高了隔震橡胶支座的使用可靠性；

本申请的隔震层，将抗拉拔装置与隔震橡胶支座和抗风装置配合，抗拉拔装置不影响隔震层在地震作用下正常产生自由的水平变形；当隔震层产生较大的倾覆力矩时，防提拉扣梁产生上提的趋势和位移，此时受到固定横梁的约束和作用，形成抗拉拔力，为隔震支座和抗风装置分担部分拉力，从而防止橡胶隔震支座和抗风装置承担过大的拉力而产生受拉破坏，同时增大结构的倾覆力矩，避免结构发生倾覆破坏，而且，防提拉装置与隔震橡胶支座和抗风装置隔开布置，受力明晰，方便进行精确受力分析和力学设计，提高了结构设计的可靠性，所以也进一步提高了结构的使用稳定性和可靠性；

进一步的，本申请的隔震层，竖向压力由隔震橡胶支座承担，抗拉拔装置提供竖向提拉约束，使得抗风装置的设计仅考虑水平方向的剪切力，如此，大幅简化了各个构件的受力，利于进行精确的力学分析和结构设计，各个构件相互协调，实现可靠的减震隔震效果；

本申请的抗拉拔装置，固定横梁与防提拉扣梁之间为滑动配合，当上方建筑结构存在水平方向位移或位移趋势时，防提拉扣梁沿固定横梁滑动，如此，一方面是不影响上方建筑结构及隔震层水平变形；

进一步的，由于本申请的抗拉拔装置并不会对建筑结构在水平方向上形成约束，所以，相较于一体式的抗拉拔隔震橡胶支座而言，构件受力更加明晰，在进行结构设计过程中，大幅降低了受力分析难度，利于进行精确力学分析和结构设计，进一步提高建筑结构及抗拉拔装置的使用寿命和使用可靠性。

附图说明：

图1为隔震层设置抗拉拔装置的其中一种实施方式的结构示意图；

图2为图1另一视角的结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为防提拉扣梁与固定横梁配合后的俯视结构示意图；

图5为图2中B处的局部放大图；

图6为隔震层设置安全构件的其中一种实施方式的结构示意图；

图7为安全构件其中一种实施方式的结构示意图；

图8为安全构件其中一种实施方式的结构示意图，

图中标示：1-防提拉扣梁，2-固定横梁，3-不锈钢层，4-聚四氟乙烯板，5-防空程预压弹性层，6-第一连接座，7-第一立柱，8-第二连接座，9-第二立柱，10-上支墩，11-下支墩，12-隔震橡胶支座，13-顶部楼盖的梁体，14-底部楼盖的梁体，15-第一座板，16-第一加强筋板，17-第一套筒，18-第一锚筋，19-第二座板，20-第二加强筋板，21-第二套筒，22-第二锚筋，23-安全构件，24-剪断区，25-上连接段，26-下连接段，27-过渡区，28-固定箱，29-锚杆。

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，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。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。

因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1，如图6所示：

一种抗风装置，包括安全构件23，所述安全构件23为刚性件，所述安全构件23的上端与建筑物隔震层的顶部楼盖固定连接，所述安全构件23的下端与所述隔震层的底部楼盖固定连接，所述安全构件23设计有一强度极限，当所述顶部楼盖与底部楼盖对所述安全构件23的施力达到所述强度极限时，所述安全构件23断裂。

