一种抗拉拔三维隔震支座-j9九游会真人

1.本发明涉及工程隔震技术领域，尤其涉及一种抗拉拔三维隔震支座。


背景技术：

2.建筑结构隔震技术是通过在建筑结构的底部或者中部设置隔震层或隔震装置，以延长结构的结构周期，并适当的提供阻尼使得结构的地震响应大幅度的减小，有效减小地震对建筑结构的损坏。在现有的隔震系统中，铅芯橡胶支座是最为常见的隔震支座之一。已有的研究和震害表明，铅芯橡胶支座在地震中能够起到很好的隔震效果，但铅芯橡胶支座在罕遇地震作用下会发生一些损坏，并伴随着一定的永久残余变形，其震后是不可恢复的。对震后的快速使用和修复带来了很大的挑战。
3.橡胶隔震支座竖向的抗拉能力较差，当竖向拉应力超过1.0mpa时，极易导致橡胶层之间发生撕裂破坏，造成建筑结构的倾覆。对一些高层建筑结构或者竖向地震较为敏感的建筑结构不宜采用铅芯橡胶隔震支座，这就限制铅芯橡胶隔震支座在高层建筑结构和高烈度区的应用和推广。另外，橡胶隔震支座只能进行水平向隔震，对竖向地震作用尚不能发挥作用。因此，有必要提出一种具有抗拔能力的三维隔震支座，以满足水平和竖向隔震功能且满足竖向抗拔要求。


