CN204940579U - 串联式抗拉隔震支座 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种串联式抗拉隔震支座，包括上部框式滑移隔震构件、下部环形橡胶隔震构件、连接上下部构件的抗拉杆件、设置在框式滑移隔震构件上方的上连板和设置在下部环形橡胶隔震构件下方的下连板。本实用新型通过框式滑移隔震构件与环形橡胶隔震构件共同作用实现水平滑动，可满足任何方向的水平荷载下的较大水平相对位移；地震过后，环形橡胶构件具有稳定的弹性复位功能，使支座能够自动复位；支座通过框式滑移隔震构件和连接上下部构件的抗拉杆件共同作用实现竖向抗拉能力，竖向地震作用产生的拉力通过支座从下部构件传递到上部建筑物上，具备较强的抗拉能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及土木工程、桥梁工程技术领域，具体涉及一种用于土木工程结构、桥梁结构的串联式抗拉隔震支座。
背景技术
在建筑结构设计中，设置隔震、减震支座能有效减轻地震灾害。
目前较为成熟的隔震技术包括橡胶隔震技术、摩擦隔震技术和组合隔震技术。其中，橡胶隔震技术是国际上研究应用最广泛的一种抗震技术，具有竖向承载力大、水平刚度小、大水平变形弹性性能好的特点，铅芯橡胶隔震支座还具有良好的耗能能力；摩擦隔震技术是开发应用最早的隔震技术之一，隔震层滑移后的刚度为0，系统受地面运动频率特性的影响较小，几乎不会发生共振现象，并且摩擦系数越小，隔震效果越好；组合隔震技术是在同一隔震层中，不同类型的隔震支座共同承重、协调工作，充分利用不同类型隔震支座特性，实现较好的隔震效能。研究调查发现，地震作用下中、高层建筑的隔震支座通常需要承受较大拉力，而现有橡胶隔震支座和滑移隔震支座竖向抗拉、抗倾覆能力不足，应用范围受到一些制约；地震作用过后，滑移隔震支座无恢复力，自复位能力有限。
综上所述，开发一种能够隔离水平地震作用、允许较大位移，具有较好耗能性能和较强竖向抗拉能力的串联式抗拉隔震支座，具有重要的理论意义和现实应用价值。
实用新型内容
为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于，提供一种有较强抗拉能力、允许所连接的上下构件间发生水平面内任意方向的位移、同时又具备较好较强耗能性能和一定自复位能力的串联式抗拉隔震支座。
本实用新型的技术方案为：一种串联式抗拉隔震支座，其特征是，包括上部框式滑移隔震构件、下部环形橡胶隔震构件、连接上下部构件的抗拉杆件、设置在框式滑移隔震构件上方的上连板和设置在下部环形橡胶隔震构件下方的下连板；
所述的框式滑移隔震构件包括方形上拼板、钢短柱、圆形滑动块、方形中拼板，所述钢短柱上下两端分别通过螺栓固定设置在上拼板与中拼板的四角，构成一个滑动框；所述滑动块设置在上拼板与中拼板之间的滑动框内，所述滑动块上表面中间设有圆形凹槽，所述凹槽内有通孔，所述中拼板中间设有通孔；
所述的环形橡胶隔震构件包括环形橡胶隔震支座、方形下拼板、铅芯，所述环形橡胶隔震支座设置在所述中拼板与下拼板之间，所述铅芯对称布置在环形橡胶隔震支座内，下拼板下表面中间设有圆形凹槽，凹槽内有通孔；
所述的抗拉杆件包括抗拉钢短柱和圆形拼接块，所述抗拉钢短柱上部穿过所述框式滑移隔震构件内的滑动块的通孔，与拼接块通过沉头螺栓固定连接，所述抗拉钢短柱下部穿过所述环形橡胶构件内的下拼板的通孔，与拼接块通过沉头螺栓固定连接。
进一步地，所述框式滑移隔震构件与上连板通过螺栓固定连接，所述的环形橡胶隔震构件与下连板通过螺栓固定连接。
进一步地，所述环形橡胶隔震支座上部与所述中拼板通过螺栓固定连接，下部与下拼板通过螺栓固定连接。
进一步地，所述滑动块上下表面、凹槽内壁表面、通孔内壁表面均涂有聚四氟乙烯材料，下拼板凹槽内壁表面、通孔内壁表面均涂有聚四氟乙烯材料。
进一步地，所述上连板通过螺栓与上部建筑物固定连接，所述下连板通过螺栓与下部建筑物固定连接。
进一步地，所述方形上拼板和方形中拼板的边长均大于所述滑动块的直径。
进一步地，所述中拼板的通孔直径大于所述抗拉钢短柱的直径。
进一步地，所述滑动块的直径大于所述中拼板的通孔直径。
进一步地，所述滑动块上表面凹槽内壁预留高度大于所述拼接块的厚度。
进一步地，所述拼接块的直径大于所述下拼板通孔的直径。
