1.本实用新型涉及一种具有抗拔性能的竖向自复位三维隔震装置,属于隔震装置领域。
背景技术:2.为减少建筑物和构筑物在地震中的损伤,需要利用隔震元件阻隔地震能量向上传递,从而保证建筑物本身的安全。传统的橡胶隔震支座能为结构消耗部分地震能量,但是在较大地震作用下,橡胶隔震支座的水平位移较大。一旦超过橡胶材料的弹性变形阶段,橡胶隔震支座就会产生无法恢复的变形,导致结构整体发生无法恢复的位移变形。故需要一种具有自复位性能的隔震装置。
3.现有技术中实现水平隔震和竖向隔震并具有自复位性能的隔震装置结构较为复杂,成本较高,且对安装精度的要求较高,如:
4.公告号为cn121175049a的专利《一种具有抗拔性能的竖向自复位三维隔震装置带抗拉功能的耗能三维隔震/振支座》包括:外壳,包括外围板、橡胶支座限位板和下连接板;水平隔震/振系统,及相互连接的叠层铅芯橡胶支座和中间连接板。中间连接板设置在叠层铅芯橡胶支座的底部。其中,中间连接板的下表面边侧设置有碟形弹簧上加载肢;解耦单元及耗能单元,包括黏滞液体腔、活塞和黏滞液体;竖向隔震/振系统,包括定位管、碟形弹簧组、螺旋弹簧和定位加载环。该技术方案的缺陷在于:该支座在受到水平地震作用时,支座上部的柱可能与支座的限位板发生碰撞造成结构构件等的损伤;该发明所包含组件较多,实际工程组装时对精度的要求很高,且中间连接板由于限位装置开口尺寸不符,无法顺利安装。
5.公告号cn119972893a的专利《一种具有抗拔性能的竖向自复位三维隔震装置基于水平运动隔震的三维隔震装置及方法》包括顶部x向隔震器、中间y向及z向隔震器和下部支撑;所述顶部x向隔震器包括顶部连接板、顶部端板、x向导轨、x向弹簧、x向阻尼器、x向滑块。所述中间y向及z向隔震器可以通过内部部件间的机械运动将竖向运动转化为水平运动,同时实现两个方向的隔震,包括三角形钢板、板侧导轨、y向滑块、y向导轨、y向弹簧、y向阻尼器、中部端板、中部连接板。所述下部支撑的上部与中部连接板固定连接、下部与下部结构固定连接。该技术方案的缺陷在于:该支座由于地震作用和自复位时三角形钢板和y向滑块之间有相对滑动,因此对润滑的要求较高,因此该支座对日常的保养要求较高;其二,支座的占地空间较大,影响地下空间。
6.公告号cn116522378a的专利《形状记忆合金变刚度变阻尼限位保护橡胶隔震支座》包括上连接板、中连接板、下连接板、叠层橡胶支座以及竖向隔震装置,形状记忆合金拉索对称设置于叠层橡胶支座前后两侧,下连接板上表面两端分别设置有一滑轮;形状记忆合金拉索一端固定在上连接板一端,另一端依次斜向绕过两个滑轮后与上连接板的另一端连接,使得形状记忆合金拉索交叉布置成倒“又”字型;下连接板上设置有一对限位挡板,限位挡板之间的形状记忆合金拉索上固定设置有一滑块;限位挡板上设置有一弹簧。该技术
方案的缺陷在于:组件多,成本高,组装难度大;且拉索与滑轮之间的存在相对移动,对日常的保养要求较高。
技术实现要素:7.为了解决上述现有技术中存在的问题,本实用新型提供一种具有抗拔性能的竖向自复位三维隔震装置,构造简单,传力路径清晰,所有构件均可在预制厂加工完成,并在现场组装,大大降低了生产成本;具有自复位功能,尤其适用于不便于震后修复的位置。
8.本实用新型的技术方案如下:
9.一种具有抗拔性能的竖向自复位三维隔震装置,包括:若干个sma杆、由上至下依次设置的橡胶隔震支座、连接件和底座;
10.所述橡胶隔震支座与所述连接件固定连接;
11.所述底座上表面开有一限位孔和若干个限位槽;所述限位孔内放置有弹簧,用于限制弹簧水平移动;各所述限位槽内均放置有限位块,用于限制所述限位块水平移动;所述限位块与连接件下表面固定连接;
12.各所述sma杆均一端与所述连接件固定连接,另一端与所述底座固定连接。
13.进一步的,还包括:所述连接件开有若干个第一通孔;所述底座开有若干个第二通孔;
14.各所述sma杆贯穿所述第一通孔与所述第二通孔;各所述sma杆两端均设置有螺纹,且通过螺帽与螺纹的配合连接固定在连接件与底座上。
15.进一步的,所述橡胶隔震支座下表面开有若干个第一螺栓孔;所述连接件上表面开有若干个第二螺栓孔;所述橡胶隔震支座下表面与所述连接件上表面通过若干个贯穿所述第一螺栓孔与第二螺栓孔的螺栓固定连接。
16.进一步的,所述若干个sma杆以所述限位孔为中心均匀对称设置。
17.本实用新型具有如下有益效果:
18.1、本实用新型利用橡胶隔震支座实现水平隔震;
19.2、本实用新型利用碟形弹簧和sma杆实现自复位和竖向隔震;
20.3、本实用新型利用限位块和限位槽,确保橡胶隔震支座只会竖向位移,而不能横向位移,使得竖向地震力绝大部分由碟形弹簧和sma杆承担,橡胶隔震支座能够更好的发挥其作用(橡胶片之间的相对位移减小,能更好承受竖向力);
