多肢弹簧记忆合金隔震支座的制作方法

文档序号:16098868发布日期:2018-11-27 23:53阅读:124来源:国知局

本实用新型涉及一种减震装置,具体涉及一种多肢弹簧记忆合金隔震支座,属于减隔震装置技术领域。



背景技术:

在我国34个行政区的省会城市中,至少有21个城市存在发震活断层和具有发生近场强地震的潜在危险;全国超过2000座以上城镇时刻面临灾害性地震威胁。经济高速发展对安全的需求与我国广大城市所面临的严重地震灾害威胁产生了鲜明的矛盾,尤其是最近几次我国大地震汶川地震、玉树地震、鲁甸地震更是造成了巨大的人员伤亡和财产损失使这种矛盾更加激化。在大地震中,医疗建筑等设施也发生了巨大的破坏,更进一步加剧了伤亡,造成巨大的社会影响。

在诸多的减隔震措施中,隔震技术以及减隔震技术的联合应用是最为有效的方法。隔震技术是将上部结构和下部结构用隔震装置隔开,通过隔震装置吸收能量,从而降低上部结构的地震反应。从已知的试验成果来看,隔震装置可以达到60-90%的隔震率,效果非常明显。在经济发展的今天,人们不仅关注地震中建筑对人员安全的保护,对财产的关注越来越多,而且越来越迫切。

目前工程中使用最为广泛是以铅芯为代表的单个铅芯叠层橡胶隔震支座,其支座由连接板、内部叠层钢板、内部叠层橡胶、铅芯等组成,靠铅芯变形吸收地震能量,然后依靠橡胶恢复变形。首先的问题是铅芯污染重,在地震中支座破坏后污染风险大;其次的问题是单个铅芯还会导致叠层橡胶内部的阻尼分布不均匀。这些问题都大大影响了此类支座的应用范围。



技术实现要素:

本实用新型为了解决铅芯污染重,单个铅芯稳定性差和叠层橡胶内部的阻尼分布不均匀特点,提供一种多肢的记忆合金隔震支座,可广泛应用于桥梁、建筑房屋、储油罐、机械设备等技术领域。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:多肢弹簧记忆合金隔震支座,包括有位于中心处呈圆柱状的记忆合金柱体,记忆合金柱体的外部包裹设有减震叠层;减震叠层包括有间隔层叠的内部叠层橡胶和内部叠层钢板;减震叠层的内部阵列设有呈S形排列的记忆合金弹簧,且记忆合金弹簧镶嵌在减震叠层的内部;减震叠层的顶部安装有上部内封板、底部安装有下部内封板;减震叠层的外部包裹设有橡胶保护层;橡胶保护层、上部内封板和记忆合金柱体三者的顶部安装有上连接钢板;橡胶保护层、下部内封板和记忆合金柱体三者的底部安装有下连接钢板;上连接钢板和下连接钢板四周均匀间隔设有与其他构件用螺栓进行锚固的螺栓孔。

本实用新型还具有以下附加技术特征:

作为本实用新型方案进一步具体优化的,记忆合金弹簧的肢数为5个且均匀分割整个减震叠层。

作为本实用新型方案进一步具体优化的,上连接钢板和下连接钢板的厚度为40-50mm厚度;上连接钢板和下连接钢板直径比橡胶保护层直径至少大300mm;上部内封板和下部内封板的厚度为内部叠层钢板厚度的3-5倍。

作为本实用新型方案进一步具体优化的,记忆合金柱体的直径为橡胶保护层直径的0.38-0.45倍。

作为本实用新型方案进一步具体优化的,记忆合金弹簧的截面为长方形,宽度为记忆合金柱体直径的0.05-0.1倍,厚度2t1+t2,且为t1的整数倍。

作为本实用新型方案进一步具体优化的,内部叠层橡胶厚度为6mm,为内部叠层钢板厚度的2倍;内部叠层橡胶和内部叠层钢板的叠层数目范围为15-30层。

作为本实用新型方案进一步具体优化的,记忆合金弹簧外边缘至橡胶保护层外边缘的距离为0.4-0.8倍记忆合金弹簧的宽度。

本实用新型和现有技术相比,其优点在于:

1、本实用新型的合金芯体从上至下贯穿整个隔震支座,中心部位的记忆合金柱体直径为橡胶保护层直径的0.38-0.45倍,从减震叠层引出5个肢状形状的记忆合金弹簧,其记忆合金弹簧宽度为记忆合金柱体直径的0.05-0.1倍,均匀分割整个减震叠层。记忆合金柱体及其5个记忆合金弹簧在空间分布上相辅相成,内部叠层橡胶和内部叠层钢板的变形恢复能力大大增强,支座的稳定性大大提高。

2、本实用新型采用记忆合金柱体代替以往的铅芯,不管在地震等灾害中是否发生破坏,都不用担心其对环境的污染和危害。

3、本实用新型中耗能构件为记忆合金柱体和记忆合金弹簧。在地震中,主要通过记忆合金柱体的大变形吸收地震能量,多肢形状的记忆合金弹簧吸收一小部分的能量。根据不同的需求,调节橡胶尺寸、芯体和弹簧尺寸直径可广泛应用于桥梁、建筑房屋、储油罐、机械设备等领域。

4、多肢记忆合金弹簧的应用使橡胶的位移恢复能力大大增强。通过橡胶的位移恢复、多肢弹簧的位移恢复以及合金体自身的形状记忆多重恢复变形,具有更快的变形恢复能力。

5、多肢记忆合金弹簧的吸能能力以及增强橡胶的位移恢复能力使整个叠层橡胶的层数可以更少。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。