在建筑物的减震措施中，通常是在建筑物下部分设置隔震层，隔震橡胶支座12设置在隔震层处，位于上支墩10相和下支墩11之间，实现减震隔震的效果，建筑物具有若干的上支墩10和若干的下支墩11，隔震层的顶部楼盖位于各个上支墩10之间，隔震层的底部楼盖位于各个下支墩11之间，此为本领域技术人员的公知技术手段，在此不再赘述，在本实施方式的方案中，本实施方式的抗风装置，也设置在隔震层处，将隔震层的顶部楼盖与底部楼盖进行刚性连接，通过控制其强度极限值大小，进而控制隔震橡胶支座12的工作状态，即，当安全构件23受到顶部楼盖与底部楼盖施的施力小于其强度极限时，安全构件23未发生断裂，隔震层顶部楼盖与底部楼盖之间的位置不发生变化，进而确保隔震橡胶支座12不被影响，当安全构件23断裂时，橡胶隔震工作，所以，在实际设计工作中，针对不同的建筑结构，根据建筑物的抗震等级要求来设定安全构件23的强度极限，例如要求建筑物抗7级地震，则计算在7地震情况下，顶部楼盖和底部楼盖对安全构件23施力值，将该施力值作为安全构件23的设计强度极限，如此，当建筑物受到风载荷等较小载荷时，并不会对隔震橡胶支座12造成影响，如此，大幅的提高了隔震橡胶支座12的使用寿命，也提高了隔震橡胶支座12的使用可靠性。

作为优选的实施方式，在上述方式基础上，进一步的，所述安全构件23设计的强度极限为抗剪强度极限。在实际工程设计和施工中，通常还设计有抗拉拔装置来抵抗隔震层处受到的竖向提拉力，而隔震层处的竖向压力则由隔震橡胶支座12承受，所以，在进行本方案安全构件23的设计时，仅考虑水平方向的剪切力，如此，大幅简化了各个构件的受力，利于进行精确的力学分析和结构设计，各个构件相互协调，实现可靠的减震隔震效果。

实施例2，如图6、7和8所示的：

一种抗风装置，在实施例1所述的基础上，进一步的，所述安全构件23为分体式结构，所述安全构件23包括隔开设置的第一安全片和第二安全片，在说明书附图中未展示，所述第一安全片和第二安全片为片状结构，所述第一安全片和第二安全片的上缘与所述顶部楼盖固定连接，所述第一安全片和第二安全片的下缘与所述底部楼盖固定连接，所述第一安全片与第二安全片垂直。在该方式中，通过设置相互垂直的第一安全片和第二安全片，在建筑物受到水平方向上任意方向风载荷时，都可以分解为第一安全片和第二安全片两个方向的分力，当某一方向上受力超过该方向上的第一安全片或者第二安全片的强度极限时，该方向上的安全片发生断裂。

实施例3，如图6、7和8所示的：

一种抗风装置，在实施例1所述的基础上，进一步的，，所述安全构件23为回转体，其回转轴线垂直于所述顶部楼盖和底部楼盖。在该种方式中，通过将安全构件23设置为回转体，而上述分体式的安全构件23，在实际工程中，无论是设计方面或者施工方面引起的误差，还是风载荷大小及方向的突变，都使分体式的安全片难以实现精确的分力，常常因某一方向的分力突然激增而导致该方向上的安全片先损坏断裂，进而导致导致安全片的整体失效，所以，在该种方式中，将安全构件23设置为回转体结构，使其在水平方向的任意方向上都能够提供相同的强度极限，避免了上述分体式安全片所存在的问题，进而大幅提高了安全构件23的使用可靠性。

作为优选的实施方式，在上述方式基础上，进一步的，所述安全构件23包括位于中部的剪断区24、位于所述剪断区24上方的上连接段25和位于所述剪断区24下方的下连接段26，所述上连接段25用于与隔震层的顶部楼盖相连，所述下连接段26用于隔震层的底部楼盖相连，所述剪断区24的直径在自两端至中部的方向上逐渐减小，并在所述剪断区24的中部位置形成尖角。采用该种方式，使安全构件23的危险截面位于中部位置，一方面是边缘对安全构件23断裂位置的控制，另一方面也减小安装时对安全构件23的设计强度极限造成影响。

作为优选的实施方式，在上述方式基础上，进一步的，在所述剪断区24与上连接段25和下连接段26之间还设置有过渡区27。过渡区27的直径朝背离所述剪断区24的方向逐渐增大与上连接段25和下连接段26的直径相同，通过这样的方式避免在安全构件23上形成其他的应力集中部位，进而可靠的控制危险截面位置。

