一种形状记忆合金三维复合隔震支座的制作方法

1.本发明属于隔震技术领域，特别涉及一种形状记忆合金三维复合隔震支座。


背景技术：

2.在隔震技术领域，隔震技术的研究和发展较为成熟，近年来得到广大学者和工程师的密切关注。目前，大部分隔震支座能够实现水平隔震的作用，竖向隔震的作用几乎不能实现，但是竖向地震作用同样会对建筑物造成严重灾害，一方面，地面运动是复杂的三向运动，根据已有的唐山地震、汶川地震等国内外近些年发生的(特)大地震中获得的地震时程记录和震害数据可知，在高烈度区，尤其在近断层地区，地震动的竖向作用分量往往比较强烈，多次实测到地震动竖向加速度峰值超过水平加速度峰值，成为导致结构倒塌破坏的主要原因。另一方面，研究与实际震害发现，竖向地震作用虽然不会使结构严重破坏，但是会造成内部非结构物的严重损坏，从而造成结构重要功能缺失并引发经济上的巨大损失，甚至阻碍地震中人员的疏散。由此可见，有必要研发可以同时实现水平隔震和竖向隔震的三维隔震支座。
3.地震作用下，结构的竖向震动控制相对于水平震动控制具有更大的难度，由于结构的竖向刚度相对较大，普通叠层橡胶支座很难发挥有效作用。针对以上情况，通过在现有的水平隔震基础上，实现三维隔震技术成为解决结构竖向震动的重要途径。


