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CN106545211A - 一种复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置 - Google Patents

一种复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置 Download PDF

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CN106545211A
CN106545211A CN201611118256.8A CN201611118256A CN106545211A CN 106545211 A CN106545211 A CN 106545211A CN 201611118256 A CN201611118256 A CN 201611118256A CN 106545211 A CN106545211 A CN 106545211A
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CN
China
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tension
connecting plate
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CN201611118256.8A
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English (en)
Inventor
田杰
梁帅
宋晓胜
苏经宇
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Beijing University of Technology
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Beijing University of Technology
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    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/36—Bearings or like supports allowing movement

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Abstract

本发明公开了一种复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置，该装置包括连接板、支座主体、复合式直导轨、抗拉构件。在地震作用下，支座主体沿地震作用主轴方向发生剪切位移时，内导轨沿外导轨往复滑动，从而使上下复合直导轨内八个滑块连接成的四根竖向抗拉构件一直保持竖直状态，即不会增加隔震装置的水平刚度，也不会限制隔震装置的水平变形，若有拉应力则抗拉构件提供拉力，当滑块到达限位挡板时，抗拉构件将变为斜向受拉，从而实现限位功能。

Description

一种复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置
技术领域
本发明属于建筑工程隔震技术领域，主要涉及复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置。
背景技术
橡胶支座隔震技术是目前比较成熟的隔震技术。但由于支座内部橡胶和钢板之间为粘合连接，当高层建筑受竖向地震作用时，或支座发生较大水平剪切位移时，或建筑高宽比较大时，支座易受拉，而橡胶支座受拉易发生橡胶层与钢板的撕裂破坏，进而影响支座的水平隔震性能，或直接导致建筑发生倾覆破坏。
根据国家标准GB50011-2010《建筑抗震设计规范》的要求，橡胶隔震支座在汉语地震的水平和竖向地震同时作用下，拉应力不应大于1MPa。但在强烈地震作用下，中、高层建筑的橡胶隔震支座可能承受高于限制的拉应力，由于橡胶隔震支座的抗拉能力有限，因此其应用范围受到限制。为了提高橡胶隔震支座的抗拉能力，国内外学者进行了各种研究，日本学者开发了直线式滑动支座，它由两个正交方向的轨道构成，可以沿着轨道交叉往复滑动，因而可以隔离任意方向的震动，同时具有很大的竖向抗压能力和抗拔能力，但该支座尺寸巨大，同时对轨道的摩擦要求高，生产成本高昂。中国学者提出了内部有预应力钢绞线的预应力橡胶隔震支座，在隔震支座周围布置适量竖向钢筋的构造措施，这种抗拉措施在支座发生大变形时预应力绞线和钢筋将产生不可恢复变形，将不利于支座的水平隔震。
总之，现有的抗拉技术存在构造复杂，安装成本高，抗拉装置影响支座的水平刚度，影响支座的隔震性能的问题。因此，橡胶隔震支座抗拉能力不足成为高层建筑隔震领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种解决橡胶隔震支座在高层建筑中抗拉能力不足的问题，且构造简单、安装方便、抗拉能力强的复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置。适用于高宽比较大的建筑或多为地震作用下容易使支座出现拉应力的建筑结构。该装置能减小地震竖向作用或风荷载作用对支座主体的损害，提高建筑的抗拉拔抗倾覆能力。
实现本发明采用的技术方案为：
一种复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置，该装置包括连接板1、支座主体2、复合式直导轨3、抗拉构件4。连接板1分为上连接板和下连接板，上连接板和下连接板相互垂直；上连接板和下连接板分别设置在支座主体2的两端部，上连接板和下连接板与支座主体2之间通过螺栓连接在一起，复合式直导轨3设置在连接板1的长边边缘处，复合式直导轨3由内导轨5和外导轨6组成，复合式直导轨3分为上复合式直导轨与下复合式直导轨，上复合式直导轨设置在上连接板中，下复合式直导轨设置在下复合式直导轨中；上复合式直导轨与下复合式直导轨相互垂直，内导轨5能够沿外导轨6往复滑动，内导轨5内设有滑动腔体；每根抗拉构件4的两端均设有滑块，滑块置于内导轨5内，能够在滑动腔体内滑动，上复合式直导轨内设有四个滑块，下复合式直导轨内设有四个滑块；当支座主体2发生设计的剪切位移时，复合式直导轨3内的八个滑块与抗拉构件4连接成的四根竖向支柱并一直保持竖直状态。
所述连接板1的中央设有与支座主体2直径相同的承压柱体。
所述抗拉构件4两端滑块为半球形。
所述内导轨5内滑动腔体的底面为曲面。
所述在支座主体2未承受荷载时，抗拉构件4两端滑块紧贴上下内导轨滑动腔体的底面。
所述直导轨内的滑动腔体的垂直高度大于抗拉构件4两端滑块的高度。
所述支座主体2为叠层橡胶隔震支座、铅芯橡胶隔震支座或其他橡胶隔震支座。
所述连接板1、复合式直导轨3和抗拉构件4均为钢质材料，复合式直导轨3与连接板1之间为螺栓连接或焊接。
本发明可取得如下有益效果：
在地震作用下，支座主体沿地震作用主轴方向发生剪切位移时，内导轨沿外导轨往复滑动，从而使上复合式直导轨在下连接板上的投影与下复合式直导轨总有四个交点，在交点处设置竖向抗拉构件，而抗拉构件两端滑块可沿内导轨滑动，使四个抗拉构件始终处于竖直状态，即不会增加隔震装置的水平刚度，也不会限制隔震装置的水平变形，若有拉应力则抗拉构件提供拉力，当滑块到达限位挡板时，抗拉构件将变为斜向受拉，从而实现限位功能。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置立面图；
图2为复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置剖面图；
图3为复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置水平变形示意图；
图4为复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置下连接板；
图5为复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置上连接板；
图6为钢棒型抗拉构件示意简图；
图7为钢绞线型抗拉构件示意图；
图中：1、连接板，2、支座主体，3、复合式直导轨，4、抗拉构件，5、内导轨，6、外导轨，7、连接板承压柱体，8、螺栓孔。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步描述。
如附图1-7所示，本发明一种复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置包括连接板、支座主体、复合式直导轨、抗拉构件；若支座采用橡胶隔震支座，直径D为300mm，高140mm，横截面面积为70683.75mm，上下封板厚度为20mm；连接板横截面为长660mm，宽420mm的椭圆形，厚度为30mm；连接板和导轨均为钢制材料，导轨宽100mm。
若抗拉构件采用半径25mm的钢棒，钢棒材质为Q345，则单根抗拉构件的最小屈服拉力约为169KN，四组抗拉构件可为支座主体提供约676KN的拉力，支座主体将额外增加约9Mpa的抗拉能力。
若抗拉构件采用直径为11.4mm的钢绞线，该钢绞线的最小破坏拉力约为124KN，当钢绞线变形较大时，四组钢绞线可为支座主体提供496KN的拉力，支座主体将额外增加约7Mpa的抗拉能力；抗拉构件两端滑块为半钢球，半钢球上设有孔洞，钢绞线可穿过孔洞，从而与滑块连接为整体。
本实施例的工作原理为：在地震作用下，支座主体沿地震作用主轴方向发生剪切位移时，内导轨沿外导轨往复滑动，从而使上复合式直导轨在下连接板上的投影与下复合式直导轨总有四个交点，在交点处设置竖向抗拉构件，而抗拉构件两端滑块可沿内导轨滑动，使四个抗拉构件始终处于竖直状态，即不会增加隔震装置的水平刚度，也不会限制隔震装置的水平变形，若有拉应力则抗拉构件提供拉力，当滑块到达限位挡板时，抗拉构件将变为斜向受拉，从而实现限位功能。