作为优选的实施方式，在上述方式基础上，进一步的，所述剪断区24为铸铁材料制得。铸铁材料具有良好的硬脆性，在达到其强度极限时，能够快速断裂。

作为优选的实施方式，在上述方式基础上，进一步的，在所述上连接段25与顶部楼盖之间，以及所述下连接段26与底部楼盖之间还设置有固定箱28，所述固定箱28的截面尺寸大于所述连接段的截面尺寸。通过设置大截面尺寸的固定箱28，一方面是提高安全构件23安装的可靠性和稳定性，另一方面也是进一步避免在装配时对安全构件23设计强度极限的影响。

作为优选的实施方式，在上述方式基础上，进一步的，所述固定箱28与所述顶部楼盖和底部楼盖之间采用锚杆29进行锚固，在所述锚杆29上套设有橡胶套，附图中为展示橡胶套。橡胶套的设置，一方面是提供一定缓冲，避免瞬时冲击过大而导致安全构件23断裂，另一方面，当建筑物收较小载荷时，可以通过橡胶套的变形进行抵消，避免这些小载荷对安全构件23的高频反复影响而出现疲劳，如此，大幅提高安全构件23的使用寿命和使用可靠性。

实施例4，如图1-8所示的：

一种隔震层，包括上支墩10和与所述上支墩10相对的下支墩11，在所述上支墩10与下支墩11之间设置有隔震橡胶支座12，在所述上支墩10顶部之间设置有顶部楼盖，在所述下支墩11之间设置有底部楼盖，所述隔震层还包括至少一个上述的抗风装置，所述抗风装置设置在所述顶部楼盖与底部楼盖之间，并且与所述上支墩10和下支墩11相隔开。

本实施方式的隔震，通过设置抗风装置，抗风装置和隔震橡胶支座12设置在建筑物的隔震层，抗风装置为设计一定强度极限的刚性结构件，其分别与隔震层的顶部楼盖和底部楼盖固定连接，当建筑物受风载荷这类较小载荷时，抗风装置起到刚性连接的作用，保持隔震层的顶部楼盖与底部楼盖之间的相对位置，进而避免隔震橡胶支座12受到这类频繁小载荷的影响，大幅的提高了隔震橡胶支座12的使用寿命，也提高了隔震橡胶支座12的使用可靠性。

作为优选的实施方式，在上述方式基础上，进一步的，所述隔震层还包括抗拉拔装置，所述抗拉拔装置设置在所述橡胶支座12之间，并且与所述上支墩10和下支墩11相隔开，所述抗拉拔装置包括上抗拉拔组件和下抗拉拔组件，所述上抗拉拔组件与所述顶部楼盖连接，所述下抗拉拔组件与所述底部楼盖连接。本实施方式的隔震层，将抗拉拔装置与隔震橡胶支座12和抗风装置配合，抗拉拔装置不影响隔震层在地震作用下正常产生自由的水平变形；当隔震层产生较大的倾覆力矩时，防提拉扣梁1产生上提的趋势和位移，此时受到固定横梁2的约束和作用，形成抗拉拔力，为隔震支座和抗风装置分担部分拉力，从而防止橡胶隔震支座和抗风装置承担过大的拉力而产生受拉破坏，同时增大结构的倾覆力矩，避免结构发生倾覆破坏，而且，防提拉装置与隔震橡胶支座12和抗风装置隔开布置，受力明晰，方便进行精确受力分析和力学设计，提高了结构设计的可靠性，所以也进一步提高了结构的使用稳定性和可靠性；

进一步的，本实施方式的隔震层，竖向压力由隔震橡胶支座12承担，抗拉拔装置提供竖向提拉约束，使得抗风装置的设计仅考虑水平方向的剪切力，如此，大幅简化了各个构件的受力，利于进行精确的力学分析和结构设计，各个构件相互协调，实现可靠的减震隔震效果。

作为优选的实施方式，在上述方式基础上，进一步的，所述抗风装置和抗拉拔装置连接在所述顶部楼盖和底部楼盖的梁体13和14之间。如此设置，大幅提高抗拉拔装置安装的稳定性和可靠性。