技术实现要素：

4.本发明目的在于提供一种形状记忆合金三维复合隔震支座，以解决城市高架地铁站桥结构体系三维隔震问题，通过刚性外壳、组合碟形弹簧和导筒可以实现竖向隔震作用，而叠层橡胶可以实现水平隔震作用，sma绞线的设置又能最大程度上发挥多维隔震作用，从而实现了三维隔震目的。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种形状记忆合金三维复合隔震支座，包括竖向隔震系统、连接板ⅰ、水平隔震系统和连接板ⅱ，所述竖向隔震系统与连接板ⅰ固定连接，所述水平隔震系统分别与所述连接板ⅰ下方和连接板ⅱ上方粘接固定，所述连接板ⅰ包括圆形安装孔ⅰ、固定环和高强螺栓，所述连接板ⅱ包括圆形定位孔、圆形安装孔ⅱ和高强螺栓，所述连接板ⅰ下方与水平隔震系统通过高强螺栓固定连接，所述连接板ⅱ上方与水平隔震系统通过高强螺栓固定连接，形成稳定的三维隔震体系，所述竖向隔震系统包括刚性外壳、组合碟形弹簧和导筒，所述组合碟形弹簧具有承载力大，工作空间小，力学性能稳定等优点，组合碟形弹簧可以提供足够承载力和适宜竖向隔震刚度，是比较理想的竖向隔震元件，所述竖向隔震系统由多片碟形弹簧串联组合，中心通过设置导筒限制组合碟形弹簧的水平位移，使其几乎只能发生竖向位移，所述导筒焊接连接于刚性外壳和连接板ⅰ之间。
7.所述水平隔震系统包括保护板ⅰ、叠层橡胶、保护板ⅱ、橡胶保护套和sma绞线，所述叠层橡胶起到竖向隔震的作用，所述橡胶保护套包围在叠层橡胶的外层，用于保护叠层
橡胶，延长三维复合隔震支座的使用年限，将所述sma绞线通过固定环交叉布置在三维复合隔震支座的四个面上，sma材料具有形状记忆效应和超弹性效应，此发明利用其超弹性效应，最大程度发挥三维耗能能力。
8.本发明所述的一种形状记忆合金三维复合隔震支座，其有益效果如下：
9.(1)本发明所述的组合碟形弹簧具有承载力大，工作空间小，力学性能稳定等优点，组合碟形弹簧可以提供足够承载力和适宜竖向隔震刚度，能够实现竖向隔震作用，同时还能提高支座稳定承载能力。
10.(2)本发明所述的导筒限制了组合碟形弹簧的水平位移，使得它几乎只能发生竖向位移。
11.(3)本发明所述的sma绞线，因其自身具有超弹性性能，可以最大程度发挥三维耗能能力，相比于普通的叠层橡胶支座，具有更好的隔震效果。
12.(4)本发明所述的三维复合隔震支座，材料廉价、构造简单、安装方便。
13.(5)本发明所述的三维复合隔震支座可应用于对三维隔震具有较高需求的城市高架地铁站桥结构及房屋建筑结构，使用范围广泛。
附图说明
14.图1为本发明提供的形状记忆合金三维复合隔震支座整体结构示意图；
15.图2为本发明提供的形状记忆合金三维复合隔震支座剖面图；
16.图3为本发明提供的形状记忆合金三维复合隔震支座竖向隔震系统剖面图；
17.图4为本发明提供的形状记忆合金三维复合隔震支座仰视图。
18.图1-图4中：1-竖向隔震系统，101-刚性外壳，102-组合碟形弹簧，103-导筒，2-连接板ⅰ，201-圆形安装孔ⅰ，202-固定环，203-高强螺栓，3-水平隔震系统，301-保护板ⅰ，302-叠层橡胶，303-保护板ⅱ，304-橡胶保护套，305-sma绞线，4-连接板ⅱ，401-圆形定位孔，402-圆形安装孔ⅱ，403-高强螺栓。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
20.如图1-图4所示，一种形状记忆合金三维复合隔震支座，包括竖向隔震系统1、连接板ⅰ2、水平隔震系统3和连接板ⅱ4，所述竖向隔震系统1与连接板ⅰ2固定连接，所述水平隔震系统3分别与所述连接板ⅰ2下方和连接板ⅱ4上方粘接固定，所述连接板ⅰ2包括圆形安装孔ⅰ201、固定环202和高强螺栓203，所述连接板ⅱ4包括圆形定位孔401、圆形安装孔ⅱ402和高强螺栓403，所述连接板ⅰ2下方与水平隔震系统3通过高强螺栓203固定连接，所述连接板ⅱ4上方与水平隔震系统3通过高强螺栓403固定连接，形成稳定的三维隔震体系。
21.所述竖向隔震系统1包括刚性外壳101、组合碟形弹簧102和导筒103，由于组合碟形弹簧102具有承载力大，工作空间小，力学性能稳定等优点，能够实现竖向隔震作用，弥补现有普通叠层橡胶支座只能实现横向隔震的不足。
22.所述竖向隔震系统1由多片碟形弹簧串联组合，中心通过设置导筒103限制组合碟形弹簧102的水平位移，使其几乎只能发生竖向位移，所述导筒103焊接连接于刚性外壳101和连接板ⅰ2之间。
23.所述水平隔震系统3包括保护板ⅰ301、叠层橡胶302、保护板ⅱ303、橡胶保护套304和sma绞线305，所述叠层橡胶302起到竖向隔震的作用，所述橡胶保护套304包围在叠层橡胶302的外层，用于保护叠层橡胶302，减少环境对隔震系统的腐蚀作用，延长三维复合隔震支座的使用年限。
24.所述八组固定环202对称焊接在连接板ⅰ2的下表面和连接板ⅱ4的上表面，将所述sma绞线305通过固定环202交叉布置在三维复合隔震支座的四个面上，sma材料具有形状记忆效应和超弹性效应，此发明利用其超弹性效应，最大程度发挥三维耗能能力。
25.本发明一种形状记忆合金三维复合隔震支座的使用过程为，
26.步骤1，将叠层橡胶302两端分别粘结在保护板ⅰ301的下表面和保护板ⅱ303的上表面，然后将保护板ⅰ301通过高强螺栓203与连接板ⅰ2连接，保护板ⅱ303通过高强螺栓403与连接板ⅱ4连接；
27.步骤2，将橡胶保护套304绕叠层橡胶302一周，用强力胶固定连接，通过强力胶将叠层橡胶302上下表面连接到连接板ⅰ2下表面和连接板ⅱ4上表面；
28.步骤3，将八组固定环202对称焊接在连接板ⅰ2的下表面和连接板ⅱ4的上表面，然后将sma绞线305通过固定环202交叉布置在三维复合隔震支座的四个面上；
29.步骤4，将导筒103下端焊接在连接板ⅰ2的上表面，然后将两个组合碟形弹簧102安装在连接板ⅰ2和刚性外壳101之间的导筒103的两侧，最后将导筒103上端与刚性外壳101焊接固定。
30.步骤5，将安组装完的三维复合隔震支座通过圆形安装孔ⅱ402安装在基础与上部结构之间。
31.上述实施方式仅为本发明的使用过程，凡是各种根据本发明内容，在不脱离本发明基本指导思想的前提之下，应用本领域范围之内的普通技术手段和知识，对本发明所述结构及所用材料进行其他各种形式的修改、替换和改变，都应在本发明的保护范围之内。