非均匀多孔状记忆合金橡胶隔震支座的制作方法

文档序号:15955787发布日期:2018-11-16 21:28阅读:175来源:国知局

本实用新型涉及减震装置,具体涉及一种非均匀多孔状的记忆合金橡胶隔震支座,属于减隔震装置技术领域。



背景技术:

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、封板、内部钢板、内部橡胶、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。再者,单个铅芯稳定性差,当铅芯比较粗大时恢复变形比较难。单个铅芯还会导致叠层橡胶内部的阻尼分布不均匀。这些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,提供一种非均匀多孔状的记忆合金橡胶隔震支座,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:非均匀多孔状记忆合金橡胶隔震支座,包括有位于中心内部的记忆合金柱体,记忆合金柱体的外部包裹有减震叠层;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形排列的周围记忆合金柱体,且周围记忆合金柱体竖直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,记忆合金柱体的直径大于周围记忆合金柱体的直径;周围记忆合金柱体个数为个且均匀分布在记忆合金柱体的外侧周围。

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;上连接钢板和下连接钢板的直径比橡胶保护层的直径至少大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;周围记忆合金柱体的直径为记忆合金柱体直径的1/3。

作为本实用新型方案进一步具体优化的,记忆合金柱体的外边缘与周围记忆合金柱体的外边缘的直线距离为记忆合金柱体直径的1.0-1.5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。

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,周围记忆合金柱直径为记忆合金柱体直径的1/3,而记忆合金柱体及其在其周围均匀分布的5个周围记忆合金柱在空间分布上相辅相成,在各个水平方向上承受的力都比较均匀,阻尼分布比较均匀,支座的稳定性比较强。同时,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、该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、单从记忆合金柱体的直径来看,要比同直径大小支座的铅芯的直径要小的多,其目的是为了在大变形状况下,芯体更容易恢复到原始形状。

4、本实用新型中主要耗能构件为记忆合金柱体和周围记忆合金柱体,在地震中,通过记忆合金柱体和周围记忆合金柱体的大变形吸收地震能量,由于记忆合金柱体和周围记忆合金柱体的联合吸收能力,使本新型具有更高的吸能能力,根据不同的需求,调节橡胶尺寸和芯体直径可广泛应用于桥梁、建筑房屋、储油罐、机械设备等领域。

5、通过橡胶的位移恢复以及记忆合金柱体自身的形状记忆双重恢复变形,具有更快的变形恢复能力。

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为本实用新型的示意图。

图2为本实用新型的俯视图。

图3为本实用新型的剖面图。

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;周围记忆合金柱体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为周围形状记忆合金柱体的直径;D为橡胶体含橡胶保护层的直径;t1为内部钢板的厚度;t2为内部橡胶的厚度;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。

非均匀多孔状记忆合金橡胶隔震支座,包括有位于中心内部的记忆合金柱体4,记忆合金柱体4的外部包裹有减震叠层;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形排列的周围记忆合金柱体5,且周围记忆合金柱体5竖直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。

记忆合金柱体4的直径大于周围记忆合金柱体5的直径;周围记忆合金柱体5个数为5个且均匀分布在记忆合金柱体4的外侧周围。

上连接钢板1和下连接钢板10的厚度为40-50mm;上连接钢板1和下连接钢板10的直径比橡胶保护层8的直径至少大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;周围记忆合金柱体5的直径为记忆合金柱体4直径的1/3。

记忆合金柱体4的外边缘与周围记忆合金柱体5的外边缘的直线距离为记忆合金柱体4直径的1.0-1.5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。

实施例一

如图1-图3所示,本实用新型支座整体为圆柱形,非均匀多孔状记忆合金橡胶隔震支座,包括有位于中心内部的记忆合金柱体4,记忆合金柱体4的外部包裹有减震叠层;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形排列的周围记忆合金柱体5,且周围记忆合金柱体5竖直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。

周围记忆合金柱体5均匀的分布在记忆合金柱体4的四周,数目为5个时,支座受力时各个周围记忆合金柱体5受力均匀,支座的吸能能力比较强,阻尼分布比较均匀,支座的稳定性比较强。

模拟表明,并不是记忆合金柱体4的直径越大越好,当记忆合金柱体4的芯体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直径为内部橡胶直径的0.33-0.38倍最为合适。而周围记忆合金柱体5是对记忆合金柱体4吸能的补充和阻尼分布均匀性的支持,直径过大则不利于整体支座变形的能力,直径过小则起不到对阻尼分布的支撑,通过模拟,周围记忆合金柱体5直径为记忆合金柱体4的1/3最为合适。

实施例二

本实施例与实施例一不同之处在于,所实施的记忆合金柱体4的外边缘与周围记忆合金柱体5的外边缘的直线距离为1.0-1.5倍记忆合金柱体4直径。两者的外边缘间距对整个支座的性能具有很大的影响。距离太近则记忆合金柱体4的变形受到影响,不能发挥应有的变形,而且对整个支座的阻尼均匀性贡献较小。距离太大则不能加强记忆合金柱体4的能力,且会造成端部应力不均匀,影响这个支座的稳定性,对阻尼的均匀性贡献也随之减小。通过模拟,两者的距离在1.0-1.5倍记忆合金柱体4直径时效果最明显。

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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