技术实现要素：

4.本发明目的是为了克服现有隔震技术存在的缺陷而提供抗拉拔三维隔震支座，利用隔震支座四周的自复位机构中sma螺杆受拉提供竖向抗拉力，起到抗拔作用；利用sma螺杆受弯来限制隔震支座发生较大的变形，起到限位作用。利用sma的超弹性特性为隔震支座提供良好的自复位能力，从而保证建筑结构震后可恢复性和继续使用性。竖向隔震器为结构提供竖向刚度和阻尼，减少竖向地震下传递给结构的地震能量，起到竖向隔震的作用。
5.本发明采用的技术方案是：提供一种抗拉拔三维隔震支座，包括隔震支座以及设置于隔震支座四周的自复位机构和上部的竖向隔震器；所述隔震支座包括铅芯、橡胶隔震垫、上支座钢板和下支座钢板；
6.所述竖向隔震器包括下连接板、上连接板以及挤压阻尼器；所述下连接板下表面的中部与上支座钢板中部固定连接，所述上连接板通过多个挤压阻尼器与上连接板连接；
7.所述自复位机构包括限位拉杆和横向限位圆环；若干所述限位拉杆周向固定于下支座钢板上；所述横向限位圆环上开设有若干与限位拉杆滑动连接的第一圆孔，且横向限位圆环位于上支座钢板上方；所述限位拉杆顶端对横向限位圆环进行限位，所述限位拉杆顶端与横向限位圆环上表面之间具有拉伸余量，所述限位拉杆顶端与下连接板下表面之间具有挤压余量。
8.进一步的，所述限位拉杆为sma螺杆，所述sma螺杆中部为变形段，两端为螺纹段；所述sma螺杆底端通过两个螺帽固定安装在下支座钢板上，顶端安装有螺帽用于限位。
9.进一步的，所述上支座钢板上表面中部设置有凸圆台；所述下连接板下表面中部
设置有凸圆环，所述凸圆环中部设置有与所述凸圆台相卡合的凹圆台；所述上支座钢板与下连接板在凸圆台与凹圆台处通过多个螺钉固定连接。
10.进一步的，所述横向限位圆环在上支座圆钢板上的搭接长度大于d
gap
；横向限位圆环内圈到下连接板的凸圆环距离为d
gap
；上支座圆钢板外边缘到限位拉杆距离为d
gap
；距离d
gap
取隔震支座发生150％-200％剪切应变时所对应的水平位移。
11.进一步的，所述挤压阻尼器包括腔体、挤压轴和阻尼材料；所述挤压轴和阻尼材料位于腔体内；所述挤压轴包括中间的挤压段和两端的连接段，挤压段直径大于连接段的直径；腔体上下面上设有第二圆孔，其直径与挤压轴两端的连接段直径相同，所述挤压段高度小于腔体内腔高度，所述挤压轴两端的连接段滑动设置于腔体内；所述腔体底部与下连接板固定连接，所述挤压轴上端与上连接板固定连接。
12.进一步的，还包括碟簧，多个碟簧正反交替形成碟簧组件，碟簧组件套设在挤压阻尼器外。
13.进一步的，所述上连接板下表面设置有多个限位圆环，所述腔体外径与上连接板的限位圆环内径相同；所述碟簧组件两端分别抵在限位圆环下表面和下连接板上表面。
14.进一步的，所述挤压轴底部与下连接板预留一定的距离，所述挤压轴在腔体内上下运动时，挤压轴底部不与下连板发生碰撞；所述腔体顶面与上连接板下表面预留一定距离，上连接板连同挤压轴一起向下运动时，上连接板下表面不能和腔体顶面碰撞。
15.本发明的有益效果是：本发明提供抗拉拔三维隔震支座，该支座可实现水平向与竖向的双向隔震，在水平向采用铅芯橡胶支座的进行隔震，竖向采用碟簧和挤压阻尼器来提高竖向隔震能力。在小震和中震下，铅芯橡胶支座发生剪切变形，耗散地震能量减少传递给上部结构，此时自复位机构处于不工作状态，不会额外的增大支座的水平刚度；罕遇地震下，当铅芯橡胶支座发生较大的剪切变形时，sma螺杆开始受弯，起到限位作用，以保证隔震支座不发生损伤，同时利用sma螺杆本身的超弹性特性实现结构震后的自复位，提高建筑结构震后可恢复能力。该支座还可提供竖向的抗拔和竖向隔震功能，防止建筑结构的倾覆和转动，减少地震向上部结构的传递，有效地减轻甚至避免地震对建筑结构和人民财产带来的损失。可广泛的应用于多层、高层建筑结构或者高烈度区的建筑进行三维隔震。
附图说明
16.图1为本发明公开的抗拉拔三维隔震支座的结构示意图；
17.图2为本发明公开的抗拉拔三维隔震支座的正视图；
18.图3为图2中a-a线的剖视图；
19.图4为本发明公开的自复位机构示意图；
20.图5为本发明公开的竖向隔震器示意图；
21.图6为本发明公开的竖向隔震器的正视图；
22.图7为图6中b-b线的剖视图；
23.图8为本发明公开的挤压轴的结构示意图；
24.图9为本发明公开的腔体的结构示意图；
25.图10为图9的f-f线的剖视图；
26.图11为本发明公开的横向限位圆环的结构示意图；
27.图12为本发明公开的上支座钢板的结构示意图；
28.图13为本发明公开的下支座钢板的结构示意图；
29.图14为本发明公开的上连接板的结构示意图；
30.图15为本发明公开的下连接板的结构示意图；
31.图16为本发明公开的sma螺杆的结构示意图；
32.图17为本发明公开的碟簧的结构示意图。
33.附图标记：1-铅芯，2-橡胶隔震垫，3-下支座钢板，31-台阶孔，32-第一安装孔，4-上支座钢板，41-凸圆台，42-螺纹沉孔，5-自复位机构，6-sma螺杆，61-变形段，62-螺纹段，7-横向限位圆环，71-第一圆孔，72-横向限位孔，8-螺帽，9-下连接板，91-凸圆环，92-凹圆台，93-螺纹通孔，10-上连接板，101-限位圆环，102-第二安装孔，11-碟簧，12-螺钉，13-腔体，131-第二圆孔，14-挤压轴，141-挤压段，142-连接段，15-阻尼材料。
具体实施方式
34.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步详细描述，但本发明的实施方式不限于此。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
35.在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
36.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
37.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.实施例1：