21.4、只要本实用新型处于适用环境温度中,由于形状记忆合金自身特性,在地震作用卸除后,sma杆回复到原位,支座无残余变形,且在整个受荷过程中,由于sma杆相对于转动中心对称布置,支座往复运动时的滞回行为对称。
22.5、本实用新型构造简单,传力路径清晰,所有构件均可在预制厂加工完成,并在现场组装,大大降低了生产成本;且性能优越,因此可广泛应用于多发地震带的基础或层间隔震;因其自复位的特点,尤其适用于不便于震后修复的位置。
附图说明
23.图1为本实用新型剖视图;
24.图2为本实用新型结构示意图。
25.图中:
26.1、橡胶隔震支座;2、支座上板螺栓孔;3、第一螺栓孔;4、连接件;5、第二螺栓孔;6、第一通孔;7、限位块;8、底座;9、第二通孔;10、sma杆;11、弹簧;12、限位孔;13、限位槽。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施例来对本实用新型进行详细的说明。
28.实施例一
29.参考图1与图2,一种具有抗拔性能的竖向自复位三维隔震装置,包括:橡胶隔震支座1、连接件4、底座8、四个sma杆10。
30.其中,sma杆10采用形状记忆合金材料制成,例如镍、钛合金,sma杆10允许变形量应大于地震下的最大变形量;sma杆10因拉伸或压缩变形而产生反力,提供了本实用新型所述三维隔震装置自复位的力,从而实现自复位。
31.橡胶隔震支座1上板开有十二个支座上板螺栓孔2,下板开有十二个第一螺栓孔3。
32.连接件4上板开有十二个第二螺栓孔5,下板开有十二个第一通孔6。
33.橡胶隔震支座1下表面与所述连接件4上表面通过若干个贯穿所述第一螺栓孔3与第二螺栓孔5的螺栓固定连接。
34.所述底座8上表面开有一限位孔12和均匀围绕在限位孔12周边的四个限位槽13。限位孔12内放置有碟形弹簧11,碟形弹簧11一端与连接件4下板接触。且碟形弹簧11尺寸略小于限位孔12,则限位孔12可以限制碟形弹簧水平移动。四个限位槽13内均放置有一限位块7,限位槽13用于限制所述限位块7水平移动;所述限位块7与连接件4下板固定连接。
35.所述四个sma杆10均一端与连接件4下表面固定连接,另一端与底座8固定连接。sma杆10可竖直设置,或与底座8成一定角度交叉设置。
36.本实施的有益效果在于,
37.1、利用橡胶隔震支座1实现水平隔震;
38.2、利用碟形弹簧11和sma杆10实现自复位和竖向隔震;
39.3、利用四个限位块7和限位槽13,确保橡胶隔震支座1只会竖向位移,而不能横向位移,使得竖向地震力绝大部分由碟形弹簧11和sma杆10承担,橡胶隔震支座1能够更好的发挥其作用(橡胶片之间的相对位移减小,能更好承受竖向力);
40.4、只要本实用新型处于适用环境温度中,由于形状记忆合金自身特性,在地震作用卸除后,sma杆10回复到原位,支座无残余变形,且在整个受荷过程中,由于sma杆10相对于转动中心对称布置,支座往复运动时的滞回行为对称。
41.综上所述,本实用新型的具有抗拔性能的自复位三维隔震支座在地震荷载作用下具有良好的耗能性能和自复位能力,允许变形范围大,往复荷载行为对称,震后支座不会损坏,且构造简单,生产安装简便,经济效益较高。
42.实施例二
43.进一步的,所述连接件4下板开有四个第一通孔6,所述底座8上板开有四个第二通孔9。各所述sma杆10贯穿所述第一通孔6与所述第二通孔9;各所述sma杆10两端均设置有螺纹,且通过螺帽与螺纹的配合连接固定在连接件4与底座8上。
44.实施例三
45.一种具有抗拔性能的竖向自复位三维隔震装置的安装方法,包括如下步骤:
46.s1、固定连接橡胶隔震支座1和连接件4:依次用十二颗螺栓贯穿第一螺栓孔3与第二螺栓孔5,使橡胶隔震支座1与连接件4固定连接。
47.s2、将四个限位块7焊接在连接件4下板。
48.s3、将碟形弹簧11放置在底座8的限位孔12内。
49.s4、将橡胶隔震支座1和连接件4放置在底座8上,使四个限位块7分别插入到底座8的四个限位槽13内,碟形弹簧11与连接件4下板接触。
50.s5、安装第一sma杆:将第一sma杆一端插入到连接件4下板的第一通孔6,另一端插入到底座8上板的第二通孔9。再分别将两个螺帽套接并拧紧在第一sma杆两端螺纹处。
51.同理,依次安装第二、第三、第四sma杆。
52.本实用新型构造简单,传力路径清晰,所有构件均可在预制厂加工完成,并在现场组装,大大降低了生产成本;且性能优越,因此可广泛应用于多发地震带的基础或层间隔震;因其自复位的特点,尤其适用于不便于震后修复的位置。
53.以上所述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内。