本發(fā)明涉及土木工程結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種具有緩沖限位裝置的減隔震支座

背景技術(shù)：

現(xiàn)行減隔震支座是土木工程抗震方面的關(guān)鍵技術(shù)之一，一直受到國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工程界的高度重視和關(guān)注。為使結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抵抗地震等外力破壞的能力，經(jīng)常需要通過(guò)減隔震支座延長(zhǎng)周期來(lái)減少上部水平慣性力，通過(guò)其耗能來(lái)減小地震的位移響應(yīng)同時(shí)使結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)。減隔震支座通常配合設(shè)置耗能構(gòu)件，常見(jiàn)耗能構(gòu)件有粘滯型阻尼器、磁流變阻尼器、金屬阻尼器。當(dāng)出現(xiàn)大震時(shí)，隨著結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形的增大，耗能構(gòu)件率先開(kāi)始工作，產(chǎn)生較大的阻尼耗散能量保護(hù)主體結(jié)構(gòu)。

目前工程中使用的減隔震支座往往存在尺寸過(guò)大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、震后不容易進(jìn)行局部維修、需更換整個(gè)支座、并需要進(jìn)行繁瑣且漫長(zhǎng)的復(fù)位工作等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，在充分考慮基于性能抗震設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上，提供一種改良型限位耗能減隔震支座適用于多級(jí)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的支座構(gòu)造形式。本發(fā)明的限位減隔震支座在震后鋼圈破壞而支座未破壞的情況下只需更換鋼圈，能節(jié)省成本，無(wú)需進(jìn)行繁瑣的復(fù)位工作。具體技術(shù)方案如下：

一種改良型限位耗能減隔震支座，其特征在于：包括上、下翼緣板，上、下翼緣板四周均設(shè)置固定裝置，上、下翼緣板與橡膠支座固定；所述固定裝置包括一對(duì)直角彎板，所述直角彎板的水平端固定在上翼緣板或下翼緣板上；所述直角彎板的豎直端相對(duì)應(yīng)，且兩個(gè)豎直端間設(shè)置防應(yīng)力集中鋼板；高強(qiáng)鋼圈固定在上下兩組固定裝置的豎直端間。

所述高強(qiáng)鋼圈兩端為半圓弧型，中部平直型。

所述防應(yīng)力集中鋼板為圓形，鋼圈與固定裝置可發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)；該結(jié)構(gòu)可保證在橡膠支座首先起緩沖作用，上下蓋板達(dá)到一定的形變量時(shí)帶動(dòng)高強(qiáng)鋼圈起作用，高強(qiáng)鋼圈受拉實(shí)現(xiàn)彈塑性變形，從而耗散地震能量來(lái)抵抗結(jié)構(gòu)所受的橫向剪力，以減小橫向位移的目的。

所述固定裝置與上下翼緣板之間通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接。

所述高強(qiáng)鋼圈的受拉方向與建筑結(jié)構(gòu)承受的水平力方向一致。

所述橡膠支座與上下翼緣板部分用高強(qiáng)度膠粘接。

該支座采用橡膠支座與高強(qiáng)鋼圈，當(dāng)遇中小級(jí)地震時(shí)，僅橡膠支座部分起作用，充分利用了橡膠支座的不均勻彈性壓縮，提供阻尼比，減少地震反應(yīng)。當(dāng)遇大震時(shí)，由于橡膠支座在地震作用下側(cè)向位移較大，上下蓋板達(dá)到一定的形變量時(shí)帶動(dòng)高強(qiáng)鋼圈起作用，高強(qiáng)鋼圈受拉實(shí)現(xiàn)彈塑性變形，從而耗散地震能量來(lái)抵抗結(jié)構(gòu)所受的橫向剪力，以減小橫向位移的目的。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)可限制較大變形：通過(guò)受拉發(fā)生形變來(lái)實(shí)現(xiàn)耗能的高強(qiáng)鋼圈作為耗能構(gòu)件，當(dāng)上下蓋板受剪力作用時(shí)，利用鋼圈產(chǎn)生彈塑性變形耗能可限制較大變形量的出現(xiàn)。

