本发明涉及防震技术领域，特别是涉及一种自复位隔震支座。
背景技术：
地震是人类长期以来面临的重大自然灾害之一，它不仅威胁人类生命和财产安全，还会造成房屋和基础设施的倒塌毁坏，公共交通的阻塞和中断，为此我们必须采取必要的抗震措施来减少地震带给我们的损失。传统建筑采用抗震方法立足于“抗”，主要通过提高构件承载力或塑性变形能力来耗散地震能量，这样往往不经济或不美观；而隔震技术把建筑物对地震“硬抗”变为“疏导”，利用专门的隔震元件，阻隔地震能量向上部结构传递，从而保证建筑物本身的安全，隔震技术能明显降低建筑物受到的地震作用，延长上部结构的基本周期，提高结构整体抗震性能，具有显著的经济效果。
形状记忆合金(shapememoryalloys,简称sma)是一种新型智能材料，以其独特的形状记忆效应、超弹性、高阻尼性能等在土木工程领域中得到了大量研究与应用，sma可恢复应变高达6％～8％，超弹性屈服应力在400～500mpa之间，极限变形可达20％，具有非常好的滞回耗能和高阻尼特性。sma绞线超弹性是指当材料在可恢复应变范围内，在外荷载作用下材料超过自身屈服应力后再完全卸载，材料的应变几乎能完全恢复而不产生残余变形，在此期间从荷载位移曲线可以发现，材料具有相当可观滞回耗能特性，并且在未发生屈服前弹性模量较大。利用sma丝制成的绞线不仅可以继承sma单丝本身拥有的特性，而且相比于同截面的棒材具有轴向受拉强度高、抗扭和抗弯能力强、抗疲劳性能好等优势，sma绞线也可以制作成不同直径和类型的截面型式，可以满足工程上所需不同的抗震性能需求。
现有的隔震支座主要分为两大类：橡胶类隔震支座和摩擦类隔震支座。这两类隔震支座虽然具有一定的隔震性能，但也存在一些缺点：橡胶作为有机材料，本身耗能能力有限，其老化反应对支座耐久性的影响较大，橡胶变形模量低，水平变形大，这样容易导致支座发生失稳，同时在大震后橡胶类支座存在难于复位问题；摩擦类隔震支座在小震作用下对地震动的敏感性较差，在大震作用下其水平位移幅值很难控制，同时该类支座对加工精度要求较高，使用成本太大。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种自复位隔震支座，解决现有技术中传统支座变形大，耗能能力弱，复位能力差，易落梁，抗震能力差，使用成本高的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种自复位隔震支座，包括：上连接板、下连接板、导向通道、sma绞线、高阻尼橡胶本体和橡胶叠合钢板，所述上连接板和下连接板内部穿设有多个导向通道，所述sma绞线组穿过所述导向通道并形成环形闭合通路，所述高阻尼橡胶本体和橡胶叠合钢板分层交错连接于所述上连接板和下连接板之间。
其中，所述导向通道包括横向导向通道和纵向导向通道，所述sma绞线包括横向sma绞线组和纵向sma绞线组，所述横向导向通道和所述纵向导向通道分别处于不同平面内，所述横向sma绞线组穿过所述横向导向通道并形成环形闭合通路，所述纵向sma绞线组穿过所述纵向导向通道并形成环形闭合通路。
其中，所述横向导向通道沿所述上连接板和所述下连接板分别横向等距布置4个，每个所述横向导向通道穿设有1束sma绞线；所述纵向导向通道沿所述上连接板和所述下连接板分别纵向等距布置5个，每个所述纵向导向通道穿设有1束sma绞线。
其中，所述1束sma绞线为由1根sma绞线组成、由7根sma绞线围成、由19根sma绞线围成及由7*7根sma绞线围成其中的一种。
其中，还包括滑移保护块，所述滑移保护块设于所述导向通道的两端，并与所述sma绞线连接。
其中，还包括钢保护层，所述高阻尼橡胶本体和所述橡胶叠合钢板套设于所述钢保护层的内侧。
其中，所述钢保护层为薄壁型圆钢；所述上连接板和所述下连接板均为方形钢板。
其中，所述高阻尼橡胶本体和所述橡胶叠合钢板的横截面为圆形，且所述高阻尼橡胶本体的直径大于所述橡胶叠合钢板的直径。
其中，所述上连接板和下连接板均设有多个螺栓孔。
其中，所述导向通道的内径等于或略大于所述sma绞线的外径。
(三)有益效果
