一种剪力墙滑动减震支座及使用方法

1.本发明属于基底隔震技术领域，具体涉及一种剪力墙滑动减震支座及使用方法。


背景技术：

2.地震作用和风荷载作用是高层建筑结构设计的主要考虑因素，其中剪力墙结构因其抗震能力高，建筑高度高等优点逐步成为高层建筑的主力军，所以提升其侧向的抗震能力成为剪力墙结构抗震能力好坏的重要指标。与以往的抗震设计不同，减震设计方法通过在剪力墙底部设置减震装置，将地震作用尽可能控制在减震支座内部，通过耗能以吸收大部分地震能量、减少上部结构的损伤。
3.减震支座有很多不同类型，其中应用最为广泛的是橡胶支座，但普通橡胶支座在循环拉压状态下表现差，橡胶抗拉强度远远低于抗压强度，在支座发生转动时一侧的橡胶极其容易破坏导致支座失去作用。另外与阻尼器配合使用的橡胶减震支座又在水平地震作用下水平力会使阻尼器剪切破坏。同时支座中所应用的普通材质弹簧在大地震中提供的耗能能力单薄，极容易破坏，耗能能力不明显。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种剪力墙滑动减震支座及使用方法，以解决现有减震装置减震效果较差的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.第一方面，一种剪力墙滑动减震支座，包括上顶板和下底板；
7.所述上顶板下方居中设有上连接板，所述下底板上方居中设有下连接板；
8.所述上连接板和下连接板之间设有居中的球面支座；所述球面支座两侧均匀设有若干组能耗装置；
9.所述耗能装置连接在上连接板和下连接板之间；
10.所述球面支座包括凸弧形板和凹弧形板；凸弧形板为一端有凸起的圆柱体；凹弧形板为一端有凹陷的圆柱体；
11.凸弧形板的平整圆面与上连接板下表面连接，凹弧形板的平整圆面与下连接板上表面连接。
12.本发明的进一步改进在于：每组所述能耗装置包括一个滑槽，所述滑槽设置在下连接板的上表面两侧，所述滑槽内设有两个完全相同的滑块，两个所述滑块之间设有粘滞阻尼器，每个所述滑块顶部均与一个支撑杆下端相连，所述支撑杆上端铰接在上连接板下表面设置的圆形小孔内。
13.本发明的进一步改进在于：所述上顶板表面开设有若干第一安装孔，下底板表面开设有若干第二安装孔。
14.本发明的进一步改进在于：所述凸弧形板与凹弧形板之间采用倒扣式硫化固定。
15.本发明的进一步改进在于：所述上顶板和下底板为大小相同的圆板，所述上连接
板和下连接板为大小相同的方形板。
16.本发明的进一步改进在于：每个所述滑块上下部各设有一个贯通孔洞，位于上部的贯通孔洞内设置有电感膨胀块，位于下部的贯通孔洞内设置有电控制棒。
17.本发明的进一步改进在于：所述粘滞阻尼器为形状记忆合金复合粘滞阻尼器。
18.本发明的进一步改进在于：所述能耗装置的数量为4组。
19.第二方面，一种剪力墙滑动减震支座的使用方法，包括以下步骤：
20.当上顶板或下底板受到振动发生变形时，带动上连接板振动，上连接板带动一侧的耗能装置的支撑杆下降，每一组两个支撑杆下降推动两个滑块向互相滑动，两个滑块在滑槽内滑动位移来加强变形能力，且在滑动过程中摩擦产生热量帮助耗能减振。
21.本发明的进一步改进在于：到受到较大振动时，加大电控制棒的输入电流，通过电控制棒使电感膨胀块通电膨胀，增大电感膨胀块与滑槽的摩擦力，从而提供主动控制减振，增大动能转化为内能的效率。
22.与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：
23.本发明通过顶板带动上连接板发生转动，一方面球面支座转动，把转动能转化为凹凸弧形板摩擦产生的热能消耗，从而起到减震的效果。
24.本发明通过上连接板带动耗能装置的支撑杆下降，每一组两个支撑杆下降推动两个滑块向互相滑动，两个滑块在矩形滑槽内滑动位移来加强本支座的变形能力，在滑动过程中摩擦产生热量帮助耗能，从而起到减震效果。
25.本发明通过在每两个滑块中间通过粘滞阻尼器连接，进一步地使外界力作用的能量被粘滞阻尼器消耗耗散掉，同时粘滞阻尼器利用其自身的阻尼特性，使振动快速衰减，强化减震效果。
26.本发明通过在滑块中间还开设两个贯通的孔洞，在上孔洞插入电感膨胀块，下空洞插入电控制棒，用以控制电感膨胀块的膨胀，加大电感膨胀块的摩擦力，通过设置粘滞阻尼器、滑块、电感膨胀块和球面减震支座多重减震结构，达到减震支座最大程度的减震效果。
附图说明
27.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
28.图1为本发明一种剪力墙滑动减震支座的整体结构示意图；
29.图2为本发明一种剪力墙滑动减震支座的球面支座切面图；
30.图3为本发明一种剪力墙滑动减震支座的耗能装置放大图；
31.图4为本发明一种剪力墙滑动减震支座的的滑槽耗能装置切面图。
32.1-减震支座，2-顶板，3-底板，4-上连接板，5-下连接板，6-球面支座，601-凸弧形板，602-凹弧形板，7-耗能装置，701-支撑杆，702-粘滞阻尼器，703-方形滑块，704-矩形滑槽，705-电感膨胀块，706-电控制棒，8-第一安装孔，9-第二安装孔，10-第二安装孔。
