一种摩擦摆支座隔震层抗拉限位装置的制作方法

本发明涉及一种摩擦摆支座隔震层的抗拉限位装置，属于建筑结构隔震领域。

背景技术：

基础隔震技术是一种简单有效的抵御地震动作用的手段，被誉为20世纪地震工程领域最重要的发明之一。通过在上部建筑结构和基础之间设置水平刚度较小，并具有一定耗能能力的隔震层，能够显著减小上部结构的地震响应，吸收并消耗地震能量。隔震支座是隔震技术运用的主要构件，通常起到了承受上部结构重力荷载，提供一定的水平刚度和耗能能力的作用。现代隔震技术经过了50年的发展历史，目前隔震支座分为了叠层橡胶支座，滑动支座和滚动支座三种主要的形式。

1985年，加州大学伯克利分校的Zayas等首次提出摩擦摆支座。此种隔震体系通过滑动面的设计周期来延长结构物的自振周期，通过滑动摩擦来耗散地震能量，属于滑动支座类别中的一种。摩擦摆支座在提供回复力的同时，通过摩擦作用能消耗地震能量，并具有较高的竖向承载能力，故此类支座在世界范围内得到了广泛应用。然而，摩擦摆支座由于其滑动构造设计，不具有抗拉能力。当上部结构在地震作用下产生倾覆作用时，摩擦摆支座有上下脱离的危险，或对上部结构造成灾难性的后果。由此，摩擦摆支座隔震的应用受限于高宽比较小结构，或需要设计附加抗拉装置。同时，在近断裂带的强烈地震作用下，摩擦摆也有产生过大位移的风险，在进行隔震结构设计时也需要对此进行特殊考虑。

技术实现要素：

本发明的目的在于设计一种新型摩擦摆支座隔震层抗拉限位装置，利用螺旋弹簧压缩提供支座的竖向抗拔力，以起到抗拔作用；并通过摩擦耗能以阻止结构产生过大水平位移，起到限位作用。

本发明提出的一种摩擦摆支座隔震层抗拉装置，包括上锚固钢架、下锚固钢架、上承压板、下承压板、滑动块和螺旋弹簧，其特征在于：

上锚固钢架上部通过预埋锚钉锚固于隔震层底梁中，下锚固钢架的柱脚通过预埋锚钉锚固于独立基础柱中；上承压板通过焊接与下锚固钢架的梁相连，并通过加劲肋固定，下承压板通过焊接与上锚固钢架相连，并通过加劲肋固定；滑动块设置于上承压板和下承压板之间，滑动块由上端板和圆柱形套筒连接而成，下承压板上设有预留孔洞，滑动块下方的圆柱形套筒穿过所述下承压板的预留孔洞，并可紧密接触滑动；滑动块的上端板与上承压板滑动接触，螺旋弹簧套于滑动块下方的圆柱形套筒外，螺旋弹簧位于滑动块的上端板与下承压板之间。

本发明中，摩擦摆支座隔震层抗拉装置安装于摩擦摆支座隔震层，当摩擦摆支座隔震层受到地震作用时，下承压板同上承压板发生相对运动；在水平向，下承压板预留孔洞内侧与滑动块下端圆柱形套筒发生挤压作用，推动其运动；同时，滑动块的上端板与上承压板滑动面接触滑动；在竖向，摩擦摆支座隔震层由于其圆弧滑动面设置，会有小量的竖向位移，摩擦摆支座隔震层抗拉装置不会限制其竖向位移；通过滑动块下端的圆柱形套筒同孔洞壁的相对滑动，以及螺旋弹簧的压缩，允许摩擦摆支座隔震层竖向位移。

本发明中，摩擦摆支座隔震层抗拉装置安装于摩擦摆支座隔震层，当摩擦摆支座隔震层上部结构倾覆作用下，隔震层底梁与基础发生竖向脱离时，上承压板、下承压板压缩螺旋弹簧提供抗拔力，并通过上固定钢架和下固定钢架的相互作用来阻止隔震结构的倾覆作用，起到抗拉作用；并且，随着摩擦摆支座水平位移量增加，其圆弧滑动面构造能使其产生竖向位移，使螺旋弹簧的压缩量增大，摩擦力和其附加阻尼作用相应增大。

