预制装配式防火及主动自洁功能隔震支座系统及实现方法与流程

本发明涉及建筑结构构件防火及日常维护，具体涉及一种预制装配式防火及主动自洁功能隔震支座系统及实现方法。

背景技术：

1、以隔震橡胶支座为代表的隔震支座根据建筑物、构筑物和装置的抗震性能需求进行设计。在全寿命的服役期内能够承受一定限度内的地震作用，但也是受到地震灾害、火灾事故、日常雨雪、风沙侵蚀的威胁。隔震橡胶支座的核心部件橡胶体由钢板与硫化橡胶依次层叠而成。地震作用下发生水平错动，变形量可能很大，可达到支座高度。并且，橡胶材料的软化温度低，受火后极易失效进而对上部结构、装置造成危险。因此面临着的火灾威胁包括一般场景火灾和震后次生火灾。

2、可以检索到的现有技术大都采用在橡胶体外围包覆防火保护材料（柔性毡状、硬性块状等）的方式。如；cn201710254966.1、cn202110502543.3、cn202110442670.9、cn202210347695.5、cn202011471929.4、cn202110425328.8、cn202021564748.1、cn202222640078.2，等。部分未顾及到震后次生火灾或认为可能性小，考虑地震中防火保护损坏震后修复；部分致力于提出能够适应地震中橡胶体水平错动的防火保护构造（上半部移动、下半部固定；防火保护立面分多层；层叠的柔性棉毡适应错动拉伸等），显而易见的多为概念设计，工程应用可靠性、耐久性不足，支座高度越高（1.0m以上）可靠性越差。

3、同时，水冷却防护技术应用于此类隔震支座的技术报道也极少，大都是针对储罐（外立面设喷淋环管，水滴粒径、水量极大，如：cn201410626842.8、cn202022433199.0）、少部分建筑金属构件（如：cn202020567805.5）的技术报道。特别的，cn202210502868.6面向支承lng储罐的隔震橡胶支座需要进行防火保护的需求，提出了通过在隔震橡胶支座的上连接板底面或侧边连接一环形喷淋管的构造，水量充足的情况下，形成的环形水幕可阻止火焰延伸到隔震支座橡胶层，进而实现隔热。但显而易见喷水口集中于橡胶体上部会导致包围型火灾场景下可能导致橡胶体存在高度方向温度梯度，甚至由于蒸发导致隔震支座下部无水而损坏橡胶材料；并且地震下隔震支座若未完全复位，则导致次生火灾下橡胶体表面温度更加不均匀；大的用水量加剧了系统负荷，长时间发挥隔热效果（6.0 h）的可靠性降低，对救援现场也是一种破坏。

4、雨雪水、海水中的酸碱有害物质会腐蚀橡胶本体，针对橡胶本体、螺钉连接、连接板接触面的防腐问题，现有技术提出了一些被动防护措施，如：cn202222621669.5在橡胶体外立面增加橡胶保护外圈、cn201720852018.3采用膨胀防火块材保护螺钉、cn201420398639.5在连接板与支座本体间增加防水密封条。可见这些现有技术均是被动的承受不确定的腐蚀因素，未能通过主动养护措施防御和清除这些有害因素，同时风沙对橡胶体表面的蚀刻问题未受到技术关注、长期服役的包覆式保护耐久性退化导致酸碱有害潮气凝结于橡胶体表面的问题亦未受到技术关注。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术的不足，本发明提供了一种预制装配式防火及主动自洁功能隔震支座系统及实现方法。

2、相较于现有的板材、棉毡等无机材料包覆式保护隔震橡胶支座变形适应可靠性、服役耐久性差，酸碱雨雪水、潮气渗透侵蚀仅有被动防御、无主动养护清除，风沙对橡胶体表面的蚀刻问题未受到技术关注，水冷却防护技术应用于此类构件火灾/震后，火灾防护有效性、可靠性欠缺等不足。

3、本发明能够实现对火灾、震后火灾、雨雪水腐蚀、风沙蚀刻等的一体化主动防护、清洁维护。能够基于性能目标进行防护、能够便捷的进行现场装配、即面向新建也面向既有改造，也特别适合于高度较高、地震中水平变形量较大（等于或大于支座高度）的隔震支座。

4、应用本技术方案的建构筑物和储罐、集装箱等装置将大大提高火灾及震后火灾下的安全，提高整体长期服役寿命，且最大程度的实现水资源节约，特别是应用在近海地区和海上构筑物将进一步显示出可观的经济效益，能够增加建构筑物及装置结构防火本质安全、长期服役可靠性，有利于减少火灾下的坍塌破坏、日常维护的直接间接费用。