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,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的俯视结构示意图;

图2为图1的A-A像剖面结构示意图;

图3为记忆合金弹簧剖面结构示意图。

其中,上连接钢板1;螺栓孔2;上部内封板3;记忆合金柱体4;记忆合金弹簧5;内部叠层橡胶6;内部叠层钢板7;橡胶保护层8;下部内封板9;下连接钢板10;

d1为中心形状合金柱体的直径;d2为形状记忆合金弹簧宽度;D为橡胶体含橡胶保护层的直径;t1为内部叠层钢板的厚度;t2为内部叠层橡胶的厚度;t3为连接钢板翼缘宽度。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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,仅是为了便于描述本实用新型,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

多肢弹簧记忆合金隔震支座,包括有位于中心处呈圆柱状的记忆合金柱体4,记忆合金柱体4的外部包裹设有减震叠层;减震叠层包括有间隔层叠的内部叠层橡胶6和内部叠层钢板7;减震叠层的内部阵列设有呈S形排列的记忆合金弹簧5,且记忆合金弹簧5镶嵌在减震叠层的内部;减震叠层的顶部安装有上部内封板3、底部安装有下部内封板9;减震叠层的外部包裹设有橡胶保护层8;橡胶保护层8、上部内封板3和记忆合金柱体4三者的顶部安装有上连接钢板1;橡胶保护层8、下部内封板9和记忆合金柱体4三者的底部安装有下连接钢板10;上连接钢板1和下连接钢板10四周均匀间隔设有与其他构件用螺栓进行锚固的螺栓孔2。

记忆合金弹簧5的肢数为5个且均匀分割整个减震叠层。

上连接钢板1和下连接钢板10的厚度为40-50mm厚度;上连接钢板1和下连接钢板10直径比橡胶保护层8直径至少大300mm;上部内封板3和下部内封板9的厚度为内部叠层钢板7厚度的3-5倍。

记忆合金柱体4的直径为橡胶保护层8直径的0.38-0.45倍。

记忆合金弹簧5的截面为长方形,宽度为记忆合金柱体4直径的0.05-0.1倍,厚度为2t1+t2,且为t1的整数倍。内部叠层橡胶6厚度为6mm,为内部叠层钢板7厚度的2倍;内部叠层橡胶6和内部叠层钢板7的叠层数目范围为15-30层。

记忆合金弹簧5外边缘至橡胶保护层8外边缘的距离为0.4-0.8倍记忆合金弹簧5的宽度。

实施例一

如图1-图3所示,本实用新型支座整体为圆柱形,包括有位于中心处呈圆柱状的记忆合金柱体4,记忆合金柱体4的外部包裹设有减震叠层;减震叠层包括有间隔层叠的内部叠层橡胶6和内部叠层钢板7;减震叠层的内部阵列设有呈S形排列的记忆合金弹簧5,且记忆合金弹簧5镶嵌在减震叠层的内部;减震叠层的顶部安装有上部内封板3、底部安装有下部内封板9;减震叠层的外部包裹设有橡胶保护层8;橡胶保护层8、上部内封板3和记忆合金柱体4三者的顶部安装有上连接钢板1;橡胶保护层8、下部内封板9和记忆合金柱体4三者的底部安装有下连接钢板10;上连接钢板1和下连接钢板10四周均匀间隔设有与其他构件用螺栓进行锚固的螺栓孔2。

记忆合金弹簧5的均匀分割整个减震叠层。记忆合金弹簧5的肢数为5个时,支座受力时各个周围形状记忆合金受力均匀,既能吸收一部分地震能量,并且对橡胶的约束不大,又能增加橡胶的变形恢复能力,增加支座的稳定性。

模拟表明,并不是中心部位的记忆合金柱体4直径越大越好,当中心部位记忆合金柱体4直径过大时固然其吸收能量比较多,但是其恢复变形的能力和时间均减弱,在综合考虑吸能能力和变形恢复的基础上,记忆合金柱体4直径为橡胶保护层8直径的0.38-0.45倍最为合适。而多肢记忆合金弹簧5是对记忆合金柱体4吸能的补充和橡胶变形能力的支持,肢数太多、宽度太大则不利于整体支座变形的能力,太少、太窄则起不到对变形快速恢复的支撑,通过模拟,记忆合金弹簧5为5肢、记忆合金弹簧5宽度为记忆合金柱体4直径的0.05-0.1倍时最为合适。

实施例二

本实施例与实施例一不同之处在于,所实施的记忆合金弹簧5外边缘至内部叠层橡胶保护层8的外边缘的距离为0.4-0.8倍记忆合金弹簧5截面的宽度。两者的外边缘间距对整个支座的稳定性具有很大的影响。距离太大则记忆合金弹簧5的作用减小,不能很好的发挥记忆合金弹簧5的性能;距离太小则会是边缘处内部叠层橡胶6和内部叠层钢板7的变形能力下降,影响整个减震叠层的稳定性和变形恢复性能。通过模拟,两者的距离在0.4-0.8倍记忆合金弹簧5截面的宽度时支座的耗能和变形能力恢复效果最明显。

实施例三

本实施例与实施例一和二的不同之处在于,将记忆合金弹簧5换成形状记忆钢管包裹铅芯的芯体,通过模拟表明同样能达到本发明的效果,即无污染和耗能效果。

尽管已经对上述各实施例进行了描述,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改,所以以上仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利保护范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。

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