一种剪切型橡胶隔振支座串接式防火保护装置的制作方法

本实用新型涉及一种防火保护装置，特别涉及一种剪切型橡胶隔振支座串接式防火保护装置。

背景技术：

目前，隔震(振)支座已被广泛应用于建筑、桥梁、设备等隔震(振)工程中，尤其是在汶川地震灾后重建以来，采用隔震支座的建筑能显著减轻地震对结构的破坏作用，保证结构及人、财产的安全，在多次实际地震中已得到了很好的检验。其中典型建筑如芦山县人民医院门诊综合楼，该建筑采用了83个直径为500mm和600mm的橡胶隔震支座，隔震结构分析与设计由广州大学周云教授和吴从晓博士完成，遭遇2013年雅安M7.0级强震后完好无损，并第一时间发挥出卓越的抗震救灾功能。

建筑隔震技术是在建筑的某一部位，通常在建筑上部结构与基础(或下部)结构之间，设置由隔震支座组成的隔震层，使建筑物上部结构与地基“隔开”，用以改变结构体系振动特性，延长结构周期，或同时增大结构阻尼，通过隔震层的水平大变形运动消耗掉大部分地震能量，减少地震能量向上部结构输入，有效降低地震引起的上部结构加速度反应，减小层间剪力及相应的剪切变形，达到预期防震要求。

若该类结构发生火灾时，隔震装置或将直接暴露于大火中，虽然隔震橡胶支座具有一定的抗火能力，但橡胶材料的热稳定性能是比较差的，在真实的火灾和耐火试验中，空气温度可高达1000℃以上，这远远超出了橡胶材料自身的热稳定温度，这给橡胶支座的火灾安全性带来了极大的未知。因此，需要对隔震橡胶支座进行防火保护。然而，隔震层的防火工程不同于一般建筑防火，因为隔震建筑的构造要求，与隔震相关的建筑构件需要在地震中自由移动，隔震支座剪切变形能力一般要达到300mm-800mm，其防火构造必然丧失完整性，需要设计特殊的防火节点，以满足消防的各项要求。

公告号为CN10542160A的中国发明专利公开了一种隔震防火构造及其施工方法，包括隔震层上板、隔震层下板、位于隔震层上板和隔震层下板之间并围合在该隔震层空间四周的竖向的防火板以及防火板封堵装置，所述防火板的中部断开形成水平的、绕隔震层空间一周的地震错动缝，所述防火板封堵装置固定于地震错动缝内，防火板封堵装置与地震错动缝的尺寸相适应。上述防火构造可以提高隔震层及隔振支座在正常工作状态及低幅振动状态下的防火能力，但在遭遇强震的同时发生火灾，上、下层防火板之间由于较大的错动而出现水平空隙，容易出现过火现象，从而导致隔震层及隔震支座由于抗火能力不足而失效。

有鉴于此，本发明人对隔振支座的防火构造进行了深入研究，遂有本案产生。

技术实现要素：

本实用新型目的在于针对现有技术的不足提供一种剪切型橡胶隔振支座串接式防火保护装置，该装置在正常工作状态时具有抗风、抗火及抵抗小震等低幅振动的功能，在高幅振动如强震或强风则利用剪切力将弱抗剪键剪坏，但抗火装置形成滑动式连接的串接式保护罩继续正常工作，且不妨碍橡胶隔振支座自由水平变形。若强震的同时发生火灾，阻燃嵌缝材料会瞬时膨胀并密封接缝空隙，串接式保护罩在追随隔震主体运动的同时，各连接体的接触面由于摩阻力增加而表现出一定的耗能能力，起到减震并防火保护上部结构的目的。高幅振动结束后，对组合式竖筒，先拆除组拼单元，再拆除其他隔热防火组件，然后处理隔振支座，之后将新加工的防火板连接至相应支墩上，并在下支墩上重新设置弱抗剪键，然后再安装竖筒，即可重新起到抗火及隔振的功能。

本实用新型通过以下技术方案实现该目的：

一种剪切型橡胶隔振支座串接式防火保护装置，包括上支墩、下支墩、橡胶隔振支座及其保护胶、隔热防火组件，所述隔热防火组件包括由耐火防护材料制成的顶板、底板及竖筒；所述上支墩与顶板、顶板与竖筒、竖筒与底板、底板与下支墩之间均采用滑动式分离连接，并形成围合橡胶隔振支座的串接式防火保护罩；所述下支墩与底板之间设有弱抗剪键。