2)節(jié)省成本：地震后，耗能鋼圈必然有一定的損傷，在鋼圈破壞而支座未破壞的情況下只需更換高強(qiáng)鋼圈，而高強(qiáng)鋼圈相對(duì)便宜，能節(jié)省成本。

3)可設(shè)計(jì)性強(qiáng)：本減隔震支座可以通過(guò)改變高強(qiáng)鋼圈的直徑、鋼材型號(hào)和高強(qiáng)鋼圈大小實(shí)現(xiàn)在較大范圍內(nèi)任意變化的屈服力，屈服位移，可以滿足各類結(jié)構(gòu)的需要。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的A－A截面示意圖；

圖3為鋼圈與固定裝置連接示意圖；

圖4為固定裝置立體圖；

圖5為防應(yīng)力集中鋼板與固定裝置連接示意圖；

圖6為單側(cè)受水平地震力作用變形圖；

圖7為單根高強(qiáng)鋼圈力位移曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明提供的限位減隔震支座構(gòu)造，包括上翼緣板1、下翼緣板5，與上翼緣板1、下翼緣板5通過(guò)螺栓或鉚釘、銷釘連接的固定裝置4，與上翼緣板1、下翼緣板5膠接的橡膠支座2，與上翼緣板1、下翼緣板5通過(guò)固定裝置連接的鋼圈3，橡膠支座2的周圍粘接防腐蝕橡膠層來(lái)保護(hù)支座的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。安裝加強(qiáng)限位鋼圈時(shí)，要先將鋼圈與固定裝置活動(dòng)鏈接，再用螺栓或鉚釘將固定裝置與上翼緣板1、下翼緣板5鏈接。在支座安裝完成后，應(yīng)在支座四周做好防護(hù)措施，并在需要的地方涂刷上防腐漆，做好防腐及防塵工作。

所述固定裝置4包括一對(duì)直角彎板，所述直角彎板的水平端41固定在上翼緣板1或下翼緣板5上；所述直角彎板的豎直端42相對(duì)應(yīng)，且兩個(gè)豎直端42間設(shè)置防應(yīng)力集中鋼板6；鋼圈3固定在上下兩組固定裝置的豎直端間。

圖1中，

H：橡膠層總高度；

h：高強(qiáng)鋼圈高度，h＝2R；R為高強(qiáng)鋼圈圓弧段半徑；

a：鋼圈直線段長(zhǎng)度；

所述高強(qiáng)鋼圈3兩端為半圓弧，中部平直，該形狀一方面可通過(guò)弧形設(shè)計(jì)，增加了可移動(dòng)長(zhǎng)度；另一方面，中間部分的平直段與上翼緣板1、下翼緣板5抵接，進(jìn)而加強(qiáng)了垂直方向的緩沖作用；

固定裝置鋼板尺寸大小通過(guò)結(jié)構(gòu)計(jì)算求得；

1.固定裝置鋼板的上部和下部的各兩個(gè)角可考慮制作成圓角形式，此處不再給出詳圖；

2.螺栓孔數(shù)量通過(guò)結(jié)構(gòu)計(jì)算得出合理孔數(shù)以及合理位置；

3.圓形防應(yīng)力集中鋼板以及銷釘(或鉚釘)大小通過(guò)材料力學(xué)求得，此外在承載能力大的情況下銷釘(或鉚釘)數(shù)目也可以考慮增加，及在圓形防應(yīng)力集中鋼板上多開(kāi)幾個(gè)孔。

圖7中，加強(qiáng)耗能高強(qiáng)鋼圈力學(xué)性能，通過(guò)ABAQUS簡(jiǎn)化模擬得此曲線，

C_h為半弧周長(zhǎng)，a+C_h小于支座極限水平位移，r為高強(qiáng)鋼圈半徑。這樣在高強(qiáng)鋼圈破壞而支座未破壞的情況下只需更換鋼圈，而高強(qiáng)鋼圈造價(jià)相對(duì)便宜，能節(jié)省成本。