本实用新型所达到的有益效果：串联式抗拉隔震支座通过框式滑移隔震构件与环形橡胶隔震构件共同作用实现水平滑动，可满足任何方向的水平荷载下的较大水平相对位移；支座在水平滑动中，滑动面添加的聚四氟乙烯材料延长结构自振周期，同时环形橡胶隔震构件的铅芯使支座能够较好的消耗水平方向的地震动能量，进一步达到减震效果；地震过后，环形橡胶构件具有稳定的弹性复位功能，使支座能够自动复位；此外，支座通过框式滑移隔震构件和连接上下部构件的抗拉杆件共同作用实现竖向抗拉能力，竖向地震作用产生的拉力通过支座从下部构件传递到上部建筑物上，具备较强的抗拉能力。
附图说明
图1为本实用新型串联式抗拉隔震支座的主视示意图；
图2为本实用新型串联式抗拉隔震支座的结构示意图；
图3为图2中所示串联式抗拉隔震支座的A-A向剖视图；
图4为图2中所示串联式抗拉隔震支座的B-B向剖视图。
附图标记说明：
1、上拼板；2、钢短柱；
3、滑动块；4、中拼板；
5、环形橡胶隔震支座；6、下拼板；
7、铅芯；8、抗拉钢短柱；
9、拼接块；10、上连板；
11、下连板；12、螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1、2所示，串联式抗拉隔震支座，包括上部框式滑移隔震构件、下部环形橡胶隔震构件、连接上下部构件的抗拉杆件、设置在框式滑移隔震构件上方的上连板10和设置在下部环形橡胶隔震构件下方的下连板11，所述框式滑移隔震构件与上连板10通过螺栓固定连接，环形橡胶隔震构件与下连板11通过螺栓固定连接。
上述框式滑移隔震构件包括边长L1的方形上拼板1、直径D1的钢短柱2、直径D2的圆形滑动块3、边长L1的方形中拼板4，所述2钢短柱上下两端分别通过螺栓固定设置在上拼板1与中拼板4的四角，构成一个滑动框；所述滑动块3设置在上拼板1与中拼板4之间的滑动框内，滑动块3上表面中间有直径D3的圆形凹槽，凹槽内有直径D4的通孔，中拼板4中间有直径D5的通孔；
上述环形橡胶隔震构件包括环形橡胶隔震支座5、边长L1的方形下拼板6、铅芯7，所述环形橡胶隔震支座设置在所述中拼板与下拼板之间，铅芯7可根据当地抗震设防要求选择对称布置在环形橡胶隔震支座5内，下拼板6下表面中间有直径D3的圆形凹槽，凹槽内有直径D4的通孔，环形橡胶隔震支座5上部与上述中拼板4通过螺栓固定连接，下部与下连板6通过螺栓固定连接；
上述连接上下构件的抗拉杆件包括直径D4的抗拉钢短柱8、直径D3的圆形拼接块9，其中抗拉钢短柱8上部穿过上述框式滑移隔震构件内的滑动块3的通孔，与拼接块9通过沉头螺栓固定连接，钢短柱8下部穿过上述环形橡胶构件内的下连板6的通孔，与拼接块9通过沉头螺栓固定连接；上述滑动块3上下表面、凹槽内壁表面、通孔内壁表面均涂有聚四氟乙烯材料，下拼板6凹槽内壁表面、通孔内壁表面均涂有聚四氟乙烯材料，聚四氟乙烯材料摩擦系数较小，有利于滑动块3在上述滑动框内顺利滑动，亦有利于抗拉杆件在凹槽、通孔内顺利滑动。上连板10通过螺栓与上部建筑物固定连接，下连板11通过螺栓与下部建筑物固定连接。
上述支座通过框式滑移隔震构件与环形橡胶隔震构件共同作用实现水平位移。其中方形拼板1、4边长L1>滑动块3直径D2，保证滑动块3能够装入滑动框内；滑动框四个侧面开放，保证滑动块3和滑动框之间有活动空间；中拼板的通孔4直径D5>抗拉钢短柱8直径D4，保证钢短柱8能够在滑动框下部中拼板中央的通孔4内活动；滑动块3直径D2>中拼板的通孔4直径D5，保证滑动块3能够相对滑动框滑动式不会脱离滑动框；由于上述滑动块3、中拼板4的通孔、抗拉钢短柱8的截面均为圆形，保证上下部构件之间能实现任意水平方向上的位移；此外，钢短柱2对滑动块3能起到一定的限位作用，支座最大水平位移量S=(D5-D4)/2。在支座承受水平地震作用时，上部滑动框和滑动块3发生水平位移，并带动下部环形橡胶构件发生形变，使支座具有较小的水平刚度，延长隔震结构的自振周期；可以选择布置铅芯7，使支座能够较好的消耗水平方向的地震动能量，进一步达到减震效果；同时，环形橡胶构件具有稳定的弹性复位功能，地震后能自动复位。