优选地，所述顶板和底板的横截面均为环形，初始位置的竖轴线与橡胶隔振支座的竖轴线重合，外周尺寸比相应支墩尺寸减小10-50mm，内周尺寸大于橡胶隔振支座直径，具体数值根据隔振支座极限变形计算确定，厚度为20-80mm；所述竖筒可以是整体筒身、半筒对拼而成或筒段叠拼而成，筒壁厚度为30-120mm，初始位置的竖轴线与橡胶隔振支座的竖轴线重合，筒壁横截面上的中周线与顶板及底板的中周线重合，即顶板与底板相对竖筒挑出的内外翼缘宽度相同，所述中周线为横截面上内外周线的平均值。

优选地，滑动式分离连接包括导杆、滑槽及膨胀阻燃材料嵌缝，其中，导杆与滑槽构成连接副，并成对设置，其中心连线经过连接体的横截面几何中心，所述导杆一端固定于连接体中，另一端沿设置于被连接体中的滑槽内平移；所述滑槽根据隔振主体的单向或双向剪切变形模式可以是一字型、椭圆型或圆型，其尺寸根据隔振支座极限变形计算确定，当为一字型或椭圆型时，长边垂直于滑槽中心与横截面几何中心的连线；所述膨胀阻燃材料在上支墩与顶板及底板与下支墩之间为高膨胀型阻燃材料，膨胀时其厚度增大至5-15倍，在顶板与竖筒及竖筒与底板之间为低膨胀型阻燃材料，膨胀时其厚度增大至1.2-1.8倍。

优选地，所述弱抗剪键固定于下支墩上，并穿过底板紧贴竖筒内壁，成对设置，其中心连线经过下支墩的横截面几何中心，并垂直于下支墩与底板之间连接副的中心连线，弱抗剪键的抗剪强度根据橡胶隔振支座正常工作极限状态计算确定，即弱抗剪键在橡胶隔振支座的剪切变形超过正常工作状态时破坏失效。

优选地，顶板的顶部外边缘和底板的底部外边缘均固定设置垫圈，垫圈厚度大于橡胶隔振支座连接法兰盘的厚度，垫圈材质为柔性耐火防护材料。

优选地，橡胶隔振支座为天然橡胶隔振支座、高阻尼橡胶隔振支座、铅芯-橡胶隔振支座或橡胶滑板隔振支座。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：(1)本实用新型的橡胶隔振支座新型防火保护装置中弱抗剪键在小震、常风等低幅振动激励下均能起到很好的抵抗作用，在火灾中串接式防火保护罩及保护胶能稳定地起到良好的多级防火保护作用；(2)当发生高幅振动如强震或强风时，剪切力剪断弱抗剪键剪，串接式防火保护罩进入追随隔振支座运动状态，使得支座能够在水平方向自由、充分地发生剪切变形，以便保护上部主体结构；(3)通过合理设计串接式防火保护罩中滑槽的尺寸，以实现高幅振动过程中保护罩各组件的滑动面之间始终处于连续接触状态，当高幅振动与火灾同时发生时，阻燃嵌缝材料受热瞬时膨胀，不仅能有效防火，串接式保护罩的追随运动还能表现出良好的减振与抑振作用，可进一步提高主体的可靠度；(4)本实用新型在高幅振动后可以方便地重新更换其中的防火组件，重新起到防火及隔振功能；(5)本实用新型为一运动防护机构，构造简单、机理明确，施工安装方便且易更换，实用性强。

附图说明

图1是本实用新型的剪切型橡胶隔振支座防火保护装置的结构示意图。

图2是图1沿A-A线的剖面示意图。

图3是图1沿B-B线的剖面示意图。

图4是本实用新型的底板的结构示意图。

图5是本实用新型的顶板的结构示意图。

图6是本实用新型的竖筒的结构示意图。

图7是图2在C处的局部放大视图。

图8是图3在D处的局部放大视图。

图9是当橡胶隔振支座进入极限变形时的保护状态示意图。

图中：1-上支墩，1.1-第一导杆，2-下支墩，2.1-第二导杆，2.2-弱抗剪键，3-橡胶隔振支座，3.1-法兰盘，4-保护胶，5-顶板，5.1-第三导杆，5.2-第一滑槽，5.3-第一高膨胀型阻燃材料，5.4-第一垫圈，5.5-第一自攻螺钉，6-底板，6.1-第四导杆，6.2-第二滑槽，6.3-第二高膨胀型阻燃材料，6.4-第二垫圈，6.5-第二自攻螺钉，6.6-预留孔，7-竖筒，7.1-第三滑槽，7.2-低膨胀型阻燃材料