5、本发明采取的技术方案是：

6、一种预制装配式防火及主动自洁功能隔震支座系统，包括上部结构、下部结构、橡胶体，还包括：功能体和循环装置，所述功能体包括接水槽由支座下板上固定矩形框构成，所述支座下板安装在下部结构上，所述下部结构上设有出水弯头，出水弯头与接水槽相连通；所述支座上板安装在上部结构下，所述上部结构上设有进水弯头，进水弯头与支座上板相连通；所述支座下板和支座上板之间设置橡胶体，数个喷水盘管间隔的固定在橡胶体外，每个喷水盘管的短管上均连接一个锥形喷嘴；所述进水软管通过数个分水口与数个喷水盘管连接，所述进水弯头通过进水软管与数个喷水盘管相通；所述循环装置包括抽水泵、晾水塔、蓄水池、过滤网、供水泵和切换阀b2端依次顺序连接，供气泵与切换阀b1端连接，所述切换阀a端与功能体进水弯头外伸端连接，所述抽水泵进水端与功能体的出水弯头外伸端连接。

7、一种预制装配式防火及主动自洁功能隔震支座系统的实现方法，火灾下功能体防护过程步骤如下：

8、s1：发现火灾发生，自动或手动将切换阀切换到b2支路、且同时启动供水泵和抽水泵，水由蓄水池经过滤网过滤，依次通过切换阀b2支路、进水弯头、进水软管、数个分水口同时给数个喷水盘管供水，数个喷水盘管的全部锥形喷嘴同时喷水，使橡胶体立面及其与支座上板、接水槽构成的空间全部被水体覆盖；

9、沉降于接水槽的水经出水弯头由抽水泵输送至晾水塔进行冷却并回流到蓄水池中；

10、s4：过程中，监测并调整切换阀的开度，将压力稳定在0.25~1.00mpa范围内，使空间温度保持在100~110℃范围内；

11、s5：发现火灾熄灭，继续喷水30min，然后启动供气泵的同时关闭供水泵并将切换阀由b2支路切换到b1支路，调整切换阀开度使压力稳定在0.10~0.30mpa，供气泵将空气依次经切换阀b1支路、进水弯头、进水软管、数个分水口同时给数个喷水盘管提供空气，数个锥形喷嘴同时喷出气体，使橡胶体立面及其与支座上板、接水槽构成的空间全部流动室温新风；

12、s6：待功能体外围空间温度降低至室温，功能体的全部管路内、橡胶体立面、接水槽、上部结构和下部结构间的空间风干无水后，关闭供气泵和抽水泵；

13、至此，一次火灾下隔震支座防护过程实现完毕。

14、本发明产生的有益效果是：本发明的一体化兼具防火及主动自洁功能的预制装配隔震支座系统具有防御火灾、震后火灾有效可靠性高、火灾及日常主动维护兼顾、变被动防护维护为主动、技术可行且符合当前工程需求及技术发展趋势、面向新建和既有改造建筑物、构筑物及装置种类多、水资源节约进而地区适用广、对高度较高的地震下大水平变形量支座实现防护装置便捷预制装配等特点。

15、通过多层喷水盘管设计，顺应了高度较高隔震支座的全高度火灾防护、日常维护需求，使橡胶体立面均匀的被冷却水体覆盖，避免高度方向温度梯度导致的下部橡胶材料损坏，特别适用于橡胶体震后完全复位或存在高度方向小幅偏移的情况。

16、通过圆钢板连接外伸钢板筋、绝热套管的设计，改变了传统隔震橡胶支座结构，使单层喷水盘管与该层橡胶体平面在地震作用下同步水平往复移动及复位，不会损伤喷水盘管这一主动防火保护装置；

17、通过进水软管设计，满足了适应地震下隔震支座不同层喷水盘管间拉伸量的需求，避免相邻层喷水盘管相互拉扯，造成橡胶体的火灾防护装置在地震下损坏。

18、通过绝热套管的设计杜绝了在管固定筋和钢板筋之间形成“热桥”，损伤四孔橡胶环垫的局部橡胶。

19、通过接水槽的矩形框设计，使水资源得以回收，降低了长时间冷却降温的用水负荷，提高了整个消防设施系统的可靠性，避免了场地救援条件被漫水破坏。

20、通过喷水盘管的短管和锥形喷嘴的设计，确保水平面内使用尽可能少数量的喷嘴对橡胶体横向周边全覆盖，提高水源利用效率。

21、本发明进一步夯实了隔震支座火灾、震后火灾防控本质安全，雨雪腐蚀风沙蚀刻的耐久性本质安全，同时解决了火灾扑救巨大用水量的循环节能、回收利用环保需求，系统仅使用较低的水/气压力即可做到有效防护，实现充分节能，整体有巨大的社会公共安全和经济效益。