上述支座通过框式滑移隔震构件和连接上下部构件的抗拉杆件共同作用实现竖向抗拉能力。在支座承受竖向地震作用时，连接上部构件的框式滑移隔震构件的上拼板1受到拉力，通过钢短柱2将拉力传递到中拼板4，中拼板4再将拉力传递给套置于滑动框内的滑动块3，滑动块3通过凹槽内的拼接块9将拉力传递给钢短柱8，钢短柱8通过下拼板6凹槽内的拼接板9将拉力传递到下拼板6，下拼板6再将拉力传递给下方建筑物，这样，竖向地震作用产生的拉力就从上部构件传递到下部建筑物上，实现了支座抗拉的功能。同样，当下拼板6受到拉力时，按照上述相反的方向把拉力传递给上部建筑物，实现支座的抗拉功能。
上述支座在滑动块3上表面和下拼板6下表面设置凹槽，并在凹槽内布置带有拼接块9的钢短柱8。其中滑动块3上表面凹槽内壁预留高度应大于拼接块9厚度；拼接块9直径D3（凹槽直径）>下拼板6通孔直径D4（滑动块3通孔直径）；凹槽内壁及通孔内壁涂有聚四氟乙烯材料。在支座承受水平地震作用时，环形橡胶隔震构件产生较大水平位移，改变竖向刚度，其竖向存在一定微小挤压变形的压缩量，上部框式滑移隔震构件相对抗拉杆件发生微小的竖向滑动，滑动块3上表面凹槽内壁预留的高度抵消了竖向相对滑动产生的压缩量，使支座能够继续正常工作。
上述串联式抗拉隔震支座与上、下部建筑物的连接方式不限于螺栓连接方式，本领域内的技术人员可以变换其他的连接方式，如采用焊接、铰接等方式连接。
通过上述实施例中对所述的串联式抗拉隔震支座的结构的布置方式的描述及各部件之间进行相对的水平位移和传递拉力的过程分析，可以看出本实用新型所公开的串联式抗拉隔震支座允许所连接的上下建筑物构件间发生水平面内任意方向的位移，具备一定的耗能性能和自复位能力，同时又能够实现较好竖向抗拉能力。所述串联式抗拉隔震支座具有占据空间小的优点，能应用在建筑、桥梁等工程领域，具有广泛的适用性。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种串联式抗拉隔震支座，其特征是，包括上部框式滑移隔震构件、下部环形橡胶隔震构件、连接上下部构件的抗拉杆件、设置在框式滑移隔震构件上方的上连板和设置在下部环形橡胶隔震构件下方的下连板；
所述的框式滑移隔震构件包括方形上拼板、钢短柱、圆形滑动块、方形中拼板，所述钢短柱上下两端分别通过螺栓固定设置在上拼板与中拼板的四角，构成一个滑动框；所述滑动块设置在上拼板与中拼板之间的滑动框内，所述滑动块上表面中间设有圆形凹槽，所述凹槽内有通孔，所述中拼板中间设有通孔；
所述的环形橡胶隔震构件包括环形橡胶隔震支座、方形下拼板、铅芯，所述环形橡胶隔震支座设置在所述中拼板与下拼板之间，所述铅芯对称布置在环形橡胶隔震支座内，下拼板下表面中间设有圆形凹槽，凹槽内有通孔；
所述的抗拉杆件包括抗拉钢短柱和圆形拼接块，所述抗拉钢短柱上部穿过所述框式滑移隔震构件内的滑动块的通孔，与拼接块通过沉头螺栓固定连接，所述抗拉钢短柱下部穿过所述环形橡胶构件内的下拼板的通孔，与拼接块通过沉头螺栓固定连接。
2.根据权利要求1所述的串联式抗拉隔震支座，其特征是，所述框式滑移隔震构件与上连板通过螺栓固定连接，所述的环形橡胶隔震构件与下连板通过螺栓固定连接。
3.根据权利要求1所述的串联式抗拉隔震支座，其特征是，所述环形橡胶隔震支座上部与所述中拼板通过螺栓固定连接，下部与下拼板通过螺栓固定连接。
4.根据权利要求1所述的串联式抗拉隔震支座，其特征是，所述滑动块上下表面、凹槽内壁表面、通孔内壁表面均涂有聚四氟乙烯材料，下拼板凹槽内壁表面、通孔内壁表面均涂有聚四氟乙烯材料。
5.根据权利要求1所述的串联式抗拉隔震支座，其特征是，所述上连板通过螺栓与上部建筑物固定连接，所述下连板通过螺栓与下部建筑物固定连接。
6.根据权利要求1所述的串联式抗拉隔震支座，其特征是，所述方形上拼板和方形中拼板的边长均大于所述滑动块的直径。
7.根据权利要求1所述的串联式抗拉隔震支座，其特征是，所述中拼板的通孔直径大于所述抗拉钢短柱的直径。
8.根据权利要求1所述的串联式抗拉隔震支座，其特征是，所述滑动块的直径大于所述中拼板的通孔直径。
9.根据权利要求1所述的串联式抗拉隔震支座，其特征是，所述滑动块上表面凹槽内壁预留高度大于所述拼接块的厚度。
10.根据权利要求1所述的串联式抗拉隔震支座，其特征是，所述拼接块的直径大于所述下拼板通孔的直径。
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