CN209082754U - 一种抗拉型摩擦复摆钢结构隔震支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抗拉型摩擦复摆钢结构隔震支座，它由连接螺栓、拉力螺栓、支座顶板、钢板层、位移层、橡胶层、防震底座、滑块构成的，本实用新型具有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，且能将上部构造的压力可靠地传递给下部构件，有良好的弹性以适应梁端的转动，同时也增加了隔震支座对结构主体水平力释放的能力，并能够释放因温度变化、风载、地震力等因素而引起的水平力和弯矩，从而达到保护主体结构的作用。

Description

一种抗拉型摩擦复摆钢结构隔震支座

技术领域

本实用新型涉及建筑结构技术领域，特别是涉及一种抗拉型摩擦复摆钢结构隔震支座。

背景技术

地震灾害是全球性和多发性的人类自然灾害。全球平均每年发生严重地震灾害大约有数十次，平均死伤人数也超过数十万人。我国发生的比较严重的地震灾害要数海城和汶川地震灾害对人类的威害比较大，大量的房屋建筑物瞬间被毁，造成大量的人员伤亡，财产被损，尤其在汶川地震后，消能减震技术为建筑行业内所重视并取得一定发展与进步。同时相比传统抗震技术，隔震减震技术更安全可靠，不仅保证结构主体及非结构构件的安全，同时能保证内部设备正常运行；同时更加经济，从投入角度分析，隔震结构虽然增设了某些隔震装置，但是可以使主体结构在构造时减小截面构件、减少配筋的使用以及材料的使用，从而降低整个结构的造价。在设防烈度七度以上的地区，采用隔震技术不仅可以显著提高结构抗震性能，也能显著降低工程造价。同时，也能由于隔震技术的采用，上部结构地震作用减小，因此在结构选型更加自由，另外，隔震技术减少了不可再生资源的利用，如钢材、混凝土等，响应了国家政策，符合当前绿色建筑和智能建筑的发展导向，隔震及减震技术的运用能从很大程度上降低地震灾害的威胁，因此在这方面的研究有着很强的实际意义。

隔震支座是指结构为达到隔震要求而设置的支承装置，是在上部结构与地基之间增加隔震层，安装橡胶隔震支座，起到与地面的软连接，通过这样的技术，可以把地震80%左右的能量抵消掉。例如叠层橡胶支座，或称隔震橡胶支座、夹层橡胶垫等。它是一种水平刚度较小而竖向刚度较大的结构构件，可承受大的水平变形，可作为承重体系的一部分。这样的抗震技术来源于火箭发动机的研发。传统的抗震技术是把建筑物上部结构和基础牢固地连接在一起，就是把房子盖得更结实，用更粗的钢筋、更多的混凝土浇注，但这样抗震效果并不理想。从上个世纪60、70 年代开始，人们对隔震支座进行了比较系统的研究和实验，并在实际的工程中进行试验，并且做了大量的跟踪观察。关于隔震元件的研究，主要有两个方面：一方面积极探索新材料、新工艺、新方法研制各种隔震元件；另一方面研究如何在工程实际中应用隔震支座，并考虑它们的隔震性能和工程造价问题。他们可以作为单独的构件，也可以组合起来使用，有时候需要根据建筑功能的要求来决定，支撑隔震器主要承担建筑物上部结构的荷载，减震阻尼器主要是控制隔震支座产生的水平变形不会超过规范中规定的限值，减轻建筑上部结构的晃动，在地震结束时还能复位。对于叠层橡胶支座的耐久性，我们可以通过一些试验得到，如加热快速试验，建筑物在使用的过程中不断承受竖向的荷载，同时还受到外界环境的影响，如气温的变化、空气的氧化作用、正常的微小的震动等，因此，橡胶隔震支座的耐久性应该要求自身的材料具有良好的性质，而且能保证建筑设计的要求，专业人员做隔震层的设计时，应该注意隔震建筑所在场地的环境，隔震支座自身材料的性质和地震时支座的变形等，综合考虑隔震支座的耐久性。在隔震支座遭受发生火灾或高温时，由于橡胶具有可燃性和受热易变形，而隔震支座中的钢板具有良好的热传导性。所以，在隔震支座遭受发生火灾或高温时，由于钢板导热很快会加速橡胶的损坏。因此，我们在应用橡胶类的隔震支座时，其耐火性，耐高温也应该引起我们的重视。橡胶隔震支座是由多层钢板与橡胶交替叠合而成，钢板作为橡胶支座的加劲材料，改变了橡胶体竖向刚度较小的特点，使其既能降低水平地震作用，又能承受较大竖向荷载。