作为优选的实施方式，在上述方式基础上，进一步的，所述上抗拉拔组件包括有防提拉扣梁1，所述下抗拉拔组件包括有固定横梁2，所述防提拉扣梁1位于所述固定横梁2下侧，所述防提拉扣梁1的上侧与所述固定横梁2的下侧之间为滑动配合。

本实施方式的抗拉拔装置，分为上抗拉拔组件和下抗拉拔组件，上抗拉拔组件与上方建筑结构相连，并与上方建筑结构随动，当上方建筑结构产生倾覆力矩时，防提拉扣梁1将随之产生向上的位移或者位移趋势，由于固定横梁2的位于防提拉扣梁1上侧，进而通过固定横梁2对防提拉扣梁1的向上位于和位移趋势进行约束，如此实现对建筑结构的抗拉拔效果；进一步的，由于本方案中，固定横梁2与防提拉扣梁1之间为滑动配合，当上方建筑结构存在水平方向位移或位移趋势时，防提拉扣梁1沿固定横梁2滑动，如此，一方面是不影响上方建筑结构及隔震层水平变形，例如，在地震时，不会对上方建筑结构及隔震层正常产生自由水平变形进行约束，在确保上方建筑及隔震层正常水平变形释放地震冲击能量的同时，也避免了抗拉拔装置因水平冲击而损坏的风险，所以也提高了抗拉拔装置的使用寿命和使用可靠性；进一步的，由于本实施方式的抗拉拔装置并不会对建筑结构在水平方向上形成约束，所以，相较于一体式的抗拉拔隔震橡胶支座12而言，构件受力更加明晰，在进行结构设计过程中，大幅降低了受力分析难度，利于进行精确力学分析和结构设计，进一步提高建筑结构及抗拉拔装置的使用寿命和使用可靠性。

作为优选的实施方式，在上述方式基础上，进一步的，在所述防提拉扣梁1的上侧和/或所述固定横梁2的下侧设置有低摩阻层。由于防提拉扣梁1与固定横梁2之间为滑动摩擦配合，在长时间使用后，存在因过度磨损而给抗拉拔装置的使用寿命和使用可靠性带来不利影响情况，所以，在本方式中，通过设置低摩阻层，降低防提拉扣梁1与固定横梁2之间的磨损程度，进而提高抗拉拔装置的使用寿命和使用可靠性。

作为优选的实施方式，在上述方式基础上，进一步的，所述固定横梁2的低摩阻层为不锈钢层3。不锈钢层3覆盖固定横梁2的下侧面，不锈钢具有良好的结构强度和刚度，并且还具有光滑的表面，能够大幅降低摩擦界面处的摩擦系数，在降低磨损的同时，也进一步的降低抗拉拔装置在水平方向上对建筑结构的约束。

作为优选的实施方式，在上述方式基础上，进一步的，所述防提拉扣梁1的低摩阻层为聚四氟乙烯板4。聚四氟乙烯板4具有极低的摩擦系数，如此，进一步的降低摩擦界面磨损的同时，也进一步在水平方向上对建筑结构的约束。

