CN209637008U - 一种橡胶隔震支座受拉保护构造 - Google Patents

Abstract

一种橡胶隔震支座受拉保护构造，包括上支墩、下支墩和隔震支座，隔震支座包括支座主体、上盖板和下盖板，上盖板的下侧与支座主体固定连接，上盖板的上侧固定连接有至少一个限位座，限位座插入限位套内，限位座和限位套均埋入上支墩的底部，限位套的外侧表面与上支墩的混凝土固定连接；上连接件为抗拉钢环，包括卡固环板、连接环板和限位环板，限位环板、连接环板和上盖板之间围合形成提离空间，上支墩带动抗拉钢环和上连接锚栓在提离空间的高度范围内可竖向相对滑动。本实用新型能够释放部分隔震支座竖向变形，形成摇摆机制，设置二道防线，在极罕遇地震作用的极限状态下时，隔震支座承受一定的拉力，防止结构出现倾覆。

Description

一种橡胶隔震支座受拉保护构造

技术领域

本实用新型涉及一种叠层橡胶隔震支座，特别是一种受拉自保护的叠层橡胶隔震支座构造。

背景技术

叠层橡胶支座隔震是目前应用最为广泛的隔震装置，其中上连接盖板与建筑物上部结构相连，下连接盖板与建筑物基础相连，以传递水平剪力。叠层橡胶隔震支座具有水平刚度低、竖向抗压刚度及受压承载力高等特性，但其抗拉刚度及受拉承载力明显不足。当结构高宽比较大或竖向地震作用较大时，叠层橡胶隔震支座不可避免的出现受拉的情况，受拉后橡胶层内部微观结构发生破坏，出现细微的孔洞，不仅影响隔震支座的竖向拉压刚度与承载力，还严重影响支座水平变形性能，降低了支座的弹性性能。当支座产生受拉损伤又在地震往复作用下再次压缩时，支座的受压刚度降低至原刚度的二分之一左右，且受压承载力急剧下降，当变形进一步增大时，钢板层与橡胶层产生撕裂，导致上部结构存在倾覆的危险。叠层橡胶隔震支座抗拉能力不足严重制约了其在高宽比较大的建筑和高烈度区高层建筑中的应用。

技术人员为了解决这个问题一般有采取以下措施：

一、在橡胶隔震支座中设置抗拔措施，如设置抗拉钢筋、钢丝绳、预应力钢绞线等。或将隔震支座的连接板做大，在支座连接板上设置钢板和抗拉限位装置，通过刚性挡板限制橡胶支座的竖向位移，让支座和刚性挡板共同受力，提高其抗拉刚度和抗拉承载力。这类装置易导致隔震支座水平与竖向力学性能耦合，支座构造复杂，实施难度大，同时增加了支座的水平刚度，减震效果有所降低。

二、将橡胶隔震支座与碟形弹簧等装置串联，碟形弹簧的竖向拉伸刚度小于橡胶隔震支座抗拉刚度，两者串联后，整体的拉伸刚度更小。这种类型的抗拉隔震支座构造复杂，实施难度大，会产生较大的竖向位移，有可能会造成局部不稳定情况的发生。抗拉隔震支座要求支座同时具有水平隔震和竖向抗拉的功能，所以设计时应考虑：保证支座的承载力；水平隔震和震后支座的复位能力；支座抗拉功能的实现；避免支座水平刚度和竖向刚度发生耦合。采用碟形弹簧与橡胶支座串联使用支座构造复杂，实施难度大，同时增加了支座的水平刚度，会影响水平减震效果。

三、在隔震支座附近设置简易抗拔装置。简易的抗拔装置是两根拉杆的上部固定在与上部结构一体的隔震结构梁上，下端利用横杆反兜于隔震专用梁的下部，支座出现拉力时会导致支座发生较明显的变形，使抗拔装置的横杆与隔震专用梁接触，而倾覆弯矩引起的竖向拉力经拉杆传递到隔震结构梁上，确保隔震支座不会出现过大的拉力，保证结构安全。抗拔限位装置单独设置，并通过优化其刚度和连接间隙值，限制隔震支座在地震作用下的拉伸变形，这类抗拔装置不影响隔震支座的水平性能。

