CN115262770A - 一种多向型抗拉隔震节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多向型抗拉隔震节点，包括上立柱、支撑体、第一隔震橡胶支座、第二隔震橡胶支座、第一H型钢和刚性连接件，支撑体位于上立柱的正下方，第一隔震橡胶支座设置于上立柱和支撑体之间，第一H型钢的一端与支撑体固定连接，第一H型钢与上立柱垂直，刚性连接件的上端与上立柱固定连接，刚性连接件的下端延伸至第一H型钢的下方，第二隔震橡胶支座设置于第一H型钢与刚性连接件的下端之间。本发明保证了有一个隔震支座始终处于受压状态，不因受到拉力而破坏，因此本发明保证了隔震橡胶支座正常工作，以达到多向隔震的目的。

Description

一种多向型抗拉隔震节点

技术领域

本发明涉及建筑工程隔震技术领域，属于一种多向型抗拉隔震节点。

背景技术

隔震支座是指结构为达到隔震要求而设置的支承装置，是在上部结构与地基之间增加隔震层，安装橡胶隔震支座，起到与地面的软连接，通过这样的技术，可以把地震80％左右的能量抵消掉。它是一种水平刚度较小而竖向刚度较大的结构构件，可承受大的水平变形，可作为承重构件的一部分。橡胶隔震支座是由多层钢板与橡胶交替叠合而成，钢板作为橡胶支座的加劲材料，改变了橡胶体竖向刚度较小的特点，使其既能降低水平地震作用，又能承受较大竖向荷载。由于橡胶作为弹性体，耗能性不足，因此在支座中加入铅芯。铅芯橡胶隔震支座既能够承担整个上部结构的竖向荷载，延长结构周期，又能提供一定的阻尼，使得下部结构即墩和墩台的地震力重新分配，隔震层的位移也不会很大，具有很好的隔震效果。同时，铅芯橡胶隔震支座又具备一定的初始水平刚度，能够抵御荷载和制动荷载的作用。由于传统铅芯橡胶隔震支座的抗拉性能较差，在竖向地震作用下支座易被拉坏。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种多向型抗拉隔震节点，该隔震节点构造简单、施工方便、隔震橡胶支座不易拉坏。

本发明采用的技术方案如下：

一种多向型抗拉隔震节点，包括上立柱、支撑体、第一隔震橡胶支座、第二隔震橡胶支座、第一H型钢和刚性连接件，支撑体位于上立柱的正下方，第一隔震橡胶支座设置于上立柱和支撑体之间，第一H型钢的一端与支撑体固定连接，第一H型钢与上立柱垂直，刚性连接件的上端与上立柱固定连接，刚性连接件的下端延伸至第一H型钢的下方，第二隔震橡胶支座设置于第一H型钢与刚性连接件的下端之间。

优选的，所述刚性连接件包括第二H型钢、箱型截面钢管和第三H型钢，箱型截面钢管与上立柱平行，第二H型钢的一端与上立柱固定连接，第二H型钢的另一端与箱型截面钢管的上端固定连接，箱型截面钢管的下端与第三H型钢的一端固定连接，第三H型钢的另一端的上翼缘与第二隔震橡胶支座的下端连接，第二隔震橡胶支座的上端与第一H型钢的下翼缘连接；第一H型钢、第二H型钢和第三H型钢平行。

优选的，第二H型钢与上立柱之间通过角钢连接板和螺栓固定连接，第二H型钢与箱型截面钢管之间通过角钢连接板和螺栓固定连接，第三H型钢与箱型截面钢管之间通过角钢连接板和螺栓固定连接。

优选的，第二隔震橡胶支座与箱型截面钢管之间的距离不小于0.55倍的第二隔震橡胶支座直径或4倍的第二隔震橡胶支座中橡胶层厚度。

优选的，第二隔震橡胶支座与支撑体之间的距离不小于0.55倍的第二隔震橡胶支座直径或4倍的第二隔震橡胶支座中橡胶层厚度。

优选的，所述第一H型钢和刚性连接件之间连接有粘滞阻尼器，粘滞阻尼器的两端分别与第一H型钢和刚性连接件铰接，粘滞阻尼器的轴线与第一H型钢的长度方向平行，粘滞阻尼器的转轴垂直于第一H型钢腹板所在平面。