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1至图8所示，一种剪切型橡胶隔振支座串接式防火保护装置，包括上支墩1、下支墩2、橡胶隔振支座3及其保护胶4、隔热防火组件，所述隔热防火组件包括由耐火防护材料制成的顶板5、底板6及竖筒7；所述上支墩1与顶板5、顶板5与竖筒7、竖筒7与底板6、底板6与下支墩2之间均采用滑动式分离连接，并形成围合橡胶隔振支座的串接式防火保护罩；所述下支墩2与底板6之间设有弱抗剪键2.2。

优选地，所述顶板5和底板6的横截面均为环形，本实施例取圆环形，初始位置的竖轴线与橡胶隔振支座3的竖轴线重合，外周直径比相应支墩的边长减小30mm，内周直径大于橡胶隔振支座3直径，具体数值需要根据隔振支座3极限变形计算确定，顶板5和底板6的厚度为30mm；所述竖筒7可以是整体筒身、半筒对拼而成或筒段叠拼而成，本实施例取整体筒身，筒壁厚度为60mm，初始位置的竖轴线与橡胶隔振支座3的竖轴线重合，筒壁横截面上的中周线与顶板5及底板6的中周线重合，即顶板5与底板6相对竖筒7挑出的内外翼缘宽度相同，所述中周线为横截面上内外周线的平均值。

优选地，滑动式分离连接包括导杆、滑槽及膨胀阻燃材料嵌缝，其中，导杆与滑槽构成连接副，并成对设置，其中心连线经过连接体的横截面几何中心，所述导杆一端固定于连接体中，另一端沿设置于被连接体中的滑槽内平移；所述滑槽根据隔振主体的单向或双向剪切变形模式可以是一字型、椭圆型或圆型，本实施例取一字型，滑槽长度根据隔振支座极限变形计算确定，长边垂直于滑槽中心与横截面几何中心的连线。其中，在上支墩1与顶板5之间，第一导杆1.1为固定于上支墩1底面的长螺杆，第一滑槽5.2为设于顶板5上的开口式槽孔，长螺杆穿过槽孔后再拧上螺母以定位顶板5；在顶板5与竖筒7之间，第三导杆5.1为固定于顶板5底面的长螺杆，第三滑槽7.1为设于竖筒7上段的闭口式滑槽；在竖筒7与底板6之间，第四导杆6.1为固定于底板6顶面的长螺杆，第三滑槽7.1为设于竖筒7下段的闭口式滑槽；在底板6与下支墩2之间，第二导杆2.1为固定于下支墩2顶面的长螺杆，第二滑槽6.2为设于底板6上的开口式槽孔，长螺杆穿过槽孔后再拧上螺母以定位底板6。所述膨胀阻燃材料在上支墩1与顶板5及底板6与下支墩2之间分别为第一高膨胀型阻燃材料5.3和第二高膨胀型阻燃材料6.3，膨胀时其厚度增大至5-15倍，在顶板5与竖筒7及竖筒7与底板6之间为低膨胀型阻燃材料7.2，膨胀时其厚度增大至1.2-1.8倍。

优选地，所述弱抗剪键2.2固定于下支墩2上，并穿过底板6紧贴竖筒7内壁，成对设置，其中心连线经过下支墩2的横截面几何中心，并垂直于下支墩2与底板6之间连接副的中心连线，弱抗剪键2.2的抗剪强度根据橡胶隔振支座3正常工作极限状态计算确定，即弱抗剪键2.2在橡胶隔振支座3的剪切变形超过正常工作状态时破坏失效。

优选地，顶板5的顶部外边缘和底板6的底部外边缘分别用自攻螺钉5.5固定设置第一垫圈5.4和第二垫圈6.4，垫圈厚度大于橡胶隔振支座3的连接法兰盘3.1的厚度，垫圈材质为柔性耐火防护材料。

优选地，橡胶隔振支座3为天然橡胶隔振支座、高阻尼橡胶隔振支座、铅芯-橡胶隔振支座或橡胶滑板隔振支座。

参照图9，橡胶隔振支座3处于高幅振动的极限变形状态时，本实用新型中的防火组件通过滑动式分离连接对支座可形成有效的保护，所述弱抗剪键已被剪断，防火组件均可相对自由滑移，且由于滑槽长度根据支座的变形计算确定，防火组件内部不会出现完全错开的缝隙，所述垫圈可支垫顶板5及底板6，支座在往复剪切变形过程中，垫圈与支墩之间会出现一定范围的空隙，如高幅振动与火灾同时发生，第一高膨胀型阻燃材料5.3和第二高膨胀型阻燃材料6.3能瞬时膨胀而填充该空隙，以隔绝热量进入保护罩内。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。