形狀記憶合金抗拉橡膠隔震支座的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種形狀記憶合金抗拉橡膠隔震支座，屬于工程結(jié)構(gòu)隔震、耗能減震領(lǐng)域。該隔震支座包括上連接板、下連接板、由連接螺栓連接于上連接板和下連接板之間的疊層橡膠支座、對稱布設(shè)于橡膠支座四周的形狀記憶合金拉索，上連接板與下連接板的四條邊線中間部位均連接有導(dǎo)向輪，用于形狀記憶合金拉索的安裝，在上連接板與下連接板的四個(gè)角部設(shè)有用于固定形狀記憶合金拉索的帶有曲線凹槽的緊固壓板。本實(shí)用新型能夠使隔震支座在不明顯增加水平剛度的前提下，具有較高的抗拉能力和耗散振動(dòng)能量的能力，并且使所有形狀記憶合金拉索在隔震支座發(fā)生各種變形時(shí)均處于拉伸狀態(tài)，從而提高了其利用率。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于工程結(jié)構(gòu)隔震、耗能減震領(lǐng)域，具體涉及一種具有水平隔震、耗能 減震、堅(jiān)向抗拉能力的形狀記憶合金抗拉橡膠隔震支座。 形狀記憶合金抗拉橡膠隔震支座

【背景技術(shù)】
[0002] 目前在工程結(jié)構(gòu)隔震領(lǐng)域技術(shù)較為成熟、應(yīng)用較為廣泛的隔震原件是普通疊層橡 膠支座和鉛芯疊層橡膠支座。雖然現(xiàn)有的疊層橡膠支座具有較高的堅(jiān)向承載力、水平向的 剪切變剛度和耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，但由于支座本身阻尼力小，耗能能力低，不能快速有效的耗 散地震能量，需要與其他耗能原件組合使用才能取得較好的隔震、減震效果?，F(xiàn)行《建筑抗 震設(shè)計(jì)規(guī)范》中為防止橡膠支座在較大的水平剪切變形情況下，剪壓受荷有效面積過小而 失去承載能力或局部區(qū)域產(chǎn)生受拉破壞，規(guī)定了支座水平剪切變形不應(yīng)大于〇. 55倍橡膠 支座的有效直徑和300%的較小值。另外現(xiàn)有普通疊層橡膠支座和鉛芯疊層橡膠支座的抗 拉強(qiáng)度較低，不足抗壓強(qiáng)度的10%，故現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中建議采用疊層橡膠支座 的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)高寬比不宜大于4,防止邊緣支座發(fā)生受拉破壞。普通疊層橡膠支座的上述 不足成為了其在工程結(jié)構(gòu)隔震應(yīng)用中的主要障礙。
[0003] 形狀記憶合金（Shape Memory Alloy, SMA)材料相變超彈性的疲勞性能很好，普 通材料則在加載和卸載循環(huán)中一般都不可避免地要出現(xiàn)損傷，影響壽命；常溫狀態(tài)下，形狀 記憶合金材料的可恢復(fù)應(yīng)變可達(dá)6 %?8 %，極限拉應(yīng)變可達(dá)14%以上；由于形狀記憶合金 材料奧氏體狀態(tài)的剛度大于馬氏體狀態(tài)的剛度，SMA的彈性模量將隨著溫度的升高而增大 (普通金屬材料恰好相反），這就可使材料在較高的溫度下仍保持高彈性模量。
[0004] 目前基于形狀記憶合金的超彈性、阻尼特性和形狀記憶效應(yīng)已開發(fā)出的用于擬補(bǔ) 普通疊層橡膠支座抗拉能力弱，防止剪切變形過大的裝置主要存在以下不足：①形狀記憶 合金在支座周邊斜向交叉布置，當(dāng)支座發(fā)生水平剪切變形時(shí)，必有一根（束）形狀記憶合金 絲是受壓的，不能有效利用形狀記憶合金的超彈性拉伸性能及耗能性能；②支座周邊的形 狀記憶合金絲或絲束與上、下連接板的夾角過小，不能為支座提供有效的堅(jiān)向抗拉力；③支 座周邊的形狀記憶合金過早進(jìn)入強(qiáng)受拉狀態(tài)，明顯增加了隔震支座的早期剛度，影響隔震 支座的隔震效果。因此，非常有必要開發(fā)出既不明顯提高支座水平剛度，又能提高形狀記憶 合金利用率和支座抗拉強(qiáng)度的隔震裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中形狀記憶合金一橡膠復(fù)合支座抗拉能 力不足及形狀記憶合金利用率偏低的技術(shù)問題，提出了一種既不明顯提高支座水平剛度， 又能提高形狀記憶合金利用率和支座抗拉能力的隔震裝置。
