一种抗拉拔自复位复合隔震支座

1.本实用新型涉及工程隔震技术领域，尤其涉及一种抗拉拔自复位复合隔震支座。


背景技术：

2.隔震技术是提高结构(建筑、桥梁等)抗震能力的有效手段，是通过在结构基础、层间或者主梁与桥墩间设置隔震支座来延长上部结构的周期，从而隔离地震传给上部结构的地震能量，以减少地震作用对结构的损伤或破坏。目前，已有的隔震支座有三类：橡胶隔震支座、摩擦类隔震支座及弹性或刚性滑动支座，其中橡胶隔震支座是应用最广、技术最成熟的一种隔震支座，它具有减震机理明确、水平变形能力大、施工安装方便等特点。但由于橡胶隔震支座内部是叠层橡胶与加劲钢板的粘合连接，这导致橡胶隔震支座的竖向抗拉能力较弱。若高层建筑结构采用橡胶隔震支座，当受到竖向地震作用或者发生较大水平剪切变形时，橡胶隔震支座易受拉，橡胶层和加劲钢板之间弱的粘合力无法抵抗竖向拉力，导致隔震支座发生破坏，从而使得建筑结构发生倾覆倒塌。另外，罕遇地震下橡胶隔震支座发生较大的水平剪切变形使橡胶隔震支座发生严重的破坏，对于震后结构的恢复使用带来很大的修复成本。橡胶隔震支座弱的抗拉能力以及罕遇地震下破坏影响了现有隔震技术在结构中的推广和应用，也限制了结构在高烈度地震区的开展。