作为优选的实施方式，在所述防提拉扣梁1与其耐磨层低摩阻层之间还设置有橡胶垫防空程预压弹性层5。在本方案中，所述的防空程预压弹性层5采用具有弹性的材料制得，例如为选用橡胶材料制成的弹性垫，所述防空程预压弹性层5的弹性系数及厚度，确保在建筑物施工过程中，防空程预压弹性层5为挤压状态，在建筑物施工完成后，使所述固定横梁2的低摩阻层与所述防提拉扣梁1的低摩阻层之间不存在间隙或者不存在过大间隙，进而避免或者降低二者之间因间隙过大而导致的冲击和硬碰撞。在本方方案中，建筑物施工完成后，使所述固定横梁2的低摩阻层与所述防提拉扣梁1的低摩阻层之间的状态可以是间隙配合状态或者非挤压的接触状态或者为轻微挤压状态，所述非挤压的接触状态为固定横梁2的低摩阻层与防提拉扣梁1的低摩阻层接触，但是二者之间不存在压力；轻微挤压状态为挤压强度不过度阻碍两个低摩阻层的相对滑动。防空程预压弹性层5的设置，在建筑结构施工中，通常都是自下而上的施工，随着上方建筑结构重量的增加，隔震层处的隔震橡胶支座12逐渐被压缩，进而导致固定横梁2与防提拉扣梁1之间的间隙逐渐增大，由于该间隙的存在，在建筑结构受到倾覆力矩作用时，固定横梁2与防提拉扣梁1之间形成撞击，这种硬碰撞的瞬时冲击极大，极易损坏固定横梁2和防提拉扣梁1，进而造成抗拉拔装置失效，或者寿命大幅缩短，所以，在本申请中，通过设置防空程预压弹性层5，其采用弹性材料制得，在施工至隔震层结构时，先使该防空程预压弹性层5处于受压缩状态，随着建筑结构施工的增高，虽然隔震橡胶支座12依然会被压缩而导致固定横梁2和防提拉扣梁1之间的间隙增大，但是防空程预压弹性层5也随之逐渐恢复，使固定横梁2和防提拉扣梁1上的低摩阻层始终接触，在上方建筑物施工完毕后，二者的低模组层处于接触或者较小间隙配合或者轻微挤压状态，如此，在避免或者降低因间隙而导致固定横梁2和防提拉扣梁1之间硬碰撞导致的损伤，大幅提高结构安全性的同时，还大幅提高了使用寿命，并且也大幅降低了因冲击而产生的噪音；而且防空程预压弹性层5还能够起到良好的缓冲效果，当防提拉扣梁1被上方建筑结构提拉而对固定横梁2形成冲击时，防空程预压弹性层5提供缓冲，降低抗提拉装置因冲击过大而损坏的风险。

作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，所述防空程预压弹性层5的厚度确保所述聚四氟乙烯板4与所述不锈钢板之间为接触状态，使所述防空程预压弹性层5为弹性压缩状态。如此，进一步确保空程的消除。

作为优选的实施方式，在上述方式基础上，进一步的，所述上抗拉拔组件还包括两个隔开布置的第一连接座6，所述第一连接座6与所述防提拉扣梁1的两端相对应，在所述第一连接座6与所述防提拉扣梁1之间设置有第一立柱7，所述第一立柱7为柱状结构。第一连接座6用于与建筑物的隔震层顶部楼盖固定连接，通过第一立柱7的设置，使防提拉扣梁1与隔震层顶部楼盖之间隔开，确保具有足够的空间设置固定横梁2；而且，可以通过控制两个第一立柱7之间隔开的距离，进而控制固定横梁2与防提拉扣梁1之间的滑移空间，如此，进一步方便的避免本实施方式抗拉拔装置对建筑结构水平方向形成的约束；在建筑结构实际受力过程中，通常都是以力矩的形式出现，对应抗拉拔装置而言，虽然主要是在竖直方向上受力，但是在实际受力过程中，例如地震或者风载荷作用下通常都是以倾覆力矩的形式出现，所以第一立柱7上通常也会存在弯矩和水平方向的分力，所以，在本实施方式的方案中，第一立柱7的柱状结构是相对应板状结构而言，其相较于板状结构而言，在承受弯矩和水平分力时，能够提供更加可靠的支撑和连接，如此，降低被损害风险，进而大幅提高抗拉拔装置的结构可靠性和使用寿命；而且还能可靠的推动防提拉扣梁1与上方的隔震层顶部楼盖一起水平移动。

作为优选的实施方式，所述第一连接座6包括第一座板15和第一加强筋板16，所述第一立柱7设置在所述第一座板15上，并与所述第一座板15之间为通过焊接的方式连接，所述第一加强筋板16为若干个，所述第一加强筋板16环绕所述第一立柱7布置在所述第一座板15上，所述第一加强筋板16与所述第一立柱7和第一座板15之间为通过焊接的方式连接。

