CN113585509A - 一种新型自复位三维隔震抗拉支座 - Google Patents

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黄小林
程书剑
孙渝刚
左绍兵
任宇
曹舟
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Abstract

本发明属于隔震结构领域,具体公开了一种新型自复位三维隔震抗拉支座,包括抗拉支座结构,所述抗拉支座结构设置于工程结构体系的基础层与结构层之间,隔震抗拉支座结构包括竖向抗拉隔震支座和水平自复位隔震抗拉支座,其中竖向抗拉隔震支座包括上连接板、上端板、内筒、外筒、第一SMA绞线、高强弹簧与下端板,内筒中有四个对称沿竖向设置的矩形摩擦孔,并通过高强螺栓连接内外筒,内筒外表面和外筒内表面均涂有高阻尼材料,在内筒底部和下端板上部连接一根第一SMA绞线。本发明不仅能够减轻水平地震作用和响应,同也会减小竖直方向的地震作用和响应,可以满足水平向位移的复位、三向隔震和竖向抗拉性能的要求。

Description

一种新型自复位三维隔震抗拉支座
技术领域
本发明涉及隔震结构领域,具体为一种新型自复位三维隔震抗拉支座。
背景技术
传统的隔震建筑工程所采用的隔震支座一般为天然橡胶隔震支座(NRB)和铅芯橡胶隔震支座(LRB)。其中天然橡胶隔震支座(NRB)是由薄层橡胶层和薄钢板层交互叠置,经高温、加压并硫化制作而成,还添加有填充剂、补强剂和防老化剂等;铅芯橡胶支座(LRB)是在天然橡胶支座中心或非中心部增加铅芯(一个或多个)制造而成的具有良好耗能能力的隔震支座。
目前LRB和NRB能够很好地减小水平地震作用,但是不能减小竖直方向上的震动响应,甚至还会一定程度增大竖向地震响应。另一方面,在大震和强风作用下,结构会产生倾覆力矩,从而使得隔震结构的隔震支座产生竖向拉应力,特别是大高宽比结构。而传统的隔震支座抗拉能力很低,相较于隔震支座的抗压能力,其支座的抗拉性能明显不足,需要一种三维抗拉隔震组件以避免地震带来的损害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型自复位三维隔震抗拉支座,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种新型自复位三维隔震抗拉支座,包括抗拉支座结构,所述抗拉支座结构设置于工程结构体系的基础层与结构层之间,隔震抗拉支座结构包括竖向抗拉隔震支座和水平自复位隔震抗拉支座,其中竖向抗拉隔震支座包括上连接板、上端板、内筒、外筒、第一SMA绞线、高强弹簧与下端板,内筒中有四个对称沿竖向设置的矩形摩擦孔,并通过高强螺栓连接内外筒,内筒外表面和外筒内表面均涂有高阻尼材料,在内筒底部和下端板上部连接一根第一SMA绞线;所述竖向耗能隔震抗拉支座和水平向自复位隔震抗拉支座通过高强螺栓连接端板组成了新型自复位三维隔震抗拉支座。
优选的,水平向自复位隔震抗拉支座包括叠层橡胶支座、上下连接板、调节阀、第二SMA绞线,第二SMA绞线是由材料在高温下定型后,冷却至低温(或室温)并施加变形使其存在残余变形,然后加热到一定温度后仍然恢复到变形前原始形状制成。
优选的,叠层橡胶支座由薄层橡胶层和薄钢板层交互叠置,经高温、加压并硫化制作而成,还添加有填充剂、补强剂和防老化剂等。
优选的,第二SMA绞线穿过叠层橡胶支座中所钻的孔洞并缠绕固定上下端连接钢板处。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明通过竖向耗能隔震抗拉支座和水平向自复位隔震抗拉支座的组合,并加入SMA绞线,可放置在实际工程结构的基础层构成基础隔震或放置于层间构成层间隔震,由于设置了竖向耗能隔震抗拉支座,当地震来临时,不仅能够减轻水平地震作用和响应,同也会减小竖直方向的地震作用和响应,当叠层橡胶支座的上下两个钢板发生水平相对位移时,SMA绞线就会随着支座的变形而产生形变,从而提供恢复力和阻尼,使得支座上下钢板在发生水平向相对位移时可以自动复位,可以满足水平向位移的复位、三向隔震和竖向抗拉性能的要求。
附图说明
图1为本发明的整体组合图;
图2为本发明竖向耗能隔震抗拉支座的剖面示意图;
图3为本发明竖向耗能隔震抗拉支座的侧视示意图;
图4为本发明竖向耗能隔震抗拉支座的俯视示意图;
图5为本发明水平向自复位隔震抗拉支座的剖面示意图;
图6为本发明实施例中八个竖向耗能隔震抗拉支座的俯视图;
图7为本发明实施例中四个竖向耗能隔震抗拉支座的俯视图。
图中:1、抗拉支座结构;11、竖向抗拉隔震支座;12、水平自复位隔震抗拉支座;111、上连接板;112、上端版;113、焊缝;114、内筒;115、高强螺栓;116、外筒;117、高强弹簧;118、第一SMA绞线;119、下端板;120、矩形摩擦孔;121、调节阀;122、隔震支座上端板;123、叠层橡胶支座;124、第二SMA绞线;125、隔震支座下连接板。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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,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。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1,本发明提供一种技术方案:一种新型自复位抗拉隔震支座,包括抗拉支座结构1,所述抗拉支座结构1设置于工程结构体系的基础层与结构层之间,隔震抗拉支座结构1包括竖向抗拉隔震支座11和水平自复位隔震抗拉支座12,竖向抗拉隔震支座11和水平自复位隔震抗拉支座12通过其上的端板以及螺栓连接。