39.参见图1-图3，本实施例公开一种抗拉拔三维隔震支座，包括隔震支座以及设置于隔震支座四周的自复位机构5和上部的竖向隔震器。
40.所述隔震支座包括铅芯1、橡胶隔震垫2、上支座钢板4和下支座钢板3。
41.参见图3，所述竖向隔震器包括下连接板9、上连接板10以及挤压阻尼器；所述下连接板9下表面的中部与上支座钢板4中部固定连接，所述上连接板10通过多个挤压阻尼器与上连接板10连接。本实施例采用4个挤压阻尼器。
42.参见图3-图4，所述自复位机构5包括限位拉杆和横向限位圆环7；若干所述限位拉杆周向固定于下支座钢板3上；所述横向限位圆环7上开设有若干与限位拉杆滑动连接的第一圆孔71，且横向限位圆环7位于上支座钢板4上方；所述限位拉杆顶端对横向限位圆环7进
行限位，所述限位拉杆顶端与横向限位圆环7上表面之间具有拉伸余量，所述限位拉杆顶端与下连接板9下表面之间具有挤压余量。
43.具体的，参见图13，下支座钢板3上设置有台阶孔31和第一安装孔32，台阶孔31用于与限位杆连接，第一安装孔32用于与下部主体连接。同样的，上连接板10四周也设置有与上部主体连接的第二安装孔102。
44.参见图16，优选的，所述限位拉杆为sma螺杆6，所述sma螺杆6中部为变形段61，两端为螺纹段62。参见图3，所述sma螺杆6底端通过两个螺帽8固定安装在下支座钢板3开设的台阶孔31上。横向限位圆环7上开设的第一圆孔71与sma螺杆6的直径相同，横向限位圆环7能在sma螺杆6上上下滑动，sma螺杆6顶端安装有螺帽8，用于对横向限位圆环7限位。由于橡胶隔震垫2不宜承受太大的拉力，因此当橡胶隔震垫2受拉变形，还未超过其竖向拉应力极限值时，横向限位圆环7就接触到sma螺杆6顶端的螺帽8，此时由sma螺杆6承受剩余的拉应力，从而能很好的保护橡胶隔震垫2。因此所述限位拉杆顶端与横向限位圆环7上表面之间的距离就为拉伸余量。由于限位拉杆受压易发生屈曲失稳，为了防止限位拉杆屈曲失稳，在所述限位拉杆顶端与下连接板9下表面之间留有挤压余量，当隔震支座受压时，下连接板9不能接触sma螺杆6顶端，防止sma螺杆6受压。sma螺杆6与横向限位圆环7中的中第一圆孔71为滑动连接，也保证sma螺杆在整个过程不能受压。
45.参见图3、图12、图15，上支座钢板4与下连接板9的连接关系如下：所述上支座钢板4上表面中部设置有凸圆台41，凸圆台41上设置有多个螺纹沉孔42；所述下连接板9下表面中部设置有凸圆环91，所述凸圆环91中部设置有与所述凸圆台41相卡合的凹圆台92，从而能起到定位的作用，所述凹圆台92上设置有多个螺纹通孔93；所述上支座钢板4与下连接板9在凸圆台41与凹圆台92处通过多个螺钉12固定连接。
46.参见图11，所述横向限位圆环7中部内圈为横向限位孔72。优选的，所述横向限位圆环7在上支座圆钢板上的搭接长度大于d
gap
；横向限位圆环7内圈到下连接板9的凸圆环91距离为d
gap
；上支座圆钢板外边缘到限位拉杆距离为d
gap
；距离d
gap
取隔震支座发生150％-200％剪切应变时所对应的水平位移。当隔震支座水平变形超过d
gap
时，横向限位圆环7与下连接板9的凸圆环91接触，随着隔震支座变形的继续增加，sma螺杆6开始受弯，在隔震支座大变形下起到横向限位和复位的作用。
47.参见图5-图10，所述挤压阻尼器包括腔体13、挤压轴14和阻尼材料15；腔体13为圆柱型结构，所述挤压轴14和阻尼材料15位于腔体13内。所述挤压轴14包括中间的挤压段141和两端的连接段142，挤压段141直径大于连接段142的直径。腔体13上下面上设有第二圆孔131，其直径与挤压轴14两端的连接段142直径相同，所述挤压段141高度小于腔体13内腔高度，所述挤压轴14两端的连接段142滑动设置于腔体13内；所述腔体13底部与下连接板9采用焊接连接，所述挤压轴14上端与上连接板10采用焊接连接、螺钉连接或直接螺纹连接。
48.进一步的，参见图3、图17，所述挤压阻尼器还包括碟簧11，多个碟簧11正反交替形成碟簧组件，碟簧组件套设在挤压阻尼器外，且碟簧11的内径与腔体13的外径相同。所述上连接板10下表面设置有多个限位圆环101，所述腔体13外径与上连接板10的限位圆环101内径相同，从而方便安装，也能使上连接板10受承受的压力均匀的通过限位圆环101传递至碟簧组件。所述碟簧组件两端分别抵在限位圆环101下表面和下连接板9上表面。上连接板10在地震作用下竖向运动时压缩碟簧组件，起到竖向隔震作用。挤压轴14中间段四周及腔体
13内填充满铅或油阻尼材料15。
49.在竖向地震作用下，上连接板10连同挤压轴14一起向下运动时，上连接板10上的限位圆环101压缩碟簧组件，挤压轴14压缩腔体13中的阻尼材料15，从而耗散地震能量，起到隔震作用；当上连接板10连同挤压轴14一起竖向向上运动时，挤压轴14中间挤压段141与腔体13顶面接触，从而起到竖向抗拉功能。
50.优选的，所述挤压轴14底部与下连接板9预留一定的距离，所述挤压轴14在腔体13内上下运动时，挤压轴14底部不与下连板发生碰撞；所述腔体13顶面与上连接板10下表面预留一定距离，上连接板10连同挤压轴14一起向下运动时，上连接板10下表面不能和腔体13顶面碰撞。
51.本发明提供抗拉拔三维隔震支座，具有水平与竖向双隔震和竖向抗拉拔以及大变形下限位和自复位功能。竖向隔震是依靠碟簧11和挤压阻尼器起到隔震的作用；竖向抗拉是通过挤压阻尼器和自复位机构5共同实现的，从而避免上部建筑结构倾覆；水平向隔震通过铅芯1橡胶支座进行隔震，在中小地震作用及正常使用情况下，隔震支座发生较小的水平剪切变形，耗散地震能量，自复位机构5不发挥作用。罕遇地震下，隔震支座的水平剪切变形大于自复位机构5设置的d
gap
，自复位结构中sma螺杆6开始受弯以限制隔震支座发生较大的位移。另外，sma螺杆6的超弹性特性使得隔震支座具有良好的自复位能力，从而减小结构修复或加固的费用，能有效快速地整体提升结构震后的可恢复能力。
52.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。