本发明提供的一种自复位隔震支座，在上、下连接板增设导向通道，并穿设sma绞线，sma绞线不仅可以增大支座在小震作用下的侧向刚度，提高支座抗剪能力，而且在大震作用下sma绞线屈服后会耗散大量地震能量，sma绞线超弹性可以实现支座在震后的复位能力；sma绞线作为第一道防线可以在地震作用下先保护高阻尼橡胶本体，sma绞线增强了支座的耗能能力和稳定性，明显改善了结构的隔震效果；上连接板和下连接板分别固定在上部结构和基础结构上，而sma绞线又将上连接板和下连接板串联在一起，当上部结构在极端荷载作用下发生较大位移时，可以起到限位作用，防止落梁的发生；高阻尼橡胶本体和橡胶叠合钢板分层交错布置于上连接板和下连接板之间，可以有效增大支座竖向刚度。
附图说明
图1为本发明一种自复位隔震支座的结构示意图；
图2为本发明一种自复位隔震支座的左视图；
图3为本发明一种自复位隔震支座的主视图；
图4为本发明一种自复位隔震支座的上、下连接板的结构示意图；
图5为本发明sma绞线的一种布置示意图；
图6为本发明sma绞线的一种布置示意图；
图7为本发明sma绞线的一种布置示意图；
图8为本发明sma绞线的一种布置示意图。
图中，1、上连接板；2、下连接板；3、高阻尼橡胶本体；4、橡胶叠合钢板；5、横向sma绞线组；6、纵向sma绞线组；7、螺栓孔；8、钢保护层；9、横向导向通道；10、纵向导向通道；11、滑移保护块；12、sma绞线
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-4所示，本发明公开一种自复位隔震支座，包括：上连接板1、下连接板2、导向通道、sma绞线、高阻尼橡胶本体3和橡胶叠合钢板4，所述上连接板1和下连接板2内部穿设有多个导向通道，所述sma绞线组穿过所述导向通道并形成环形闭合通路，所述高阻尼橡胶本体3和橡胶叠合钢板4分层交错连接于所述上连接板1和下连接板2之间。
具体的，上连接板1连接于相应上部结构下方，下连接板2连接于相应基础结构上方，上连接板1和下连接板2在竖向保持对齐。高阻尼橡胶本体3和橡胶叠合钢板4给予上连接板1和下连接板2之间的竖向支撑，sma绞线通过导向通道将上、下连接板2连接起来，增强支座的耗能能力和稳定性。橡胶类支座也可以是其他类型的支座元件，如摩擦类支座。
本发明的工作原理为：
在外荷载作用较小时，本自复位隔震支座(以下简称：支座)几乎不会发生位移，此时上部结构和基础结构可视为刚性连接，支座竖向刚度由高阻尼橡胶本体3和橡胶叠合钢板4共同提供；在中等强度地震作用下，支座开始发生水平位移，sma绞线和支座处于并联关系，sma绞线提供给支座足够的侧向刚度来抵抗水平变形；在大震作用下，支座位移进一步增大，sma绞线屈服进入滞回耗能状态，耗散大量地震能量。sma绞线在可恢复应变范围内均可提供足够的恢复力来控制支座最大水平位移，震后sma绞线超弹性可以使支座复位，同时sma绞线弹性模量可达20～30gpa，隔震支座具有足够大的极限应变刚度，这样可以防止支座水平位移过大而导致失稳的发生。
本发明提供的一种自复位隔震支座，在上、下连接板增设导向通道，并穿设sma绞线，sma绞线不仅可以增大支座在小震作用下的侧向刚度，提高支座抗剪能力，而且在大震作用下sma绞线屈服后会耗散大量地震能量，sma绞线超弹性可以实现支座在震后的复位能力；sma绞线作为第一道防线可以在地震作用下先保护高阻尼橡胶本体，sma绞线增强了支座的耗能能力和稳定性，明显改善了结构的隔震效果；上连接板和下连接板分别固定在上部结构和基础结构上，而sma绞线又将上连接板和下连接板串联在一起，当上部结构在极端荷载作用下发生较大位移时，可以起到限位作用，防止落梁的发生；高阻尼橡胶本体和橡胶叠合钢板分层交错布置于上连接板和下连接板之间，可以有效增大支座竖向刚度。