Claims (8)

1.一种复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：该装置包括连接板(1)、支座主体(2)、复合式直导轨(3)、抗拉构件(4)；连接板(1)分为上连接板和下连接板，上连接板和下连接板相互垂直；上连接板和下连接板分别设置在支座主体(2)的两端部，上连接板和下连接板与支座主体(2)之间通过螺栓连接在一起，复合式直导轨(3)设置在连接板(1)的长边边缘处，复合式直导轨(3)由内导轨(5)和外导轨(6)组成，复合式直导轨(3)分为上复合式直导轨与下复合式直导轨，上复合式直导轨设置在上连接板中，下复合式直导轨设置在下复合式直导轨中；上复合式直导轨与下复合式直导轨相互垂直，内导轨(5)能够沿外导轨(6)往复滑动，内导轨(5)内设有滑动腔体；每根抗拉构件(4)的两端均设有滑块，滑块置于内导轨(5)内，能够在滑动腔体内滑动，上复合式直导轨内设有四个滑块，下复合式直导轨内设有四个滑块；当支座主体(2)发生设计的剪切位移时，复合式直导轨(3)内的八个滑块与抗拉构件(4)连接成的四根竖向抗拉构件并一直保持竖直状态。
2.根据权利要求1所述的一种复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：所述连接板(1)中央设有与支座主体(2)直径相同的承压柱体。
3.根据权利要求1所述的一种复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：所述抗拉构件(4)两端滑块为半球形。
4.根据权利要求1所述的一种复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：所述内导轨(5)内滑动腔体的底面为曲面。
5.根据权利要求1所述的一种复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：所述在支座主体(2)未承受荷载时，抗拉构件(4)两端滑块紧贴上下内导轨滑动腔体的底面。
6.根据权利要求1所述的一种复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：所述复合式直导轨内的滑动腔体的垂直高度大于抗拉构件(4)两端滑块的高度。
7.根据权利要求1所述的一种复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：所述支座主体(2)为叠层橡胶隔震支座、铅芯橡胶隔震支座或其他橡胶隔震支座。
8.根据权利要求1所述的一种复合式直导轨型抗拉与限位隔震装置，其特征在于：所述连接板(1)、复合式直导轨(3)和抗拉构件(4)均为钢质材料，复合式直导轨(3)与连接板(1)之间为螺栓连接或焊接。
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