本發(fā)明屬于建筑抗震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種隔震限位防護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

隨著隔震技術(shù)的不斷發(fā)展，美國(guó)、日本、中國(guó)和意大利等國(guó)在工程中廣泛使用基礎(chǔ)隔震、串聯(lián)隔震和層間隔震等技術(shù)，形成了大量的隔震結(jié)構(gòu)。隔震結(jié)構(gòu)通常采用橡膠隔震支座形成隔震層，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)自振周期，增大阻尼，減少地震能量對(duì)上部結(jié)構(gòu)的輸入，使上部結(jié)構(gòu)發(fā)生平動(dòng)而不造成破壞。因此，隔震橡膠支座的作用是在地震作用下產(chǎn)生較大位移，繼而耗能，保證上部結(jié)構(gòu)安全。但是，橡膠隔震支座有限位要求，一旦隔震支座在地震中發(fā)生較大的位移而超過限值，會(huì)造成傾覆問題，繼而導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌。同時(shí)，國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)近斷層地震動(dòng)進(jìn)行了大量研究，研究發(fā)現(xiàn)近斷層地震動(dòng)具有上盤效應(yīng)、方向性效應(yīng)、較大的速度脈沖和位移脈沖等。這些效應(yīng)對(duì)長(zhǎng)周期的隔震結(jié)構(gòu)產(chǎn)生非常不利影響，造成隔震支座發(fā)生較大位移，嚴(yán)重可導(dǎo)致隔震支座超過限值而發(fā)生傾覆問題。因此，解決隔震支座的限位問題迫在眉睫。

目前，已有的一些隔震支座限位裝置造價(jià)高、工藝復(fù)雜、難于普及和應(yīng)用；還有一些隔震支座限位裝置滿足施工簡(jiǎn)單方便，造價(jià)低廉的要求，但是防護(hù)性不夠，極易發(fā)生破壞而造成隔震支座也發(fā)生問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為對(duì)隔震支座起到有效的限位和保護(hù)的作用，而提供一種隔震限位防護(hù)裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種隔震限位防護(hù)裝置，包括隔震支座、連接板、下支墩、上支墩、軟鋼阻尼器、連接鋼板、預(yù)埋鋼板、螺栓和預(yù)埋螺桿；所述的隔震支座通過下支墩上表面與上支墩下表面的連接板連接，所述的預(yù)埋鋼板橫向設(shè)在下支墩的上端邊緣，所述的預(yù)埋螺桿設(shè)在預(yù)埋鋼板的兩端并且與預(yù)埋鋼板相垂直，所述的預(yù)埋螺桿的一端與預(yù)埋鋼板相固定，另一端與下支墩相固定，所述的軟鋼阻尼器設(shè)在下支墩上面，并且沿隔震支座的四周布置，在每個(gè)軟鋼阻尼器的下面均設(shè)有連接鋼板，所述的連接鋼板與預(yù)埋螺桿通過螺栓固定。

所述的軟鋼阻尼器包括耗能鋼塊、耗能限位鋼塊、限位鋼塊和固定鋼塊；所述的耗能鋼塊、耗能限位鋼塊、限位鋼塊固定在固定鋼塊上，且所述的耗能限位鋼塊與固定鋼塊垂直固定，所述的耗能鋼塊和限位鋼塊位置可互換的設(shè)在耗能限位鋼塊的兩側(cè)，并與耗能限位鋼塊呈度夾角。

所述的固定鋼塊的寬度為耗能鋼塊、耗能限位鋼塊與限位鋼塊寬度的總和。

所述的軟鋼阻尼器的總高度為隔震支座的總高度減去隔震支座上連接板高度的一半。

所述的軟鋼阻尼器中的下部一塊鋼塊的寬度為150mm—300mm，高度為隔震支座高度的1/3，長(zhǎng)度與隔震支座的長(zhǎng)度相同。

所述的軟鋼阻尼器中的上部三個(gè)鋼塊的寬度為50mm—100mm，高度為軟鋼阻尼器的總高度減去下部鋼塊的高度，長(zhǎng)度與隔震支座的長(zhǎng)度相同。

所述的軟鋼阻尼器選用q345d鋼材。

所述的連接鋼板和預(yù)埋鋼板均為寬度為250mm—400mm、厚度為20mm—30mm，長(zhǎng)度與隔震支座的長(zhǎng)度相同且型號(hào)為q345的長(zhǎng)方體鋼塊。