优选的，粘滞阻尼器设置于第一H型钢的上方，粘滞阻尼器与第一H型钢的上翼缘铰接。

优选的，所述上立柱和支撑体均为混凝土质的构件，上立柱和支撑体上分别预埋有第一预埋连接件和第二预埋连接件，刚性连接件的上端与第一预埋连接件固定连接，第一H型钢与第二预埋连接件固定连接。

优选的，所述支撑体为立柱或基础。

优选的，所述上立柱为边柱或角柱。

本发明具有如下有益效果：

本发明多向型抗拉隔震节点当在小震作用下时，上立柱与支撑体之间的第一隔震橡胶支座保持受压状态起隔震作用；在大震作用下，高宽比较大的建筑、竖向地震作用下或地基不均匀沉降等原因造成上立柱与支撑体之间产生拉力，第二隔震橡胶支座进入工作保持受压状态，保证隔震层(即第二隔震橡胶支座)继续工作。本发明保证了隔震支座始终处于受压状态(即要么是第一隔震橡胶支座受压或者第二隔震橡胶支座受压，总有其中之一是处于受压状态的)，不因受到拉力而破坏，因此本发明保证了阻尼(隔震橡胶支座)正常工作，以达到多向隔震的目的。同时，本发明的结构只需要在现有的上立柱和支撑体一侧增设第二隔震橡胶支座、第一H型钢和刚性连接件组成的整体结构，即可解决现有技术中铅芯橡胶隔震支座的抗拉性能较差，在竖向地震作用下支座易被拉坏的问题，因此本发明的结构简单、施工较为方便。

附图说明

图1：本发明隔震橡胶支座构件组合状态下立体结构示意图；

图2：本发明隔震橡胶支座构件分解状态下立体结构示意图。

图中，1-1为第一H型钢、1-2为第二H型钢、1-3为第三H型钢、2为箱型截面钢管、3-1为第一隔震橡胶支座、3-2为第二隔震橡胶支座、4为角钢连接板、5-1为第一预埋连接件、5-2为第二预埋连接件、6-1为上混凝土柱、6-2为下混凝土柱、7为高强螺栓、8为单边螺栓、9为粘滞阻尼器。

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“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。

参见图1和图2，本发明多向型抗拉隔震节点，包括上立柱、支撑体、第一隔震橡胶支座3-1、第二隔震橡胶支座3-2、第一H型钢1-1和刚性连接件，支撑体位于上立柱的正下方，第一隔震橡胶支座3-1设置于上立柱和支撑体之间，第一隔震橡胶支座3-1与上立柱一般是通过插接的方式连接的，第一H型钢1-1的一端与支撑体固定连接，第一H型钢1-1与上立柱垂直，刚性连接件的上端与上立柱固定连接，刚性连接件的下端延伸至第一H型钢1-1的下方，第二隔震橡胶支座3-2设置于第一H型钢1-1与刚性连接件的下端之间，第二隔震橡胶支座3-2一般是通过高强螺栓与第一H型钢1-1以及与刚性连接件固定连接。

参见图1，以图1所示方位为例，本发明多向型抗拉隔震节点的工作原理如下：

当在小震作用下时，上立柱(图1中的上混凝土柱6-1)与支撑体(图1中为下混凝土柱6-2，其作为支撑体的一种形式)之间的第一隔震橡胶支座3-1保持受压状态起隔震作用；在大震作用下，如高宽比较大的建筑、竖向地震作用下或地基不均匀沉降等原因造成上立柱与支撑体之间产生拉力，此时，由于支撑体的下沉，带动第一H型钢1-1一起下沉，由于第二隔震橡胶支座3-2与刚性连接件(图1所示由第二H型钢1-2、箱型截面钢管2和第三H型钢1-3刚性连接而成类似于C形结构)，刚性连接件与上立柱固定连接，因此第一H型钢1-1与刚性连接件(图1中所示的第三H型钢1-3)之间会挤压第二隔震橡胶支座3-2，此时第二隔震橡胶支座3-2进入工作保持受压状态，保证隔震层(此时为第二隔震橡胶支座3-2)继续工作。本发明保证了隔震支座始终处于受压状态(即要么是第一隔震橡胶支座3-1受压或者第二隔震橡胶支座3-2受压，总有其中之一是处于受压状态的)，不因受到拉力而破坏，因此本发明保证了阻尼(隔震橡胶支座)正常工作，以达到多向隔震的目的。