其中，所述导向通道包括横向导向通道9和纵向导向通道10，所述sma绞线包括横向sma绞线组5和纵向sma绞线组6，所述横向导向通道9和所述纵向导向通道10分别处于不同平面内，所述横向sma绞线组5穿过所述横向导向通道9并形成环形闭合通路，所述纵向sma绞线组6穿过所述纵向导向通道10并形成环形闭合通路。横向导向通道9和所述纵向导向通道10分别处于不同平面内，即横向导向通道9和纵向导向通道10交叉且不相连，使得横向sma绞线组5和纵向sma绞线组6不相互阻碍。sma绞线的纵、横向布置可以实现支座在水平两个方向的自复位功能，无论支座在纵向还是横向作用力下，sma绞线总是处于拉伸状态，sma绞线的布置构造可以极大提高其使用效率。具体的，本实施例中的横向导向通道9和纵向导向通道10为相互垂直布置，可加强对水平方向的自复位性能。
其中，所述横向导向通道9沿所述上连接板1和所述下连接板2分别横向等距布置4个，每个所述横向导向通道9穿设有1束sma绞线；所述纵向导向通道10沿所述上连接板1和所述下连接板2分别纵向等距布置5个，每个所述纵向导向通道10穿设有1束sma绞线。根据实际需要，可以沿横向和纵向设置不同数量和不同间距的导向通道，以便sma绞线穿过。sma绞线需进行对称预张拉后连接，且每束sma绞线预张拉力大小相同。
其中，所述1束sma绞线为由1根sma绞线12组成(如图5所示)、由7根sma绞线围成、由19根sma绞线围成及由7*7根sma绞线围成其中的一种。具体的，如图6所示，由7根sma绞线12围成的1束sma绞线为中心1根sma绞线12，围绕中心绞线围有6根sma绞线12，形成横截面为近六边形的1束sma绞线；如图7所示，由19根sma绞线12围成的1束sma绞线为由7根sma绞线12围成的1束sma外侧再围绕12根sma绞线12，形成横截面为近圆形的1束sma绞线；如图8所示，由7*7根sma绞线12围成的1束sma绞线为由7根sma绞线12围成的1束sma外侧再围绕6个由7根sam绞线12围成的1束sma，形成横截面为近六边形的1束sma绞线。
其中，还包括滑移保护块11，所述滑移保护块11设于所述导向通道的两端，并与所述sma绞线连接。具体的，滑移保护块11固定于上连接板1和下连接板2的侧向位置上，滑移保护块11用于减少sma绞线在变形过程中的磨损。
其中，还包括钢保护层8，所述高阻尼橡胶本体3和所述橡胶叠合钢板4套设于所述钢保护层8的内侧，钢保护层8可以有效预防橡胶本体的老化及氧化反应，可以大大提高支座的耐久性和长期稳定性。
其中，所述钢保护层8为薄壁型圆钢；所述上连接板1和所述下连接板2均为方形钢板。
其中，所述高阻尼橡胶本体3和所述橡胶叠合钢板4的横截面为圆形，且所述高阻尼橡胶本体3的直径大于所述橡胶叠合钢板4的直径。
其中，所述上连接板1和下连接板2均设有多个螺栓孔7，用于利用螺栓分别连接上部结构和基础结构。
其中，所述导向通道的内径等于或略大于所述sma绞线的外径。这样可以方便sma绞线在导向孔里面自由滑动空间的调整，sma绞线与导向孔间相互摩擦也可以起到缓冲耗能的作用。
本发明提供一种自复位隔震支座，具有以下有益效果：
1、sma绞线不仅可以增大支座在小震作用下的侧向刚度，提高支座抗剪能力，而且在大震作用下sma绞线屈服后会耗散大量地震能量，sma绞线超弹性可以实现支座在震后的复位能力。
2、sma绞线作为第一道防线可以在地震作用下先保护橡胶主体，通过对sma绞线截面型式、直径、布置位置等参数设计，可以满足不同结构形式和地震动参数下的抗震要求，同时震后易进行检修和更换，sma绞线增强了支座的耗能能力和稳定性，明显改善了结构的隔震效果。
3、上连接板和下连接板分别固定在上部结构和基础上，而sma绞线又将上连接板和下连接板串联在一起，当上部结构在极端荷载作用下发生较大位移时，该支座可以起到限位作用，防止落梁的发生。
4、sma绞线的纵横向布置可以实现支座在水平两个方向的自复位功能，无论支座在纵向还是横向作用力下，sma绞线总是处于拉伸状态，sma绞线的布置构造可以极大提高其使用效率。
5、橡胶叠合钢板可以有效增大支座竖向刚度，钢保护层可以有效预防橡胶本体的老化及氧化反应，可以大大提高支座的耐久性和长期稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。