简易的抗拔装置不仅需要满足竖向抗拉刚度和承载力的要求，还需要适应隔震层水平方向的变形，导致隔震结构梁尺寸较大，影响原建筑功能使用。橡胶隔震支座在水平大变形的状态下，隔震支座由于水平力引起的附加弯矩会出现轻微倾覆，导致简易抗拔装置交叉梁之间的间隙变大，当隔震结构高宽比接近4.0，且位于发震断裂带附近时，结构竖向地震作用较大，由于竖向地震作用并不导致结构出现倾覆，但仍然导致隔震支座出现较大的拉应力，与水平地震产生的倾覆弯矩叠加，除周边叠层橡胶隔震支座外，中部叠层橡胶隔震支座也容易出现拉应力，此时上述方案难以实施。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种橡胶隔震支座受拉保护构造，要解决现有橡胶隔震结构在强震作用下，当支座出现较大拉应力时，上支座盖板与上支墩竖向脱开，叠层橡胶隔震支座因为拉力导致钢板和橡胶层撕裂失去隔震作用，导致上部结构存在倾覆的危险，隔震支座无法继续起到水平隔震耗能作用的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种橡胶隔震支座受拉保护构造，包括上支墩、下支墩和连接在上支墩与下支墩之间的隔震支座，所述隔震支座包括支座主体、通过上连接件与上支墩连接的上盖板以及通过下连接件与下支墩连接的下盖板，

所述上盖板为钢板，上盖板的下侧与支座主体固定连接，上盖板的上侧固定连接有至少一个限位座，所述限位座的外部套有限位套，所述限位套的内腔尺寸与限位座的外轮廓尺寸相适应，限位套的底部开口正对限位座，所述限位座插入限位套内，所述限位座和限位套均埋入上支墩的底部，其中限位套的外侧表面与上支墩的混凝土固定连接；

所述上盖板的边缘打磨成外凸的弧形边缘，所述上连接件为抗拉钢环，所述抗拉钢环套在上盖板的四周，抗拉钢环为定截面环，其横截面形状为倒Z型，包括卡固环板、连接环板和限位环板，所述连接环板竖向设置，连接环板的两端分别与卡固环板和限位环板的一端固定连接，卡固环板和限位环板均水平设置并朝向相反，限位环板相对连接环板朝内，卡固环板相对连接环板朝外，

所述卡固环板紧贴上支墩的下侧表面，所述卡固环板上开有一圈间隔等距离设置的上螺栓孔，上螺栓孔内连接有锚入上支墩的上连接锚栓，所述限位环板、连接环板和上盖板之间围合形成提离空间，上支墩带动抗拉钢环和上连接锚栓在提离空间的高度范围内可竖向相对滑动；

所述下盖板的边部一周均匀开有下螺栓孔，所述下连接件为下连接锚栓，下螺栓孔内连接有锚入下支墩的下连接锚栓。

所述限位座在上盖板上侧的居中设置。

所述限位座为不设底板的等壁厚空心柱壳，其纵向截面为倒U形，其横向截面为圆环形或方环形，其中方环形的四角为圆弧倒角。

所述限位套为不设底板的等壁厚空心柱壳，其纵向截面为倒U形，其横向截面为圆环形或方环形，其中方环形的四角为圆弧倒角。

所述上盖板为圆形或者矩形。

所述下盖板为圆形或者矩形。

所述抗拉钢环沿上盖板的边缘设置一周或者分段式间隔设置一组，所述上连接锚栓在每个分段上各设置一根。

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：

本实用新型为充分发挥叠层橡胶隔震支座的性能，避免叠层橡胶隔震支座承受不利的拉力，设计了防止叠层橡胶隔震支座竖向受拉的装置，该装置能够释放部分隔震支座竖向变形，在一定程度上形成摇摆机制，将上部结构在水平地震作用下的动能转化为竖向重力作用下的势能， 并设置构造装置作为二道防线，在极罕遇地震作用的极限状态下时，隔震支座承受一定的拉力，防止结构出现倾覆。

本实用新型装置主要包括两部分，即可提离装置和叠层橡胶隔震支座。叠层橡胶隔震支座与常规橡胶支座类似。可提离装置包括限位座和抗拉环，其中限位座安装在上支墩和叠层橡胶支座上盖板之间。上支墩可带动可提离装置上下移动，其中上下移动通过提离空间实现。