由于橡胶作为弹性体，耗能性不足，因此在支座中加入铅芯。铅芯橡胶隔震支座既能够承担整个上部结构的竖向荷载，延长结构周期，又能提供一定的阻尼，使得下部结构即墩和墩台的地震力重新分配，隔震层的位移也不会很大，具有很好的隔震效果。同时，铅芯橡胶隔震支座又具备一定的初始水平刚度，能够抵御荷载和制动荷载的作用。目前使用的叠层橡胶支座，是利用钢板和橡胶的各自的优点相互叠合而成。隔震支座运用在建筑中，会增加建筑结构在水平和竖向地震、扭转等作用下，建筑物抗震的能力。为了使叠层橡胶支座具有适当的阻尼比使支座具有一定的侧向刚度。在制造叠层橡胶支座时在中间设置铅棒，有的在中间加入粘性材料，或者在橡胶中加入适量的石墨制成高阻尼橡胶。在遇到大地震时，为了防止侧向位移超过支座位移的允许值，在设计是应该注意侧向保护装置的设置；橡胶支座具有良好的耐老化特性、抗氧化性、耐高温性能等。由于滑动摩擦支座本身并没有自复位能力，在大震时可能产生不可控制的位移；而叠层橡胶支座虽有自复位能力，但是阻尼有限，在耗散地震能量方面并无优势。因此，兼备复位能力和耗能特性的复合隔震体系受到广大研究人员和工程师的青睐。目前采用的复合型隔震支座包括橡胶支座与滑动支座的并联使用、橡胶支座和阻尼器的并联使用等，也包括同时具备弹性水平恢复力与阻尼的复合隔震装置。

隔震减震技术不同于传统抗震技术，其原理是“以柔克刚”，由于传统建筑把上部结构和基础连在一起，这样地震时地面运动的能量经经过基础传输到上部结构，使结构发生振动和变形，以发生破坏甚至倒塌，传统抗震方法就是在结构构件上增大梁柱截面的尺寸、增加梁柱配筋和改善建筑材料强度等来实现抗震目的。隔震减震技术的设计目标是双保护，即保证结构主体及非结构构件的安全，同时在发生地震时保证内部原件正常运行，其技术理论从两个方面着手，一是对消能减震的设计理论进行分析，这一技术适用于新旧工程，在构造、造价都比较优越，维护也方便。二是隔震技术的设计理论方面，主要就是在建筑的底部设置隔震层，以增加体系的自振周期，来达到减震的目的。近20年来，隔震技术在国内得到了飞速发展，并且隔震技术一般多用在重点建筑上。通常工程所在地为地震多发区域，在建筑物使用年限内发生地震的概率极高，因此不可避免要对隔震建筑进行支座更换；其次超长结构采用隔震技术时，由于温度应力造成支座不均匀变形，也可能需要对支座进行更换检修；再者隔震支座质量参差不齐，主体结构完成后，在竖向压力作用下，存在隔震支座可能发生横向变形，变形超出规范要求时同样要对支座进行更换检修。建筑隔震支座更换不同于桥梁支座更换，这是因为建筑隔震层层高一般都受限，一方面常规的大型同步顶升设备在狭小的空间里很难操作，另一方面同步顶升设备价格昂贵，因此急需设计一种简易的支座更换装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种抗拉型摩擦复摆钢结构隔震支座，是针对现有技术中的有些盆式橡胶支座和球型钢支座用钢量大，加工难度大，导致加工效率低的缺点，以及耐腐蚀性、抗拉性和抗弯性差，整体造价高的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种抗拉型摩擦复摆钢结构隔震支座，是由连接螺栓、拉力螺栓、支座顶板、隔震层、防震底座、滑块构成的，所述的支座顶板位于隔震支座的上部，下部设有隔震层，所述的隔震层包括橡胶层、钢板层、位移层，其中，所述的橡胶层位于隔震层的上部，下部设有钢板层，所述的橡胶层设置在支座顶板与钢板层的中间位置，所述的钢板层位于隔震层的中部，上部设有橡胶层，下部设有位移层，所述的钢板层设置在橡胶层与位移层的中间位置，所述的位移层位于隔震层的下部，上部设有钢板层，下部设有防震底座，所述的位移层设置在钢板层与防震底座的中间位置，所述的防震底座位于隔震支座的最下部，上部设有位移层，所述的滑块位于钢板层与位移层的中间位置，所述的连接螺栓分别贯穿于支座顶板边缘与防震底座边缘，所述的拉力螺栓分别贯穿于支座顶板、隔震层、防震底座的中心。