本发明与现有的摩擦摆支座的抗拉或者限位装置相比，具有结构简单，能同时解决了抗拉和限位问题的优点。其利用螺旋弹簧起到抗拉作用，与其他抗拉装置相比，不会产生明显的碰撞作用；而与其他的限位措施相比，该新型能够提供大小易于控制并与位移相关的变附加摩擦库伦阻尼，具有优良的限位效果。

该使用新型能大大提高摩擦摆支座的安全性和稳定性，特别适合在高烈度地区高层摩擦摆隔震结构中使用。

附图说明

图1为本发明摩擦摆抗拉限位装置正立面图；

图2为本发明摩擦摆抗拉限位装置侧立面图；

图3为本发明摩擦摆抗拉限位装置平面图；

图4为本发明摩擦摆抗拉限位装置螺旋弹簧和滑动块详图；

图中标号：1 隔震层底梁，2 预埋锚钉，3 上锚固钢架，4 下锚固钢架，5独立基础柱，6 上承压板，7加劲肋，8 螺旋弹簧，9 滑动块， 10下承压板。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

图1所示，本发明包括上锚固钢架3、下锚固钢架4、上承压板6、螺旋弹簧8、滑动块9和下承压板10。上锚固钢架３通过预埋锚钉2方式锚固在隔震层底梁1中，下锚固钢架４通过同样方式锚固在独立基础柱5中。上承压板６通过焊接与下锚固钢架４相连，并加肋７固定，下承压板10通过同样方式与上锚固钢架3固定。滑动块9设置在上承压板６、下承压板10之间，滑动块9由上端板和圆柱形套筒连接而成，滑动块９下方的圆柱形套筒穿过下承压板10的预留孔洞，并可紧密接触滑动。滑动块9的上端板同上承压板６滑动接触，并由螺旋弹簧８支承于下承压板10。各部件的尺寸设计及相对位置关系应考虑到摩擦摆最大运动半径进行设计。螺旋弹簧8可根据隔震层耗能设计需要，设定一定的预压量。

图2为本发明的侧立面图，图3为本发明平面图。

当本发明装置安装于摩擦摆支座隔震层，结构受到地震作用时，下承压板10同上承压板6发生相对运动。在水平向，下承压板10预留孔洞内侧与滑动块9下端圆柱形套筒发生挤压作用，推动其运动；同时，滑动块10的上端板与上承压板6滑动面接触滑动。因此，本装置并不会影响摩擦摆水平向自由运动，并能提供摩擦耗能能力。在竖向，摩擦摆由于其圆弧滑动面设置，会有小量的竖向位移，本装置并不会限制其竖向位移。通过滑动块９下端的圆柱形套筒同孔洞壁的相对滑动，以及螺旋弹簧８的压缩，可以允许这部分的竖向位移。因此，本发明不会影响摩擦摆竖向自由运动。由上述可知，本抗拉限位装置不会影响摩擦摆的正常工作性能。

当在上部结构倾覆作用下，隔震层底梁１与基础发生竖向脱离时，上承压板６、下承压板10压缩螺旋弹簧提供抗拔力，并通过固定钢架的相互作用来阻止隔震结构的倾覆作用，由此可以起到抗拉作用。并且，随着摩擦摆支座水平位移量增加，其特殊的圆弧滑动面构造能使其产生竖向位移，使螺旋弹簧８的压缩量增大，摩擦力和其附加阻尼作用相应增大。由此便实现了在小震(摩擦摆位移较小)情况下，提供较小阻尼，不影响隔震效果；在大震(摩擦摆位移较大)情况下，提供较大阻尼，限制隔震层过大的位移，起到限位作用，保证结构整体的安全性。

以上是本发明的典型实例，本发明的实施不限于此。