本实用新型在地震作用下，上支墩复位后，叠层橡胶隔震支座能够继续起到水平隔震耗能作用，并设置限位套与限位座之间接触产生抗倾覆弯矩，防止隔震结构在极罕遇地震下出现倾覆。本实用新型构造简单，能够使叠层橡胶隔震支座应用于高烈度区，大大推动了橡胶支座隔震结构的应用范围。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构的整体示意图。

图2是本实用新型实施例一隔震支座的结构示意图。

图3是本实用新型实施例二隔震支座的结构示意图。

附图标记：1－上支墩、2－下支墩、3－支座主体、4－上盖板、41－卡固环板、42－连接环板、43－限位环板、5－下盖板、6－限位座、7－限位套、8－提离空间、9－上连接锚栓、10－下连接锚栓。

具体实施方式

实施例一参见图1-2所示，一种橡胶隔震支座受拉保护构造，包括上支墩1、下支墩2和连接在上支墩1与下支墩2之间的隔震支座，所述隔震支座包括支座主体3、通过上连接件与上支墩1连接的上盖板4以及通过下连接件与下支墩2连接的下盖板5。

所述上盖板4为钢板，上盖板4的下侧与支座主体固定连接，上盖板4的上侧固定连接有至少一个限位座6，所述限位座6的外部套有限位套7，所述限位套7的内腔尺寸与限位座6的外轮廓尺寸相适应，限位套7的底部开口正对限位座6，所述限位座6插入限位套7内，所述限位座6和限位套7均埋入上支墩1的底部，其中限位套7的外侧表面与上支墩1的混凝土固定连接。

所述上盖板4的边缘打磨成外凸的弧形边缘，所述上连接件为抗拉钢环，所述抗拉钢环套在上盖板4的四周，抗拉钢环为定截面环，其横截面形状为倒Z型，包括卡固环板41、连接环板42和限位环板43，所述连接环板42竖向设置，连接环板42的两端分别与卡固环板41和限位环板43的一端固定连接，卡固环板41和限位环板43均水平设置并朝向相反，限位环板43相对连接环板42朝内，卡固环板41相对连接环板42朝外。

所述卡固环板41紧贴上支墩1的下侧表面，所述卡固环板41上开有一圈间隔等距离设置的上螺栓孔，上螺栓孔内连接有锚入上支墩的上连接锚栓9，所述限位环板、连接环板和上盖板4之间围合形成提离空间8，上支墩1带动抗拉钢环和上连接锚栓9在提离空间的高度范围内可竖向相对滑动。

所述下盖板5的边部一周均匀开有下螺栓孔，所述下连接件为下连接锚栓10，下螺栓孔内连接有锚入下支墩的下连接锚栓10。所述限位座6在上盖板4上侧的居中设置。

所述限位座6为不设底板的等壁厚空心柱壳，其纵向截面为倒U形，其横向截面为圆环形。所述限位套7为不设底板的等壁厚空心柱壳，其纵向截面为倒U形，其横向截面为圆环形。所述上盖板4为圆形，在其它实施例中也可以为矩形。所述下盖板5为圆形，在其它实施例中也可以为矩形。所述抗拉钢环沿上盖板4的边缘设置一周。

实施例二参见图1和3所示，与实施例一不同的是，所述限位座6横向截面为方环形，其中方环形的四角为圆弧倒角。所述限位套7为不设底板的等壁厚空心柱壳，其横向截面为方环形，其中方环形的四角为圆弧倒角。所述抗拉钢环沿上盖板4的边缘分段式间隔设置一组。所述上连接锚栓9在每个分段上各设置一根。

