CN214089446U - 应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座，包括上支座板和下支座板，所述上支座板连接有上连接板，所述下支座板连接有下连接板，所述上支座板和下支座板之间通过均匀分布的若干竖向弹簧器和竖向阻尼装置连接，所述竖向阻尼装置包括连接在所述上支座板下方的竖向插板、连接在所述下支座板上方与竖向插板匹配的竖向插槽，所述竖向插板插入所述竖向插槽内并且在所述竖向插槽内填入黏弹性材料或粘滞性液体构成阻尼装置，所述上支座板和所述下支座板之间或者所述竖向插板和所述竖向插槽之间设置有支座的位移限位结构。本实用新型既能减少地震作用和风作用下的竖向振动，又具有足够的水平刚度。

Description

应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座

技术领域

本实用新型具体涉及一种应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座。

背景技术

土木建筑工程领域中，柱顶一般采用万向球铰支座，上部钢结构荷载通过支座传递给下部结构，可以高效地实现释放弯矩的铰接设计意图，万向球铰支座通过设置滑动装置还可实现释放水平约束，减小温度作用影响。但是该支座无法释放竖向约束，不能减轻竖向振动的作用。

申请号为201811284130.7的中国专利公开了一种用于桥梁上的新型减震消能支座，它由上支座板、下支座板、耐磨抗压层、多个液体粘滞阻尼器和多根消能缓冲棒组成，该支座的抗震性能好，可以释放竖向约束，但是水平刚度较弱。在沿海强台风地区及高烈度地震区的建筑，自然状态下支座受竖向的压力载荷，地震、强风等恶劣天气下，支座还可能受竖向的拉力载荷和水平方向的载荷，要求支座既能够减少地震和风作用下的竖向振动，又具有足够的水平刚度。现有的建筑类支座都无法满足这一要求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座，通过该支座形成柱顶及其上部结构的支座节点，使节点不仅能在地震、风力等作用下消能减振，还可减少柱轴力，并使支座竖向、水平位移可调节，同时增强支座的水平刚度，限制支座发生过大变形造成的节点结构失效。

本实用新型的技术方案如下：

一种应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座，包括上支座板和下支座板，所述上支座板连接有上连接板，所述下支座板连接有下连接板，其特征是，所述上支座板和下支座板之间通过均匀分布的若干竖向弹簧器和竖向阻尼装置连接，所述竖向阻尼装置包括连接在所述上支座板下方的竖向插板、连接在所述下支座板上方与竖向插板匹配的竖向插槽，所述竖向插板插入所述竖向插槽内并且在所述竖向插槽内填入黏弹性材料或粘滞性液体构成阻尼装置，所述上支座板和所述下支座板之间或者所述竖向插板和所述竖向插槽之间设置有支座的位移限位结构。

本实用新型的支座可用于下部结构柱与上部结构屋盖之间的连接形成一种支座连接节点。无地震、风力等作用的自然状态下，竖向荷载的传递路径为上部结构屋盖→上连接件→上支座板→弹簧器→下支座板→下连接件→下部结构柱；在地震、风力等作用下，竖向压力荷载过大时，弹簧器压缩到一定程度，触发阻尼装置的防线，即竖向插板向下移动顶到下支座板，往下传递荷载，保护弹簧器不会因压缩过大而破坏。弹簧器、阻尼装置在地震、风力作用下竖向往复移动可以消能减振，释放竖向约束，阻尼装置的竖向插板和竖向插槽可以提供足够的水平刚度，位移限位结构用于进一步防止上支座板、下支座板间的竖向位移或水平位移过大导致支座被破坏。

本实用新型还具有以下优选设计：

本实用新型的所述竖向插槽由平行设置的两圈槽板构成，每圈槽板首尾相连围成方形。

作为本实用新型第一种可行的位移限位结构，其包括连接在所述上支座板外边沿的侧围竖板，所述侧围竖板下端具有向内L型弯折的弯折部，所述弯折部位于所述下支座板的下方并且所述弯折部向内弯折的长度能够阻挡所述下支座板。

当支座在地震、风力等作用下受竖向拉力荷载时，弹簧器拉伸到一定程度，侧围竖板下端的弯折部向上移动与下支座板接触，再向下传递拉力荷载，保护弹簧器不会因拉伸过长而破坏。