所述的位移层的主要材质是聚四氟乙烯。

所述的连接螺栓是用来固定衔接支座顶板、防震底座与隔震层的位置关系。

所述的滑块在钢板层与位移层之间沿滑道轨迹灵活滑动。

所述的连接螺栓与拉力螺栓均采用高强度螺栓。

本实用新型的有益技术效果为：

本实用新型的目的是提供一种抗拉型摩擦复摆钢结构隔震支座，是由连接螺栓、拉力螺栓、支座顶板、钢板层、位移层、橡胶层、防震底座、滑块构成的，本实用新型一种抗拉型摩擦复摆钢结构隔震支座，其结构是在隔震支座的中心设置一根拉力螺栓，将支座顶板和防震底座连接在一起，其中隔震支座由天然橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成，它具有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，且能将上部构造的压力可靠地传递给下部构件，有良好的弹性以适应梁端的转动，同时也增加了隔震支座对结构主体水平力释放的能力，即当隔震支座纵向受剪时，隔震支座在位移层内滑动位移，而达到力的释放，为减小摩擦力，使滑动顺畅，位移层的材质设为聚四氟乙烯，通过相对滑动实现定向位移，隔震支座可承受拉力和压力，可适应屋盖、连廊、天桥等钢结构的需要，它能够释放因温度变化、风载、地震力等因素而引起的水平力和弯矩，从而达到保护主体结构的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的立体剖面结构示意图；

图2为本实用新型中的钢板层与位移层的结构示意图。

附图标记

1、连接螺栓，2、拉力螺栓，3、支座顶板，4、橡胶层，5、位移层，6、钢板层，7、防震底座，8、滑块。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1

如图1、图2所示，一种抗拉型摩擦复摆钢结构隔震支座，它是由连接螺栓1、拉力螺栓2、支座顶板3、隔震层、防震底座7、滑块8所构成的，所述的支座顶板3位于隔震支座的上部，下部设有隔震层，所述的隔震层包括橡胶层4、钢板层6、位移层5，其中，所述的橡胶层4位于隔震层的上部，下部设有钢板层6，所述的橡胶层4设置在支座顶板3与钢板层6的中间位置，所述的钢板层6位于隔震层的中部，上部设有橡胶层4，下部设有位移层5，所述的钢板层6设置在橡胶层4与位移层5的中间位置，所述的位移层5位于隔震层的下部，上部设有钢板层6，下部设有防震底座7，所述的位移层5设置在钢板层6与防震底座7的中间位置，所述的防震底座7位于隔震支座的最下部，上部设有位移层5，所述的滑块8位于钢板层6与位移层5的中间位置，所述的连接螺栓1分别贯穿于支座顶板3边缘与防震底座7边缘，所述的拉力螺栓2分别贯穿于支座顶板3、隔震层、防震底座7的中心。

实施例2

如图1、图2所示，所述的位移层5的主要材质是聚四氟乙烯。

实施例3

如图1、图2所示，所述的连接螺栓1是用来固定衔接支座顶板3、防震底座7与隔震层的位置关系。

实施例4

如图1、图2所示，所述的滑块8在钢板层6与位移层5之间沿滑道轨迹灵活滑动。

实施例5

如图1、图2所示，所述的连接螺栓1与拉力螺栓2均采用高强度螺栓。

实施例6

如图1、图2所示，一种抗拉型摩擦复摆钢结构隔震支座，其结构是在隔震支座的中心设置一根拉力螺栓2，将支座顶板3和防震底座7连接在一起，其中隔震支座由天然橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成，它具有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，且能将上部构造的压力可靠地传递给下部构件，有良好的弹性以适应梁端的转动，同时也增加了隔震支座对结构主体水平力释放的能力，即当隔震支座纵向受剪时，隔震支座在位移层5内滑动位移，而达到力的释放，为减小摩擦力，使滑动顺畅，位移层5的材质设为聚四氟乙烯，通过相对滑动实现定向位移，隔震支座可承受拉力和压力，可适应屋盖、连廊、天桥等钢结构的需要，它能够释放因温度变化、风载、地震力等因素而引起的水平力和弯矩，从而达到保护主体结构的作用。