本实用新型的受力具有以下特点：

一、非地震作用下，支座装置主要承受竖向压力，限位座和抗拉环均不受力。

二、地震作用下有两种受力模式：压剪模式及拉剪模式。

压剪模式时，橡胶支座上盖板与上支墩直接接触传递压力，限位套与限位座接触传递剪力；

拉剪模式时，限位套与限位座脱开，不传递拉力，隔震支座此时亦无拉力，限位套与限位座接触传递剪力，当支座产生较大水平变形时，如橡胶支座水平剪切变形达到100%甚至更大时，隔震支座由于水平力引起的附加弯矩会出现轻微倾覆，导致支座上盖板无法保持水平状态，由于限位套与限位座之间接触产生抗倾覆弯矩防止隔震支座出现倾覆，支座上盖板仍然保持水平状态。此时抗拉环与隔震支座上盖板的下表面留有足够的缝隙，不产生接触，不传递拉力。

当遭遇极罕遇地震时，抗拉环作为该装置的二道防线，抗拉环与隔震支座上盖板的下表面接触传递拉力，隔震支座受拉，由于地震为往复运动，隔震支座在极限状态下能够提供一定的拉力，对结构抗倾覆力矩有一定的贡献，防止结构出现倾覆。

Claims (7)

1.一种橡胶隔震支座受拉保护构造，包括上支墩（1）、下支墩（2）和连接在上支墩（1）与下支墩（2）之间的隔震支座，所述隔震支座包括支座主体（3）、通过上连接件与上支墩（1）连接的上盖板（4）以及通过下连接件与下支墩（2）连接的下盖板（5），其特征在于：

所述上盖板（4）为钢板，上盖板（4）的下侧与支座主体固定连接，上盖板（4）的上侧固定连接有至少一个限位座（6），所述限位座（6）的外部套有限位套（7），所述限位套（7）的内腔尺寸与限位座（6）的外轮廓尺寸相适应，限位套（7）的底部开口正对限位座（6），所述限位座（6）插入限位套（7）内，所述限位座（6）和限位套（7）均埋入上支墩（1）的底部，其中限位套（7）的外侧表面与上支墩（1）的混凝土固定连接；

所述上盖板（4）的边缘打磨成外凸的弧形边缘，所述上连接件为抗拉钢环，所述抗拉钢环套在上盖板（4）的四周，抗拉钢环为定截面环，其横截面形状为倒Z型，包括卡固环板（41）、连接环板（42）和限位环板（43），所述连接环板（42）竖向设置，连接环板（42）的两端分别与卡固环板（41）和限位环板（43）的一端固定连接，卡固环板（41）和限位环板（43）均水平设置并朝向相反，限位环板（43）相对连接环板（42）朝内，卡固环板（41）相对连接环板（42）朝外；

所述卡固环板（41）紧贴上支墩（1）的下侧表面，所述卡固环板（41）上开有一圈间隔等距离设置的上螺栓孔，上螺栓孔内连接有锚入上支墩的上连接锚栓（9），所述限位环板、连接环板和上盖板（4）之间围合形成提离空间（8），上支墩（1）带动抗拉钢环和上连接锚栓（9）在提离空间的高度范围内可竖向相对滑动；

所述下盖板（5）的边部一周均匀开有下螺栓孔，所述下连接件为下连接锚栓（10），下螺栓孔内连接有锚入下支墩的下连接锚栓（10）。

2.根据权利要求1所述的橡胶隔震支座受拉保护构造，其特征在于：所述限位座（6）在上盖板（4）上侧的居中设置。

3.根据权利要求2所述的橡胶隔震支座受拉保护构造，其特征在于：所述限位座（6）为不设底板的等壁厚空心柱壳，其纵向截面为倒U形，其横向截面为圆环形或方环形，其中方环形的四角为圆弧倒角。

4.根据权利要求3所述的橡胶隔震支座受拉保护构造，其特征在于：所述限位套（7）为不设底板的等壁厚空心柱壳，其纵向截面为倒U形，其横向截面为圆环形或方环形，其中方环形的四角为圆弧倒角。

5.根据权利要求3或4所述的橡胶隔震支座受拉保护构造，其特征在于：所述上盖板（4）为圆形或者矩形。

6.根据权利要求3或4所述的橡胶隔震支座受拉保护构造，其特征在于：所述下盖板（5）为圆形或者矩形。

7.根据权利要求1或2所述的橡胶隔震支座受拉保护构造，其特征在于：所述抗拉钢环沿上盖板（4）的边缘设置一周或者分段式间隔设置一组，所述上连接锚栓（9）在每个分段上各设置一根。