作为优选的实施方式，所述第一立柱7与所述第一座板15之间的接缝为满焊，所述第一加强筋板16与所述第一立柱7和第一座板15之间的接缝为满焊。

作为优选的实施方式，在所述第一座板15上还连接有若干用于将所述第一座板15锚固在顶部楼盖上的第一锚筋18，在所述顶部楼盖朝向所述第一座板15的一侧还设置有与所述第一锚筋18相对应的第一套筒17，各个所述第一套筒17套设在各自对应的所述第一锚筋18外。

作为优选的实施方式，所述下抗拉拔组件还包括两个隔开布置的第二连接座8，所述第二连接座8与所述固定横梁的两端相对应，在所述第二连接座8与所述固定横梁之间设置有第二立柱9，所述第二立柱9为柱状结构，所述第二连接座8包括第二座板19和第二加强筋板20，所述第二立柱9设置在所述第二座板19上，并与所述第二座板19之间为通过焊接的方式连接，所述第二加强筋板20为若干个，所述第二加强筋板20环绕所述第二立柱9布置在所述第二座板19上，所述第二加强筋板20与所述第二立柱9和第二座板19之间为通过焊接的方式连接。

作为优选的实施方式，所述第二立柱9与所述第二座板19之间的接缝为满焊，所述第二加强筋板20与所述第二立柱9和第二座板19之间的接缝为满焊。

作为优选的实施方式，在所述第二座板19上还连接有若干用于将所述第二座板19锚固在底部楼盖上的第二锚筋22，在所述底部楼盖朝向所述第二座板19的一侧还设置有与所述第二锚筋22相对应的第二套筒21，各个所述第二套筒21套设在各自对应的所述第二锚筋22外。

在上述实施方式中，建筑结构受到倾覆力矩作用时，一方面是作用力情况复杂多样，另一方面固定横梁2与防提拉扣梁1为滑动配合，所以，防提拉扣梁1两端的第一立柱7受力通常并不均匀，在极不利情况下，其中一端的第一立柱7受力会远远大于另一端第一立柱7的受力，所以在本方式中，第一连接座6通过增加第一加强筋板16的方式，一方面是大幅提高第一连接座6和第一立柱7的结构强度，另一方面是大幅增加了第一立柱7与第一连接座6之间形成的焊缝数量，以此大幅提高第一立柱7的连接强度，进而降低单侧受力过大而导致其中一侧第一立柱7连接强度损坏失效的风险；同理，如上述的，也大幅增强了第二立柱9与第二连接座8的结构强度以及连接强度，进一步降低单侧受力过大而导致其中一侧第二立柱9连接强度损坏失效的风险。

作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，所述第一立柱7与所述第一连接座6和防提拉扣梁1之间的接缝为满焊。如上述的，在实际受力中，第一立柱7还受到弯矩与水平分力的作用，通过将其与防提拉扣梁1之间的所有接缝进行满焊，进而进一步确保抗拉拔装置的结构安全性和可靠性。

作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，所述下抗拉拔组件还包括两个隔开布置的第二连接座8，所述第二连接座8与所述固定横梁2的两端相对应，在所述第二连接座8与所述固定横梁2之间设置有第二立柱9，所述第二立柱9为柱状结构。下抗拉拔组件设置第二连接座8和第二立柱9，第二连接座8用于与建筑物的隔震层底部地坪或楼盖固定连接，通过第二立柱9的设置，使固定横梁2与隔震层底部地坪或楼盖之间隔开，确保具有足够的空间设置防提拉扣梁1；而且，可以通过控制两个第二立柱9之间隔开的距离，进而控制固定横梁2与防提拉扣梁1之间的滑移空间，进一步，与第以立柱之间相互配合，如此，进一步方便的避免本实施方式抗拉拔装置对建筑结构水平方向形成的约束。

作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，所述第二立柱9与所述第二连接座8和固定横梁2之间的接缝为满焊。

作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，所述防提拉扣梁1与所述固定横梁2相垂直。如此，使得防提拉扣梁1与固定横梁2都能够具有足够长的滑动配合端，进而可靠满足滑移距离要求，另一方面也确保了固定横梁2对防提拉扣梁1施予防提拉约束的可靠性。