参见图1和图2，本发明的刚性连接件可以采用以下形式，具体的，所述刚性连接件包括第二H型钢1-2、箱型截面钢管2和第三H型钢1-3，箱型截面钢管2与上立柱平行，第二H型钢1-2的一端与上立柱固定连接，第二H型钢1-2的另一端与箱型截面钢管2的上端固定连接，箱型截面钢管2的下端与第三H型钢1-3的一端固定连接，第三H型钢1-3的另一端的上翼缘与第二隔震橡胶支座3-2的下端连接，第二隔震橡胶支座3-2的上端与第一H型钢1-1的下翼缘连接；第一H型钢1-1、第二H型钢1-2和第三H型钢1-3平行。通过箱型截面钢管2连接第二H型钢1-2和第三H型钢1-3，以确保足够的强度及刚度。

本发明上述刚性连接件中，第二H型钢1-2与上立柱之间可通过角钢连接板4和螺栓固定连接，第二H型钢1-2与箱型截面钢管2之间可通过角钢连接板4和螺栓固定连接，第三H型钢1-3与箱型截面钢管2之间可通过角钢连接板4和螺栓固定连接。连接用的螺栓可以采用高强螺栓7以及单边螺栓8，具体根据施工环境灵活选取。在安装隔震橡胶支座时，第二隔震橡胶支座3-2与箱型截面钢管2之间的距离不小于0.55倍的第二隔震橡胶支座3-2直径或4倍的第二隔震橡胶支座3-2中橡胶层厚度。第二隔震橡胶支座3-2与支撑体之间的距离不小于0.55倍的第二隔震橡胶支座3-2直径或4倍的第二隔震橡胶支座3-2中橡胶层厚度。

本发明还可以在第一H型钢1-1和刚性连接件之间连接粘滞阻尼器9，粘滞阻尼器9的两端分别与第一H型钢1-1和刚性连接件铰接，用于铰接的铰接座与第一H型钢1-1和刚性连接件之间可通过焊接的方式固定连接，粘滞阻尼器9的轴线与第一H型钢1-1的长度方向平行，粘滞阻尼器9的转轴垂直于第一H型钢1-1腹板所在平面。粘滞阻尼器9可配合隔震橡胶支座构件，保证整体的耗能能力。当刚性连接件采用图1所示刚性连接件时，粘滞阻尼器9与箱型截面钢管2的左侧面铰接。在实际工况中，粘滞阻尼器9呈水平设置，上立柱、箱型截面钢管2竖直设置，第一H型钢1-1、第二H型钢1-2和第三H型钢1-3均水平设置。

为了安装方便以，粘滞阻尼器9设置于第一H型钢1-1的上方，粘滞阻尼器9与第一H型钢1-1的上翼缘铰接，粘滞阻尼器9与箱型截面钢管2的左侧面铰接。

本发明中，当上立柱和支撑体均为混凝土质的构件时，在上立柱和支撑体上分别预埋第一预埋连接件5-1和第二预埋连接件5-2，刚性连接件的上端与第一预埋连接件5-1固定连接，第一H型钢1-1与第二预埋连接件5-2固定连接。第一预埋连接件5-1和第二预埋连接件5-2可以在浇注时直接进行预埋安装。

本发明的多向型抗拉隔震节点中，支撑体可以为立柱或基础。本发明的多向型抗拉隔震节点适用于边柱或角柱的位置。本发明中，第一隔震橡胶支座3-1采用工厂预制通用型，第二隔震橡胶支座3-2可进行型号选择，以满足不同抗震的需求。