[0006] 為了解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。
[0007] -種形狀記憶合金抗拉橡膠隔震支座，它包括有上連接板、下連接板、由連接螺栓 連接于上連接板和下連接板之間的疊層橡膠支座、對稱布設(shè)于橡膠支座四周的形狀記憶合 金拉索，其特征在于：所述上連接板與下連接板的四條邊線中間部位均連接有導(dǎo)向輪，在上 連接板與下連接板的四個(gè)角部設(shè)有用于固定形狀記憶合金拉索的帶有曲線凹槽的緊固壓 板，所述形狀記憶合金拉索在疊層橡膠支座的四個(gè)側(cè)面均為"V"形與倒"V"形布置。其有益 效果是能夠使隔震支座在不明顯增加水平剛度的前提下，具有較高的抗拉能力和耗散振動(dòng) 能量的能力，并且使所有形狀記憶合金拉索在隔震支座發(fā)生各種變形時(shí)均處于拉伸狀態(tài)， 提1?利用率。
[0008] 上述導(dǎo)向輪包括用于穿過形狀記憶合金拉索的定滑輪、起到為定滑輪轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向 軸、固定轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向軸套。其有益效果是使每條形狀記憶合金拉索內(nèi)應(yīng)力分布均勻，為上 連接板與下連接板提供拉力，引導(dǎo)形狀記憶合金拉索的變形，以適應(yīng)形狀記憶合金抗拉橡 膠隔震支座的各種剪切變形及拉伸變形。
[0009] 上述用于固定形狀記憶合金拉索的緊固壓板由兩條對稱布置的曲線凹槽及緊固 螺栓孔組成，每一緊固壓板可同時(shí)固定兩條形狀記憶合金拉索。其有益效果是在相對較小 的范圍內(nèi)，增加了形狀記憶合金拉索與緊固壓板的接觸長度與接觸面積，為形狀記憶合金 拉索提供更加有效的鎖止力。
[0010] 上述形狀記憶合金拉索可以為形狀記憶合金絞線，也可以為形狀記憶合金絲束。 其有益效果是，與單根大直徑形狀記憶合金絲相比具有更高的安全可靠度，即使拉索中某 一根或幾根形狀記憶合金絲發(fā)生斷裂，也不會(huì)影響拉索的整體功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為本實(shí)用新型形狀記憶合金抗拉橡膠隔震支座三維圖。
[0012] 圖2為本實(shí)用新型形狀記憶合金抗拉橡膠隔震支座俯視圖。
[0013] 圖3為本實(shí)用新型形狀記憶合金抗拉橡膠隔震支座正視圖。
[0014] 圖4為本實(shí)用新型形狀記憶合金抗拉橡膠隔震支座中導(dǎo)向輪正視圖。
[0015] 圖5為本實(shí)用新型形狀記憶合金抗拉橡膠隔震支座中導(dǎo)向輪側(cè)視圖。
[0016] 圖6為本實(shí)用新型形狀記憶合金抗拉橡膠隔震支座中緊固壓板三維圖。
[0017] 以上圖中有：定滑輪1 ;轉(zhuǎn)向軸2 ;轉(zhuǎn)向軸套3 ;導(dǎo)向輪4 ;疊層橡膠支座5 ;上連接 板6 ;下連接板7 ;連接螺栓8 ;緊固壓板9 ;形狀記憶合金拉索10 ;曲線凹槽11 ;緊固螺栓孔 12 ;連接螺栓孔13。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例詳述本實(shí)用新型，但本實(shí)用新型不局限于下述實(shí)施 例。
