CN202370097U - 防屈曲支撑橡胶垫隔震支座 - Google Patents

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张纪刚
李翠翠
张同波
孙进伟
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Abstract

本实用新型涉及一种减震装置,尤其涉及一种防屈曲支撑的减震装置。本实用新型的防屈曲支撑橡胶垫隔震支座,包括框架(1),框架(1)之间有隔震层,隔震层设有橡胶隔震支座(2),橡胶隔震支座(2)之间设有防屈曲支撑杆(3),防屈曲支撑杆(3)分别与框架(1)连接。本框架安装方便、便于拆卸,其耗能能力强,具有广泛的防震、抗震应用领域。

Description

防屈曲支撑橡胶垫隔震支座
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种减震装置,尤其涉及一种防屈曲支撑的减震装置。 背景技术
[0002] 耗能减振技术通过在结构中设置被动耗能装置,消耗本来由结构构件(例如梁柱结点)消耗的地震能量,大大减轻了结构的变形和损伤。隔震是近30年来蓬勃发展起来的一种建筑和工程结构抵御地震灾害较为有效的方法。它是通过在上部结构与基础之间设置隔震层来隔离和耗散地震能量,以减少地震能量向上部结构传输,使结构的地震反应减轻,从而使结构在地震中不损坏或不倒塌。隔震技术的原理其一是隔震系统的柔性层使结构的振动周期加大并远离地震动的卓越周期,其二是增大了结构体系的阻尼。基础与建筑物的滑移越大,地震力就越小,衰减力越大,滑移量就越小。这是隔震结构的理论基本出发点。为使隔震结构装置能够较好的达到隔震减振的目的,装置需具备一下条件:1)具有较大的竖向承载能力;2)具有较小的水平刚度;3)具有自动复位能力;4)提供较大阻尼,具有较大的耗能能力。常用的隔震方式主要有橡胶垫隔震、滑动隔震及其他隔震的方式如摆动隔震、悬吊隔震、螺旋钢弹簧隔震等。基础隔震技术简单、性能可靠、很有前途。
[0003] 隔震是国内外研究和应用最早的被动控制方式,已形成了较完整的体系,在世界上许多国家得到了应用:如日本、美国、新西兰、意大利、加拿大等国将隔震技术成功地应用于房屋、桥梁、原子能核电站中;其中日本是采用隔震技术最多的国家,已有几百幢房屋采用隔震技术;美国已建成有20多幢隔震房屋和20多座隔震桥梁;我国已有近200幢房屋和一些桥梁采用了隔震技术。2011年日本311大地震所造成的房屋倒塌很少,其原因就在于日本大多数建筑采用了隔震技术。
[0004] 普通支撑能提高结构的抗侧刚度,在框架结构中得到了广泛的应用,但普通支撑受压时容易发生屈曲现象,在地震作用下,支撑失稳使其耗能能力和抗侧刚度急剧下降,严重影响结构的抗震性能,传统的方法是通过加大支撑的截面来改善抗震性能,但是仍不能保证支撑在大震时不发生屈曲。为了解决这一问题,有些学者提出在支撑外围设置约束元件抑制其屈曲,是一种新型的耗能构件。
[0005] 防屈曲支撑被认为是很有前途的一种耗能支撑,防屈曲支撑是一种可以防止支撑屈曲的一种耗能装置。防屈曲支撑的研究在国内则是刚刚起步,这种耗能器具有吨位大、耗能能力强、不受频率影响的优点。防屈曲支撑是位移相关型耗能器,与隔震技术相结合可充分发挥两者之间的长处,提出了防屈曲支撑橡胶隔震支座。
实用新型内容
[0006] 本实用新型的技术效果能够克服上述缺陷,提供一种防屈曲支撑橡胶垫隔震支座,其在轴向力作用下允许有较大的塑性变形,通过这种变形可以达到耗能的目的。
[0007] 为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:其包括框架,框架之间设有隔震层,隔震层设有橡胶隔震支座,橡胶隔震支座之间设有防屈曲支撑杆,防屈曲支撑杆分别与框架连接。
[0008] 该体系的橡胶支座属于阻尼减振范畴,与一般的基础隔震是有区别的,一般基础隔振的机理是通过隔振装置使结构的自振周期延长,避开地震动的卓越周期,增加结构的阻尼,减小结构的加速度反应。在平台甲板和导管架端帽之间设置橡胶隔振支座作为隔振 层。这样变形就主要集中在隔振层。在相同的标高处设置防屈曲支撑,与橡胶隔振支座共同构成防屈曲支撑隔震体系。