请参阅图2-4,本发明提供一种技术方案:一种新型自复位抗拉隔震支座,包括隔震抗拉支座结构1,隔震抗拉支座结构1包括竖向抗拉隔震支座11和水平自复位隔震抗拉支座12,竖向抗拉隔震支座11包括上连接板111、上端板112、内筒114、外筒116、第一SMA绞线118、高强弹簧117与下端板119,内筒114中设置有四个对称竖向设置的矩形摩擦孔120,内筒114通过高强螺栓115与外筒116连接组合成钢导向筒;所述内筒114、外筒116通过焊缝113与上端板112和下端板119相连接,上端板112通过螺栓与上连接板111相连,并形成竖向抗拉隔震支座1;内筒114的底部和下端板119之间通过第一SMA绞线118连接,以提供竖向拉力。
在本实施例中,内筒114的外表面和外筒116的内表面均涂有高阻尼材料,以在内筒114和外筒116相对滑动时提供阻尼。
请参阅图5,本发明提供一种技术方案:一种新型自复位抗拉隔震支座,包括隔震抗拉支座结构1,隔震抗拉支座结构1包括竖向抗拉隔震支座11和水平自复位隔震抗拉支座12,水平向自复位隔震抗拉支座12包括调节阀121、隔震支座上端板122、叠层橡胶支座123、第二SMA绞线124、隔震支座下连接板125,隔震支座上端板122、隔震支座下连接板125相平行设置且其之间连有叠层橡胶支座123。
在本实施例中,调节阀121固定在隔震支座上端板122上部,叠层橡胶支座123上设有连接孔,第二SMA绞线124穿过连接孔并缠绕固定于隔震支座上端板122、隔震支座下连接板125处。可以通过调节阀122对第二SMA绞线124进行预先张拉,以避免支座上下两端板(隔震支座上端板122、隔震支座下连接板125)发生水平位移时一侧的SAM绞线124产生张拉,而另一侧第二SMA绞线124发生松弛,同时第二SMA绞线124提供自复位能力。
在本实施例中,叠层橡胶支座123由薄层橡胶层和薄钢板层交互叠置,并经高温、加压并硫化制作而成固定在隔震支座上端板122、隔震支座下连接板125之间。
请参阅图6,图6中为本发明优选八个竖向抗拉隔震支座11和一个水平自复位隔震抗拉支座12组合的俯视图。
请参阅图7,图7为本发明优选四个竖向抗拉隔震支座11和一个水平自复位隔震抗拉支座1组合的俯视图。
在上述实施例中,竖向耗能隔震抗拉支座11参数和数量依据实际结构所确定,以满足水平向的复位,三维隔震和竖向抗拉性能。
在上述实施例中,当叠层橡胶支座123的上下两个钢板发生水平相对位移时,SMA绞线就会随着支座的变形而产生形变,从而提供恢复力和阻尼,使得支座上下钢板在发生水平向相对位移时可以自动复位,可以满足水平向位移的复位、三向隔震和竖向抗拉性能的要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种新型自复位三维隔震抗拉支座,其特征在于,包括抗拉支座结构(1),所述抗拉支座结构(1)设置于工程结构体系的基础层与结构层之间,隔震抗拉支座结构(1)包括竖向抗拉隔震支座(11)和水平自复位隔震抗拉支座(12),其中竖向抗拉隔震支座(11)包括上连接板(111)、上端板(112)、内筒(114)、外筒(116)、第一SMA绞线(118)、高强弹簧(117)与下端板(119),内筒(114)中设置有四个对称竖向设置的矩形摩擦孔(120),内筒(114)通过高强螺栓(115)与外筒(116)连接组合成钢导向筒;所述内筒(114)、外筒(116)通过焊缝(113)与上端板(112)和下端板(119)相连接,上端板(112)通过螺栓与上连接板(111)相连,并形成竖向抗拉隔震支座(11);所述内筒(114)的底部和下端板(119)之间通过第一SMA绞线(118)连接,以提供竖向拉力。
2.根据权利要求1所述的一种新型自复位三维隔震抗拉支座,其特征在于:所述水平向自复位隔震抗拉支座(12)包括调节阀(121)、隔震支座上端板(122)、叠层橡胶支座(123)、第二SMA绞线(124)、隔震支座下连接板(125),隔震支座上端板(122)、隔震支座下连接板(125)相平行设置且其之间连有叠层橡胶支座(123);所述调节阀(121)固定在隔震支座上端板(122)上部,叠层橡胶支座(123)上设有连接孔,第二SMA绞线(124)穿过连接孔并缠绕固定于隔震支座上端板(122)、隔震支座下连接板(125)处。
3.根据权利要求2所述的一种新型自复位三维隔震抗拉支座,其特征在于:所述叠层橡胶支座(123)由薄层橡胶层和薄钢板层交互叠置,并经高温、加压并硫化制作而成固定在隔震支座上端板(122)、隔震支座下连接板(125)之间。
4.根据权利要求1所述的一种新型自复位三维隔震抗拉支座,其特征在于:所述内筒(114)的外表面和外筒(116)的内表面均涂有高阻尼材料,以在内筒(114)和外筒(116)相对滑动时提供阻尼。
5.根据权利要求1所述的一种新型自复位三维隔震抗拉支座,其特征在于:所述隔震抗拉支座结构(1)通过上连接板(111)、隔震支座下连接板(125)分别连接在结构层间的上下两部。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113062648A (zh) * 2021-03-30 2021-07-02 中国建筑西北设计研究院有限公司 一种周向抗拉限位自复位隔震支座及设计方法

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