在台风沿海地区，环境潮湿，支座内部的组件易被腐蚀，本实用新型所述下连接板的侧面设有与所述侧围竖板的弯折部对应的一圈密封板，所述密封板与所述弯折部水平相对设置并且具有间距，支座安装完成后在侧围竖板与密封板之间填入柔性密封材料，将支座内部空间封闭，提高支座的耐久性。

为进一步提高支座的水平刚度，构成所述竖向插槽的两圈槽板连接有竖向设置的加强板，所述加强板的下端固定连接所述下支座板。

本实用新型可以根据抗水平力和支座空间大小的需要，调整位移限位结构的设计，作为本实用新型的另一种位移限位结构，其包括所述竖向插板下端的倒“T”型块、所述竖向插槽上端开口处由所述槽板向内L型弯折形成与所述倒“T”型块配合的挡块。当支座受竖向拉力荷载时，竖向插板上移至其倒“T”型块顶到挡块，可避免造成弹簧器拉伸过大而破坏。

本实用新型的所述弹簧器均位于所述上支座板、竖向插板、竖向插槽和下支座板围成的中空区域内，充分利用有限的支座空间。

本实用新型为避免附加偏心弯矩导致受力不均，多个弹簧器呈方形矩阵均匀分布，或者呈圆形均匀分布。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型为包含弹簧器、阻尼装置和位移限位结构的复合型竖向减振支座，既能减少地震、风等作用下的竖向振动，又能减少强风下支座下部结构受的压力，阻尼装置和位移限位结构两种结构结合可以使支座具有足够的水平刚度，保证支座在地震、强风的极端情况下难以被破坏，在沿海强台风地区及高烈度地震区具有重要的工程参考意义。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

图1为实施例一中应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座的外形图；

图2为图1中应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座的主视图；

图3为图2中支座沿A－A剖视状态的立体图；

图4为图2中支座A－A剖视图；

图5为图2中支座沿B－B剖视状态的立体图；

图6为图2中支座B－B剖视图；

图7为实施例二中应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座的半剖视图。

附图标记说明：

1、上连接板；2、上支座板；3、竖向插板；4、槽板；41、挡块； 5、弹簧器；6、下支座板；7、下连接板；8、侧围竖板；9、加强板； 10、密封板。

具体实施方式

实施例一

如图1至图6所示的一种应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座，包括上支座板2和下支座板6，上支座板2连接有上连接板1，上连接板1用于和上部结构(屋盖)连接，下支座板 6连接有下连接板7，下连接板7用于和下部结构(柱)连接，上支座板2和下支座板6之间通过均匀分布的9根竖向弹簧器5和竖向阻尼装置连接，所述竖向阻尼装置包括连接在上支座板2下方的竖向插板3、连接在下支座板6上方与竖向插板3匹配的竖向插槽，所述竖向插板3插入所述竖向插槽内并且在所述竖向插槽内填入黏弹性材料或粘滞性液体构成阻尼装置，上支座板2和下支座板6之间设置有支座的位移限位结构。

作为优选实施例：

所述竖向插槽由平行设置的两圈槽板4构成，每圈槽板4首尾相连围成方形。

位移限位结构包括连接在上支座板2外边沿的侧围竖板8，侧围竖板8下端具有向内L型弯折的弯折部，所述弯折部位于下支座板6 的下方并且所述弯折部向内弯折的长度能够阻挡下支座板6。

下连接板7的侧面设有与侧围竖板8的弯折部对应的一圈密封板 10，密封板10与所述弯折部水平相对设置并且具有间距，支座安装完成后在侧围竖板8与密封板10之间填入柔性密封材料，将支座内部空间封闭，提高支座的耐久性。

为进一步提高支座的水平刚度，构成所述竖向插槽的两圈槽板4 连接有竖向设置的加强板9，加强板9的下端固定连接下支座板6。

弹簧器5位于上支座板2、竖向插板3、竖向插槽和下支座板6 围成的中空区域内，充分利用有限的支座空间。为避免附加偏心弯矩导致受力不均，9个弹簧器呈方形矩阵均匀分布。作为本实用新型的替换，弹簧器的数量和布置形式可以根据竖向荷载的设计需要而调整，弹簧器也可以采用圆形均匀分布的形式布置。

本实用新型的支座适用于多种受力状态：

⑴无地震、风力等作用的自然状态下，竖向荷载的传递路径为上部结构(屋盖)→上连接件1→上支座板2→弹簧器5→下支座板6 →下连接件7→下部结构(柱)。

⑵在地震、风力等作用下，竖向压力荷载过大时，弹簧器5压缩到一定程度，触发阻尼装置的防线，即竖向插板3向下移动顶到下支座板6，往下传递荷载，保护弹簧器5不会因压缩过大而破坏。