作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，所述防提拉扣梁1和/或固定横梁2为钢管混凝土结构。采用钢管混凝土结构，在提供相同约束能力的前提下，能够大幅降低自重，降低施工难度，而且，还能够可靠的降低因滑动摩擦而导致的磨损，如此，大幅提高了抗拉拔装置的使用寿命和可靠性。

作为优选的实施方式，在上述方式基础上，进一步的，所述防提拉扣梁1与所述固定横梁2相垂直。如此，使得防提拉扣梁1与固定横梁2都能够具有足够长的滑动配合端，进而可靠满足滑移距离要求，另一方面也确保了固定横梁2对防提拉扣梁1施予防提拉约束的可靠性。

作为优选的实施方式，在上述方式基础上，进一步的，所述防提拉扣梁和/或固定横梁为钢管混凝土结构。采用钢管混凝土结构，在提供相同约束能力的前提下，能够大幅降低自重，降低施工难度，而且，还能够可靠的降低因滑动摩擦而导致的磨损，如此，大幅提高了抗拉拔装置的使用寿命和可靠性。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种抗风装置，其特征在于：包括安全构件，所述安全构件为刚性件，所述安全构件的上端与建筑物隔震层的顶部楼盖固定连接，所述安全构件的下端与所述隔震层的底部楼盖固定连接，所述安全构件设计有一强度极限，当所述顶部楼盖与底部楼盖对所述安全构件的施力达到所述强度极限时，所述安全构件断裂。

2.如权利要求1所述的抗风装置，其特征在于：所述安全构件设计的强度极限为抗剪强度极限。

3.如权利要求2所述的抗风装置，其特征在于：所述安全构件为分体式结构，所述安全构件包括隔开设置的第一安全片和第二安全片，所述第一安全片和第二安全片为片状结构，所述第一安全片和第二安全片的上缘与所述顶部楼盖固定连接，所述第一安全片和第二安全片的下缘与所述底部楼盖固定连接，所述第一安全片与第二安全片垂直。

4.如权利要求2所述的抗风装置，其特征在于：所述安全构件为回转体，其回转轴线垂直于所述顶部楼盖和底部楼盖。

5.如权利要求4所述的抗风装置，其特征在于：所述安全构件包括位于中部的剪断区、位于所述剪断区上方的上连接段和位于所述剪断区下方的下连接段，所述上连接段用于与隔震层的顶部楼盖相连，所述下连接段用于隔震层的底部楼盖相连，所述剪断区的直径在自两端至中部的方向上逐渐减小，并在所述剪断区的中部位置形成尖角。

6.如权利要求5所述的抗风装置，其特征在于：在所述剪断区与上连接段和下连接段之间还设置有过渡区。

7.如权利要求6所述的抗风装置，其特征在于：所述剪断区为铸铁材料制得。

8.如权利要求6所述的抗风装置，其特征在于：在所述上连接段与顶部楼盖之间，以及所述下连接段与底部楼盖之间还设置有固定箱，所述固定箱的截面尺寸大于所述连接段的截面尺寸。

9.一种隔震层，包括若干上支墩和与所述上支墩相对的下支墩，在所述上支墩与下支墩之间设置有隔震橡胶支座，在所述上支墩顶部之间设置有顶部楼盖，在所述下支墩之间设置有底部楼盖，其特征在于：所述隔震层还包括至少一个如权利要求1-8任意一项所述的抗风装置，所述抗风装置设置在所述顶部楼盖与底部楼盖之间，并且与所述上支墩和下支墩相隔开。

10.如权利要求9所述的隔震层，其特征在于：所述隔震层还包括抗拉拔装置，所述抗拉拔装置设置在所述橡胶支座之间，并且与所述上支墩和下支墩相隔开，所述抗拉拔装置包括上抗拉拔组件和下抗拉拔组件，所述上抗拉拔组件与所述顶部楼盖连接，所述下抗拉拔组件与所述底部楼盖连接。

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