具体实施方式
33.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情
况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
34.以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
35.实施例1：
36.如图1-4所示，一种剪力墙滑动减震支座，包括上顶板2和下底板3；
37.上顶板2下方居中设有上连接板4，下底板3上方居中设有下连接板5；上连接板4和下连接板5大小相等形状相同为方形板；
38.上连接板4和下连接板5之间设有居中的球面支座6和若干组能耗装置7；
39.耗能装置7连接在上连接板4和下连接板5之间；
40.上顶板2和下底板3为形状相同的圆板；
41.上顶板2表面开设有若干第一安装孔1，下底板3表面开设有若干第二安装孔8，第一安装孔1和第二安装孔8为大小相同的圆孔，第一安装孔1和第二安装孔8用于与外部建筑结构连接，使剪力墙建筑的作用能够更全面地传递到本发明一种剪力墙滑动减震支座进行耗能，提升建筑的减震能力；
42.球面支座6包括凸弧形板601和凹弧形板602；
43.凸弧形板601为一端有凸起的圆柱体；凹弧形板602为一端有凹陷的圆柱体；
44.凸弧形板601和凹弧形板602的平整圆面直径相同，且小于上连接板4和下连接板5的最小边长；
45.凸弧形板601的平整圆面与上连接板4下表面固定连接，凹弧形板602的平整圆面与下连接板5上表面固定连接，凸弧形板601的凸起端和凹弧形板602的凹陷端表面弧度相匹配保证充分接触以增大摩擦力，保证协同转动，通过释放弯矩、扭矩可以最大程度地降低因风力、地震力、温度变化引起的伸缩力对球型支座内部构件造成的破坏；
46.凸弧形板601与凹弧形板602之间采用倒扣式硫化固定，有效克服了凸弧形板601因受力滑动而滑出工作位置且不能返回原位置的缺点；
47.所述凸弧形板601和凹弧形板602均由钢材料制成。
48.每组能耗装置7包括一个滑槽704，滑槽704内设有两个完全相同的滑块703，两个滑块703之间设有粘滞阻尼器702，粘滞阻尼器702与滑块703固定连接，每个滑块703内部上下各开有一个贯通孔洞，上贯通孔洞放入电感膨胀块705，下贯通孔洞放入电控制棒706，每个滑块703上表面都与支撑杆701下端铰接；
49.上连接板4下表面设有若干圆形小孔，圆形小孔的数量为能耗装置7组数的二倍，每个圆形小孔与一个支撑杆701上端铰接；
50.例如，在圆形小孔内设置转轴，支撑杆701上端转动连接在转轴上。或者将圆形小孔设置成球形的空间，支撑杆701上端设置为圆球，圆球安装在球形空间内实现铰接的效果
51.下连接板5上表面设置与能耗装置7组数相同的滑槽704，下连接板5两侧对称设有能耗装置7组数一半的滑槽704；
52.在上连接板4与下连接板5发生一个方向相对转动时，能够带动铰接的支撑杆701发生转动和位移；
53.支撑杆701由记忆合金材质制成。
54.能耗装置7能进一步限制减震支座过度变形；
55.能耗装置7在本实施例中有4组；
56.支撑杆701和粘滞阻尼器702均采用形状记忆合金，形状记忆合金具有良好的塑性滞回性能，以此达到吸收和耗散地震能量的目的；与传统的粘滞阻尼器相比，形状记忆合金复合黏滞阻尼器具有较高的耗能能力和自复位能力，可以承受较大的地震作用并控制震后的残余变形。
57.本发明中粘滞阻尼器702及耗能装置7可拆卸、便于更换，大大地提高了使用寿命。
58.实施例2
59.一种剪力墙滑动减震支座的使用方法，基于实施例1中的种剪力墙滑动减震支座，包括以下步骤：
60.通过第一安装孔1和第二安装孔8与外部建筑结构连接；
61.当上顶板2或下底板3受到振动发生变形时，带动上连接板4振动，上连接板4带动一侧的耗能装置7的支撑杆701下降，每一组两个支撑杆701下降推动两个滑块703向互相滑动，两个滑块703在滑槽704内滑动位移来加强变形能力，且在滑动过程中摩擦产生热量帮助耗能；
62.每两个滑块703中间通过粘滞阻尼器702连接，粘滞阻尼器702采用形状记忆合金复合粘滞阻尼器，使外界力作用的能量被粘滞阻尼器702消耗耗散掉，同时粘滞阻尼器702利用其自身的阻尼特性，使振动快速衰减；另一侧的上连接板4带动支撑杆上升，支撑杆701带动滑块703互相远离恢复初始位置；
63.在外力作用较大情况下，加大外部输入电流，通过电控制棒706使电感膨胀块705通电膨胀，增大电感膨胀块705与矩形滑槽704的摩擦力，从而提供主动控制减震，增大动能转化为内能的效率。
64.由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
65.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。