技术实现要素：

3.基于目前现有隔震支座的类型，本实用新型的目的在于提出一种可水平向限位和竖向抗拉且具有自复位功能的复合隔震支座，利用抗拉拔自复位机构中的超弹性形状记忆合金螺杆的受拉来提供竖向抗拔力，利用超弹性形状记忆合金螺杆的弯曲变形来阻止隔震支座在罕遇地震下发生较大的剪切变形，起到限位作用。另外，利用形状记忆合金的超弹性特性为隔震支座提供良好的自复位能力，其自复位能力可以有效减少结构震后修复成本及加固费用，提升结构整体的可恢复能力。
4.本实用新型采用的技术方案是：提供一种抗拉拔自复位复合隔震支座，包括由铅芯、橡胶隔震垫、上支座钢板、下支座钢板组成隔震支座以及设置于隔震支座的四周的抗拉拔自复位机构，所述抗拉拔自复位机构包括上连接板、下连接板以及超弹性形状记忆合金螺杆；所述上连接板固定于所述上支座钢板，所述下连接板固定于所述下支座钢板；所述上连接板中设有平行于边线的平行长圆孔，所述下连接板中设有垂直于边线的垂直长圆孔；所述超弹性形状记忆合金螺杆两端滑动连接或滚动连接于平行长圆孔和垂直长圆孔中。
5.进一步的，还包括轴承和螺母，所述上连接板在平行长圆孔边缘设置l型沟槽，所述下连接板在垂直长圆孔边缘设置l型沟槽；所述超弹性形状记忆合金螺杆一端穿过上连接板的平行长圆孔后，在超弹性形状记忆合金螺杆上套有轴承，使所述轴承外圈与上连接板中l型沟槽侧壁相切，并在超弹性形状记忆合金螺杆的端部设置对轴承进行限位的螺母；所述超弹性形状记忆合金螺杆另一端穿过下连接板的垂直长圆孔后，在超弹性形状记忆合金螺杆中套有轴承，使所述轴承外圈与下连接板中l型沟槽侧壁相切，并在超弹性形状记忆
合金螺杆端部设置对轴承进行限位的螺母。
6.进一步的，所述上连接板中平行长圆孔和下连接板中垂直长圆孔的长度取隔震支座的设计位移量的2倍。
7.进一步的，所述抗拉拔自复位机构在隔震支座四周设置方式有两种：第一，在隔震支座的对立侧各布置一个，总共布置2个；第二，在隔震支座的四周都布置，总共布置4个。
8.进一步的，每个所述抗拉拔自复位机构中设置两个或多个超弹性形状记忆合金螺杆。
9.本实用新型的有益效果是：本实用新型与现有技术相比构造简单，设计灵活，施工方便，具有较好的水平向隔震和竖向抗拉能力。在中小地震作用下，隔震支座发生水平剪切变形时，抗拉拔自复位机构中的超弹性形状记忆合金螺杆在上连接板和下连接板的长圆孔内移动不受力。罕遇地震作用下，超弹性形状记忆合金螺杆与长圆孔壁接触使得超弹性形状记忆合金螺杆开始受弯，从而起到水平向限位作用；当复合隔震支座受到竖向拉力作用时，超弹性形状记忆合金螺杆受拉，起到竖向限位作用，有效解决了高层建筑采用隔震支座时出现的倾覆问题。另外，超弹性形状记忆合金螺杆的超弹性特性使得支座具有良好的自复位能力，其自复位能力减小结构修复或加固的费用，能有效快速地整体提升结构震后的可恢复能力。
附图说明
10.图1为本实用新型公开的抗拉拔自复位复合隔震支座的结构示意图；
11.图2为本实用新型公开的抗拉拔自复位复合隔震支座正视图；
12.图3为本实用新型公开的抗拉拔自复位复合隔震支座俯视图；
13.图4为本实用新型公开的抗拉拔自复位机构的结构示意图；
14.图5为本实用新型公开的上连接板的结构示意图；
15.图6为本实用新型公开的下连接板的结构示意图；
16.图7为本实用新型公开的轴承结构示意图；
17.图8为本实用新型公开的超弹性形状记忆合金螺杆示意图。
18.附图标记：1、铅芯；2、橡胶隔震垫；3、上支座钢板；4、下支座钢板；5、抗拉拔自复位机构；6、上连接板；61、平行长圆孔；62、l型沟槽；7、下连接板；71、垂直长圆孔；8、超弹性形状记忆合金螺杆；9、轴承；10、螺母。
具体实施方式
19.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步详细描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
20.实施例1：
21.参见图1-8，本实施例公开一种抗拉拔自复位复合隔震支座，包括由铅芯1、橡胶隔震垫2、上支座钢板3、下支座钢板4组成隔震支座以及设置于隔震支座四周的抗拉拔自复位机构5。
22.参见图4，抗拉拔自复位机构5包括上连接板6、下连接板7以及超弹性形状记忆合金螺杆8。上连接板6通过焊接或螺栓连接固定于上支座钢板3，下连接板7通过焊接或螺栓
连接固定于下支座钢板4。上连接板6中设有平行于边线的平行长圆孔61，下连接板7中设有垂直于边线的垂直长圆孔71。超弹性形状记忆合金螺杆8两端滑动连接或滚动连接于平行长圆孔61和垂直长圆孔71中。具体的，本实施例的超弹性形状记忆合金螺杆8两端滑动连接方式如下：抗拉拔自复位机构5还包括轴承9和螺母10，上连接板6在平行长圆孔61边缘设置l型沟槽62(即台阶槽)，下连接板7在垂直长圆孔71边缘设置l型沟槽。超弹性形状记忆合金螺杆8端部设有一定长度的螺纹。超弹性形状记忆合金螺杆8一端穿过上连接板6的平行长圆孔61后，在超弹性形状记忆合金螺杆8上套有轴承9，使轴承9外圈与上连接板6中l型沟槽62侧壁相切，并在超弹性形状记忆合金螺杆8的端部设置对轴承9进行限位的螺母10。超弹性形状记忆合金螺杆8另一端穿过下连接板7的垂直长圆孔71后，在超弹性形状记忆合金螺杆8中套有轴承9，使轴承9外圈与下连接板7中l型沟槽62侧壁相切，并在超弹性形状记忆合金螺杆8端部设置对轴承9进行限位的螺母10。当超弹性形状记忆合金螺杆8沿上连接板6平行长圆孔61和下连接板7的垂直长圆孔71移动时，轴承9外圈沿l型沟槽62侧壁滚动。
23.进一步的，l型沟槽62的高度大于轴承9的宽度，这样使得轴承9外圈整体位于l型沟槽内。螺母10外径大于上连接板6平行长圆孔61宽度与下连接板7垂直长圆孔71宽度，使得在竖向拉力作用下超弹性形状记忆合金螺杆8受拉。
24.优选地，上连接板6中平行长圆孔61和下连接板7中垂直长圆孔71的长度取隔震支座的设计位移量的2倍。
25.抗拉拔自复位机构5中超弹性形状记忆合金螺杆8数量可根据结构在地震作用下的竖向抗倾覆和水平位移需求进行设计，可设置1根或者多根；相应的，上连接板6上的平行长圆孔61以及下连接板7的垂直长圆孔71也设置1个或者多个。本实施例在每个抗拉拔自复位机构5设置两个超弹性形状记忆合金螺杆8。
26.参阅附图1-3，本实施例在隔震支座的四周各一个抗拉拔自复位机构5，总共设置4个。每个抗拉拔自复位机构5的上连接板6和下连接板7采用焊接方式与隔震支座的上支座钢板3和下支座钢板4固定连接，且保证不能影响隔震支座的水平剪切变形。在另一些实施例中，抗拉拔自复位机构5在隔震支座的对立侧各布置一个，总共布置2个。
27.当复合隔震支座受到竖向拉力时，橡胶隔震垫2在拉力作用下带动上支座钢板3上固定的上连接板6向上移动，使得超弹性形状记忆合金螺杆8受拉，从而限制隔震支座的竖向拉伸变形。当复合隔震支座受到竖向压力时，橡胶隔震垫2发生压缩变形，使得上连接板6沿超弹性形状记忆合金螺杆8向下移动，竖向压力全部由橡胶隔震垫2承担，而不会传递给抗拉拔自复位机构5。
28.在中小地震作用下，当隔震支座发生水平方向的剪切变形时，超弹性形状记忆合金螺杆8沿上连接板6的平行长圆孔61移动或沿下连接板7的垂直长圆孔71移动，同时带动超弹性形状记忆合金螺杆8两端的轴承9沿l型沟槽侧壁滚动。罕遇地震下，当隔震支座发生水平方向的剪切变形时，超弹性形状记忆合金螺杆8移动到平行长圆孔61端部或者垂直长圆孔71端部，使得超弹性形状记忆合金螺杆8受弯，从而限制复合隔震支座发生较大的剪切变形。
29.综上所述，本实用新型提出的抗拉拔自复位复合隔震支座，保留了隔震支座延长结构自振周期，减小结构地震响应的能力。同时，通过抗拉拔自复位机构5提高了隔震支座所不具备的竖向抗拉能力及罕遇地震下限位能力，并利用超弹性形状记忆合金螺杆8的超
弹性特性为隔震支座提供良好的耗能能力和自复位能力。
30.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。