⑶在地震、风力等作用下，竖向拉力荷载过大时，弹簧器5拉伸到一定程度，触发位移限位结构的防线，即侧围竖板8的弯折部向上移动顶到下支座板6，拉力荷载向下传递，保防弹簧器5不会因拉伸过长而破坏。

⑷因为弹簧器5的水平剪切刚度较弱，较小的水平力就可能导致弹簧器5的破坏，本实施例设计了两道水平传递路径限制水平位移，支座受水平剪力作用时，一般情况触发第一道水平传递路径，即竖向插板3水平移动顶住槽板4，水平剪力由槽板4传递给下支座板6，进而再传递给下连接件7和下部结构。倘若水平剪力过大，竖向插板 3无法承受而发生变形，在水平剪力的作用下侧围竖板8可能与下支座板6接触进而触发第二道水平传递路径，水平剪力由侧围竖板8传递给下支座板6，进而再传递给下连接件7和下部结构。

实施例二

本实用新型可以根据抗水平力和支座空间大小的需要，调整位移限位结构的设计，本实施例提供了另一种设于所述竖向插板和所述竖向插槽之间的位移限位结构，如图7所示，其包括竖向插板3下端的倒“T”型块、所述竖向插槽上端开口处由槽板4向内L型弯折形成与所述倒“T”型块配合的挡块41。当支座受竖向拉力荷载时，竖向插板3上移至其倒“T”型块顶到挡块41，可以避免造成弹簧器拉伸过大而破坏。

本实用新型的核心在于将弹簧器、阻尼装置、位移限位结构进行一体化设计，构成一种复合型支座，结构紧凑，安装方便，通过弹簧器与阻尼装置的往复运行实现竖向消能减震的作用，降低强台风和地震对建筑的影响，减少对支座下方建筑结构的不利影响。同时通过阻尼装置、位移限位结构的设计提高了支座的水平刚度，也通过阻尼装置和位移限位结构结合保护弹簧器不被破坏。

本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此。凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座，包括上支座板和下支座板，所述上支座板连接有上连接板，所述下支座板连接有下连接板，其特征在于：所述上支座板和下支座板之间通过均匀分布的若干竖向弹簧器和竖向阻尼装置连接，所述竖向阻尼装置包括连接在所述上支座板下方的竖向插板、连接在所述下支座板上方与竖向插板匹配的竖向插槽，所述竖向插板插入所述竖向插槽内并且在所述竖向插槽内填入黏弹性材料或粘滞性液体构成阻尼装置，所述上支座板和所述下支座板之间或者所述竖向插板和所述竖向插槽之间设置有支座的位移限位结构。

2.根据权利要求1所述的应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座，其特征在于，所述竖向插槽由平行设置的两圈槽板构成，每圈槽板首尾相连围成方形。

3.根据权利要求2所述的应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座，其特征在于，所述位移限位结构包括连接在所述上支座板外边沿的侧围竖板，所述侧围竖板下端具有向内L型弯折的弯折部，所述弯折部位于所述下支座板的下方并且所述弯折部向内弯折的长度能够阻挡所述下支座板。

4.根据权利要求3所述的应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座，其特征在于，所述下连接板的侧面设有与所述侧围竖板的弯折部对应的一圈密封板，所述密封板与所述弯折部水平相对设置并且具有间距。

5.根据权利要求4所述的应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座，其特征在于，构成所述竖向插槽的两圈槽板连接有竖向设置的加强板，所述加强板的下端固定连接所述下支座板。

6.根据权利要求2所述的应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座，其特征在于，所述位移限位结构包括所述竖向插板下端的倒“T”型块、所述竖向插槽上端开口处由所述槽板向内L型弯折形成与所述倒“T”型块配合的挡块。

7.根据权利要求2～6所述的任意一项应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座，其特征在于，所述弹簧器均位于所述上支座板、竖向插板、竖向插槽和下支座板围成的中空区域内。

8.根据权利要求7所述的应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座，其特征在于，多个弹簧器呈方形矩阵均匀分布。

9.根据权利要求7所述的应用于高烈度强风区柱顶的弹簧阻尼竖向减振可限位支座，其特征在于，多个弹簧器呈圆形均匀分布。

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