本发明中的部件与连接件，可在工厂预制制成，预制率高。连接前将主体混凝土柱浇筑安装完成，然后安装外部部件。现场将H型钢吊装完成，将L型连接件螺栓孔对准并安装螺栓。利用机械加工的插件可以保证插件与立柱之间的间隙配合，保证安装质量。通过以上措施可实现外接部件与主体结构的可靠连接，具有良好的力学性能。

本发明如上所述的多向型抗拉隔震节点的施工方法，包括如下过程；

现场浇筑安装混凝土柱的整体结构后，将外置结构上部角钢连接板、预埋连接件和H型钢的螺栓孔对准并进行螺栓连接；箱型截面钢管与上下两根H型钢通过角钢连接板进行螺栓连接；外部结构的隔震橡胶支座与H型钢通过高强螺栓进行连接，粘滞阻尼器通过焊接与外接构件连接，施工完成。

实施例

如图1和图2所示，本实施例的隔震橡胶支座构件，包括第一H型钢1-1、第二H型钢1-2、第三H型钢1-3、箱型截面钢管2、第一隔震橡胶支座3-1、第二隔震橡胶支座3-2、若干角钢连接板4、第一预埋连接件5-1、第二预埋连接件5-2、上混凝土柱6-1、作为支撑体的上混凝土柱6-2、高强螺栓7、单边螺栓8和粘滞阻尼器9。所述的第二H型钢1-2与第一预埋连接件5-1通过角钢连接板4进行螺栓连接；箱型截面钢管2与第二H型钢1-2通过角钢连接板4进行螺栓连接；第一H型钢1-1与第二预埋连接件5通过角钢连接板4进行螺栓连接；第三H型钢1-3与箱型截面钢管2通过角钢连接板4进行螺栓连接；外第二隔震橡胶支座3-2与第一H型钢1-1、第三H型钢1-3通过高强螺栓进行连接；粘滞阻尼器9的两端连接铰接座，铰接座通过焊接与第一H型钢1-1上翼缘、箱型截面钢管2左侧面连接。

本实施例多向型抗拉隔震节点的施工方法，包括如下步骤，

S1：第一H型钢1-1、第二H型钢1-2、第三H型钢1-3、箱型截面钢管2、第一隔震橡胶支座3-1、第二隔震橡胶支座3-2、角钢连接板4、预埋连接件5在工厂内预制并开螺栓孔；

S2：现场上混凝土柱浇筑并预埋连接件完成之后，第二H型钢1-2、角钢连接板4与第一部预埋连接件5-1孔洞对齐并用高强螺栓7和单边螺栓8固定。

S3：现场安装外部结构，将第一H型钢1-1、第三H型钢1-3和第二隔震橡胶支座3-2通过高强螺栓7进行连接，再将第三H型钢1-3与箱型截面钢管2通过角钢连接板4进行螺栓连接。

S4：现场吊起外置的第二隔震橡胶支座3-2，将第一H型钢1-1、角钢连接板4与第二预埋连接件5-2孔洞对齐并用高强螺栓7和单边螺栓8固定；将第二H型钢1-2与箱型截面钢管2通过角钢连接板4进行螺栓连接，粘滞阻尼器9的两端连接铰接座与第一H型钢1-1上翼缘、箱型截面钢管2左侧面焊接，施工完成。

从上述方案可以看出，本发明可通过栓焊混合连接的形式，该连接形式所需的操作空间较小，同时操作也比较方便，能够实现本发明构件的快速安装。该构件构造简单，传力路径明确。

本发明中，第一隔震橡胶支座3-1与柱子之间的连接是插接连接，保证了水平方向上传递剪力，竖向方向上可以传递压力，受拉时退出工作。本发明采用外置的第二隔震橡胶支座3-2，使得两个橡胶隔震支座在作用过程中均处于受压状态，保证阻尼正常工作，以达到多向隔震的目的。在混凝土柱上预埋连接件，利用连接件能够实现对外接隔震支座构件的准确定位，保证整个构件的连接精度。同时，本发明的每个上H型钢和箱型截面钢管在工厂进行预制，预制化程度高。本发明还可针对不同的工况及抗震要求，通过改变隔震橡胶支座的尺寸、板材的厚度以及螺栓的规格，以满足相应的抗震需求。综上，本发明构件具有构造简单、施工方便，能够满足多向抗震需求的特点。