[0019] 本實(shí)用新型形狀記憶合金抗拉橡膠隔震支座的實(shí)施根據(jù)圖1一6,采用現(xiàn)有加工和 裝配技術(shù)制作。該支座主要由導(dǎo)向輪4、疊層橡膠支座5、上連接板6、下連接板7、形狀記憶 合金拉索10、緊固壓板9及一些連接部件組成。
[0020] 上連接板6、下連接板7與疊層橡膠支座5通過連接螺栓8連接，導(dǎo)向輪4中的轉(zhuǎn) 向軸套3與上連接板6、下連接板7焊接，其位置處于上連接板6、下連接板7各條邊線的中 間部位，轉(zhuǎn)向軸2置于轉(zhuǎn)向軸套3內(nèi)，定滑輪1平行焊接于轉(zhuǎn)向軸2的中間部位，定滑輪1 的凹槽大小要與形狀記憶合金拉索10的直徑相匹配。
[0021] 支座四周對稱布置8根形狀記憶合金拉索10,也可根據(jù)需要減半配置，每根形狀 記憶合金拉索10均穿過定滑輪1，兩端壓入緊固板9中的曲線凹槽11內(nèi)，凹槽11的大小要 與所使用的形狀記憶合金拉索10直徑相匹配。
[0022] 緊固壓板9通過位于平面中心點(diǎn)及四角的緊固螺栓孔12與上連接板6、下連接板 7連接，其位置處于上連接板6、下連接板7各自的四個(gè)角部。
[0023] 形狀記憶合金抗拉橡膠隔震支座通過位于上連接板6、下連接板7角部的（每塊連 接板上各4個(gè)）連接螺栓孔13與上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)連接，連接螺栓孔13可設(shè)于堅(jiān)固壓 板9的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，但應(yīng)相互錯(cuò)開2倍連接螺栓13的孔徑。
[0024] 每根形狀記憶合金拉索10在疊層橡膠支座5的四個(gè)側(cè)面均為"V"形與倒"V"形 布置，因通常隔震支座出現(xiàn)堅(jiān)向拉伸狀態(tài)時(shí)對應(yīng)的水平剪切變形也較大，所以"V"的開口要 盡可能的大，相應(yīng)的尖端夾角也要較大。當(dāng)受到上連接板6、下連接板7的平面尺寸及疊層 橡膠支座5高度的限制時(shí)，可通過增加形狀記憶合金拉索10直徑來滿足其抗拉承載力的需 求。
【權(quán)利要求】
1. 形狀記憶合金抗拉橡膠隔震支座，它包括有上連接板（6)、下連接板（7)、由連接螺 栓（8)連接于上連接板（6)和下連接板（7)之間的疊層橡膠支座（5)、對稱布設(shè)于橡膠支座 (5)四周的形狀記憶合金拉索（10)，其特征在于：所述上連接板（6)與下連接板（7)的四條 邊線中間部位均連接有導(dǎo)向輪（4)，在上連接板（6)與下連接板（7)的四個(gè)角部設(shè)有用于固 定形狀記憶合金拉索（10)的帶有曲線凹槽（11)的緊固壓板（9)，所述形狀記憶合金拉索 (10)在疊層橡膠支座（5)的四個(gè)側(cè)面均為"V"形與倒"V"形布置。
2. 如權(quán)利要求1所述的形狀記憶合金抗拉橡膠支座，其特征在于：所述導(dǎo)向輪（4)包 括用于穿過形狀記憶合金拉索（10)的定滑輪（1)、用于為定滑輪（1)轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向軸（2)及 固定轉(zhuǎn)向軸（2)的轉(zhuǎn)向軸套（3)。
3. 如權(quán)利要求1所述的形狀記憶合金抗拉橡膠支座，其特征在于：所述緊固壓板（9) 由兩條對稱布置的曲線凹槽（11)及緊固螺栓孔（12)組成，每塊緊固壓板（9)同時(shí)固定兩 條形狀記憶合金拉索（10)。
4. 如權(quán)利要求1所述的形狀記憶合金抗拉橡膠支座，其特征在于：所述形狀記憶合金 拉索（10)為形狀記憶合金絞線或形狀記憶合金絲束。
【文檔編號】E04B1/98GK203891204SQ201420310352
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】王學(xué)慶 申請人:安徽工業(yè)大學(xué)