工作原理：

如图1、图2所示，一种抗拉型摩擦复摆钢结构隔震支座，是由连接螺栓1、拉力螺栓2、支座顶板3、隔震层、防震底座7、滑块8构成的，所述的支座顶板3位于隔震支座的上部，下部设有隔震层，所述的隔震层包括橡胶层4、钢板层6、位移层5，其中，所述的橡胶层4位于隔震层的上部，下部设有钢板层6，所述的橡胶层4设置在支座顶板3与钢板层6的中间位置，所述的钢板层6位于隔震层的中部，上部设有橡胶层4，下部设有位移层5，所述的钢板层6设置在橡胶层4与位移层5的中间位置，所述的位移层5位于隔震层的下部，上部设有钢板层6，下部设有防震底座7，所述的位移层5设置在钢板层6与防震底座7的中间位置，所述的防震底座7位于隔震支座的最下部，上部设有位移层5，所述的滑块8位于钢板层6与位移层5的中间位置，所述的连接螺栓1分别贯穿于支座顶板3边缘与防震底座7边缘，所述的拉力螺栓2分别贯穿于支座顶板3、隔震层、防震底座7的中心。所述的支座顶板3的作用是用来承压房屋、连廊、天桥等建筑物竖向垂直荷载，支撑混凝土的局部承压强度，所述的连接螺栓1与拉力螺栓2均采用高强度螺栓，高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力，除了其材料强度很高之外，还给螺栓施加很大预拉力，使连接构件间产生挤压力，从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力，而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力，所述的防震底座7的作用是约束承压隔震层的变形，更好的分散地震所带来的冲击力，所述的滑块8的作用是在钢板层6与位移层5之间根据外力沿滑道轨迹滑动，所说的外力包括温度变化、风载、地震力等因素而引起的水平力，隔震支座由天然橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成，它具有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，且能将上部构造的压力可靠地传递给下部构件，有良好的弹性以适应梁端的转动，同时也增加了隔震支座对结构主体水平力释放的能力，即当隔震支座纵向受剪时，隔震支座在位移层5内通过滑块8滑动位移，而达到力的释放，为减小摩擦力，使滑动顺畅，位移层5的材质设为聚四氟乙烯，通过相对滑动实现定向位移，隔震支座可承受拉力和压力，隔震支座可适应屋盖、连廊、天桥等钢结构的需要，它能够释放因温度变化、风载、地震力等因素而引起的水平力和弯矩，从而达到保护主体结构的作用。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (5)

1.一种抗拉型摩擦复摆钢结构隔震支座，由连接螺栓、拉力螺栓、支座顶板、隔震层、防震底座、滑块构成的，其特征在于：所述的支座顶板位于隔震支座的上部，下部设有隔震层，所述的隔震层包括橡胶层、钢板层、位移层，其中，所述的橡胶层位于隔震层的上部，下部设有钢板层，所述的橡胶层设置在支座顶板与钢板层的中间位置，所述的钢板层位于隔震层的中部，上部设有橡胶层，下部设有位移层，所述的钢板层设置在橡胶层与位移层的中间位置，所述的位移层位于隔震层的下部，上部设有钢板层，下部设有防震底座，所述的位移层设置在钢板层与防震底座的中间位置，所述的防震底座位于隔震支座的最下部，上部设有位移层，所述的滑块位于钢板层与位移层的中间位置，所述的连接螺栓分别贯穿于支座顶板边缘与防震底座边缘，所述的拉力螺栓分别贯穿于支座顶板、隔震层、防震底座的中心。

2.根据权利要求1所述的一种抗拉型摩擦复摆钢结构隔震支座，其特征在于：所述的位移层的主要材质是聚四氟乙烯。

3.根据权利要求1所述的一种抗拉型摩擦复摆钢结构隔震支座，其特征在于：所述的连接螺栓是用来固定衔接支座顶板、防震底座与隔震层的位置关系。

4.根据权利要求1所述的一种抗拉型摩擦复摆钢结构隔震支座，其特征在于：所述的滑块在钢板层与位移层之间沿滑道轨迹灵活滑动。

5.根据权利要求1所述的一种抗拉型摩擦复摆钢结构隔震支座，其特征在于：所述的连接螺栓与拉力螺栓均采用高强度螺栓。