Claims (10)

1.一种多向型抗拉隔震节点，其特征在于，包括上立柱、支撑体、第一隔震橡胶支座(3-1)、第二隔震橡胶支座(3-2)、第一H型钢(1-1)和刚性连接件，支撑体位于上立柱的正下方，第一隔震橡胶支座(3-1)设置于上立柱和支撑体之间，第一H型钢(1-1)的一端与支撑体固定连接，第一H型钢(1-1)与上立柱垂直，刚性连接件的上端与上立柱固定连接，刚性连接件的下端延伸至第一H型钢(1-1)的下方，第二隔震橡胶支座(3-2)设置于第一H型钢(1-1)与刚性连接件的下端之间。

2.根据权利要求1所述的一种多向型抗拉隔震节点，其特征在于，所述刚性连接件包括第二H型钢(1-2)、箱型截面钢管(2)和第三H型钢(1-3)，箱型截面钢管(2)与上立柱平行，第二H型钢(1-2)的一端与上立柱固定连接，第二H型钢(1-2)的另一端与箱型截面钢管(2)的上端固定连接，箱型截面钢管(2)的下端与第三H型钢(1-3)的一端固定连接，第三H型钢(1-3)的另一端的上翼缘与第二隔震橡胶支座(3-2)的下端连接，第二隔震橡胶支座(3-2)的上端与第一H型钢(1-1)的下翼缘连接；第一H型钢(1-1)、第二H型钢(1-2)和第三H型钢(1-3)平行。

3.根据权利要求2所述的一种多向型抗拉隔震节点，其特征在于，第二H型钢(1-2)与上立柱之间通过角钢连接板(4)和螺栓固定连接，第二H型钢(1-2)与箱型截面钢管(2)之间通过角钢连接板(4)和螺栓固定连接，第三H型钢(1-3)与箱型截面钢管(2)之间通过角钢连接板(4)和螺栓固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种多向型抗拉隔震节点，其特征在于，第二隔震橡胶支座(3-2)与箱型截面钢管(2)之间的距离不小于0.55倍的第二隔震橡胶支座(3-2)直径或4倍的第二隔震橡胶支座(3-2)中橡胶层厚度。

5.根据权利要求1所述的一种多向型抗拉隔震节点，其特征在于，第二隔震橡胶支座(3-2)与支撑体之间的距离不小于0.55倍的第二隔震橡胶支座(3-2)直径或4倍的第二隔震橡胶支座(3-2)中橡胶层厚度。

6.根据权利要求1所述的一种多向型抗拉隔震节点，其特征在于，所述第一H型钢(1-1)和刚性连接件之间连接有粘滞阻尼器(9)，粘滞阻尼器(9)的两端分别与第一H型钢(1-1)和刚性连接件铰接，粘滞阻尼器(9)的轴线与第一H型钢(1-1)的长度方向平行，粘滞阻尼器(9)的转轴垂直于第一H型钢(1-1)腹板所在平面。

7.根据权利要求6所述的一种多向型抗拉隔震节点，其特征在于，粘滞阻尼器(9)设置于第一H型钢(1-1)的上方，粘滞阻尼器(9)与第一H型钢(1-1)的上翼缘铰接。

8.根据权利要求1所述的一种多向型抗拉隔震节点，其特征在于，所述上立柱和支撑体均为混凝土质的构件，上立柱和支撑体上分别预埋有第一预埋连接件(5-1)和第二预埋连接件(5-2)，刚性连接件的上端与第一预埋连接件(5-1)固定连接，第一H型钢(1-1)与第二预埋连接件(5-2)固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种多向型抗拉隔震节点，其特征在于，所述支撑体为立柱或基础。

10.根据权利要求1所述的一种多向型抗拉隔震节点，其特征在于，所述上立柱为边柱或角柱。

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