[0009] 防屈曲支撑杆包括套管以及设置在套管内的芯板。屈曲约束支撑又称无粘结支撑,是一种新型钢结构支撑,也是一种耗能支撑,屈曲约束支撑的中心是芯板,为避免芯板受压时整体屈曲,即在受拉和受压时都能达到屈服,芯板被置于一个套管内,然后在套管内灌注砂浆。为了减小或消除芯板受轴力时传给砂浆的力,而且,由于泊松效应,芯板在受压情况下会膨胀,因此在套管与芯板之间填充砂浆层,砂浆层与芯板之间设置空气间隔层或无粘结材料层。这样以来,此支撑在受压时亦能达到完全屈服,使支撑受压承载力与受拉承载力相当,克服了传统支撑受压屈曲的缺陷,改善了支撑承载能力。
[0010] 芯板为平板形或十字形或工字形或圆管形或方管形。
[0011 ] 普通支撑框架是支撑和柱框架共同抵抗地震作用,在大震情况下,支撑和梁、柱都要受损伤。这样以来,大震后建筑物再利用已经不可能,修复费用很高。而屈曲约束支撑框架则不一样,它在地震作用下,仅屈曲约束支撑芯板进入塑性进行耗能,其它主体结构仍保持弹性状态。在地震作用后,只需更换屈曲约束芯板即可,这样大大降低了震后维修费用。
[0012] 防屈曲支撑的原理是:支撑结构在地震作用下所承受的轴向力作用全部由支撑中心的芯材承受,芯材在拉力和压力作用下屈服耗能,而外围钢管和套管内的混凝土或砂浆提供给芯材弯曲限制,避免芯材受压时屈曲。由于泊松效应,芯材在受压的情况下会膨胀,因此在芯材和砂浆之间设有一层无粘结材料或者非常狭小的空气层,避免芯材与约束机制接触而引起的摩擦力迫使约束机构承受轴向力。
[0013] 防屈曲支撑在受拉与受压时能达到屈服而不发生屈曲,较传统的支撑有更稳定的力学性能,经过合理设计的防屈曲支撑具有高刚度和良好的滞回耗能能力,因此,防屈曲耗能支撑具有普通支撑和滞回型耗能元件的优点,具有良好的应用价值。
[0014] 形成防屈曲支撑隔震层,可充分利用隔震层的大变形,促进防屈曲支撑充分发挥耗能作用,增加耗能。因为防屈曲支撑是位移相关型阻尼器,只有增加位移才能增加耗能,隔震层为防屈曲支撑的充分发挥奠定了基础。
[0015] 本框架安装方便、便于拆卸,其耗能能力强,具有广泛的防震、抗震应用领域。
附图说明
[0016] 图I为本实用新型的实施例I外形结构示意图;
[0017] 图2为本实用新型的实施例I的芯板结构示意图;
[0018] 图3为本实用新型的实施例I芯板结构示意图;
[0019] 图4为本实用新型的实施例2芯板结构示意图;
[0020] 图5为本实用新型的实施例3芯板结构示意图;
[0021] 图6为本实用新型的实施例4芯板结构示意图;
[0022] 图7为本实用新型的实施例5芯板结构示意图。[0023] 图中:1.框架;2.橡胶隔震支座;3.防屈曲支撑杆;4.套管;5.芯板;6.砂浆层;7.空气间隔层;8.无粘结材料层。
具体实施方式
[0024] 实施例I
[0025] 如图I、图2所示,装置包括框架1,框架I之间设有隔震层,隔震层设有橡胶隔震支座2,橡胶隔震支座2之间设有防屈曲支撑杆3,防屈曲支撑杆3分别与框架I连接。
[0026] 防屈曲支撑杆3包括套管4以及设置在套管4内的芯板5。如图3所示,芯板5为 十字形。套管4与芯板5之间填充砂浆层6,砂浆层6与芯板5之间设置空气间隔层7。
[0027] 实施例2
[0028] 如图4所示,芯板2为工字形。
[0029] 其它同实施例I。
[0030] 实施例3
[0031] 如图5所示,芯板2为平板形,砂浆层6与芯板5之间设置无粘结材料层8。
[0032] 其它同实施例I。
[0033] 实施例4
[0034] 如图6所示,芯板2为圆管形,砂浆层6与芯板5之间设置无粘结材料层8。
[0035] 其它同实施例I。
[0036] 实施例5
[0037] 如图I所示,芯板2为方管形。
[0038] 其它同实施例I。

Claims (6)

1. ー种防屈曲支撑橡胶垫隔震支座,包括框架(I),其特征在于,框架(I)之间有隔震层,隔震层设有橡胶隔震支座(2),橡胶隔震支座(2)之间设有防屈曲支撑杆(3),防屈曲支撑杆(3)分别与框架(I)连接。
2.根据权利要求I所述的防屈曲支撑橡胶垫隔震支座,其特征在于,防屈曲支撑杆(3)包括套管(4)以及设置在套管(4)内的芯板(5)。
3.根据权利要求2所述的防屈曲支撑橡胶垫隔震支座,其特征在于,芯板(5)为平板形或十字形或エ字形或圆管形或方管形。
4.根据权利要求3所述的防屈曲支撑橡胶垫隔震支座,其特征在于,套管(4)与芯板(5)之间填充砂浆层(6)。
5.根据权利要求4所述的防屈曲支撑橡胶垫隔震支座,其特征在于,砂浆层(6)与芯板(5)之间设置空气间隔层(7)。
6.根据权利要求4所述的防屈曲支撑橡胶垫隔震支座,其特征在于,砂浆层(6)与芯板(5)之间设置无粘结材料层(8)。
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