本發(fā)明可以避免隔震支座發(fā)生較大位移而超過限值，并能大批量工業(yè)化生產(chǎn)的隔震防護(hù)裝置。該裝置在隔震支座位移快達(dá)到限值時(shí)，依次撞擊限位軟鋼阻尼器上部三個(gè)長(zhǎng)方體鋼塊，起到限位和耗能雙重作用，防止隔震支座發(fā)生傾覆和破壞。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有不僅施工方便、安全性高，而且根據(jù)隔震支座的大小，可以配套設(shè)計(jì)該限位軟鋼阻尼器，從而工業(yè)化大批量的生產(chǎn)，降低造價(jià)成本。通過該限位軟鋼阻尼器上部三個(gè)長(zhǎng)方體鋼塊依次耗能，從而對(duì)隔震支座起到有效的限位和保護(hù)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的截面示意圖。

圖3是軟鋼阻尼器示意圖。

圖4是圖3的側(cè)示圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，本實(shí)施例所述的一種隔震限位防護(hù)裝置，包括隔震支座1、連接板2、下支墩3、上支墩4、軟鋼阻尼器5、連接鋼板6、預(yù)埋鋼板7、螺栓8和預(yù)埋螺桿9；所述的隔震支座1通過下支墩3上表面與上支墩4下表面的連接板2連接，所述的預(yù)埋鋼板7橫向設(shè)在下支墩3的上端邊緣，所述的預(yù)埋螺桿9設(shè)在預(yù)埋鋼板7的兩端并且與預(yù)埋鋼板7相垂直，所述的預(yù)埋螺桿9的一端與預(yù)埋鋼板7相固定，另一端與下支墩3相固定，所述的軟鋼阻尼器5設(shè)在下支墩3上面，并且沿隔震支座1的四周布置，在每個(gè)軟鋼阻尼器5的下面均設(shè)有連接鋼板6，所述的連接鋼板6與預(yù)埋螺桿9通過螺栓8固定。

如圖3、圖4所示，本實(shí)施例所述的軟鋼阻尼器5包括耗能鋼塊10、耗能限位鋼塊11、限位鋼塊12和固定鋼塊13；所述的耗能鋼塊10、耗能限位鋼塊11、限位鋼塊12固定在固定鋼塊13上，且所述的耗能限位鋼塊11與固定鋼塊13垂直固定，所述的耗能鋼塊10和限位鋼塊12位置可互換的設(shè)在耗能限位鋼塊11的兩側(cè)，并與耗能限位鋼塊11呈10度夾角。

本實(shí)施例所述的固定鋼塊13的寬度為耗能鋼塊10、耗能限位鋼塊11與限位鋼塊12寬度的總和。

本實(shí)施例所述的軟鋼阻尼器5的總高度為隔震支座1的總高度減去隔震支座上連接板2高度的一半。

本實(shí)施例所述的軟鋼阻尼器5中的下部一塊鋼塊的寬度為150mm—300mm，高度為隔震支座1高度的1/3，長(zhǎng)度與隔震支座1的長(zhǎng)度相同。

本實(shí)施例所述的軟鋼阻尼器5中的上部三個(gè)鋼塊的寬度為50mm—100mm，高度為軟鋼阻尼器5的總高度減去下部鋼塊的高度，長(zhǎng)度與隔震支座1的長(zhǎng)度相同。

本實(shí)施例所述的軟鋼阻尼器5選用q345d鋼材。

本實(shí)施例所述的連接鋼板6和預(yù)埋鋼板7均為寬度為250mm—400mm、厚度為20mm—30mm，長(zhǎng)度與隔震支座1的長(zhǎng)度相同且型號(hào)為q345的長(zhǎng)方體鋼塊。

本實(shí)施例螺栓8為高強(qiáng)螺栓，螺栓性能等級(jí)為8.8s，螺栓直徑為m20及以上。

根據(jù)本發(fā)明，隔震結(jié)構(gòu)在地震作用下的運(yùn)動(dòng)方程中阻尼矩陣發(fā)生了變化，其中阻尼力提高，位移得到了控制，能量進(jìn)行了消耗。

隔震結(jié)構(gòu)在地震作用下的運(yùn)動(dòng)方程為：

其中，{u}、{ü}分別為體系的位移、速度和加速度向量；[m]、[k]分別為體系的質(zhì)量和剛度矩陣；{δ}為單位列向量；[c]為體系的阻尼矩陣。對(duì)于隔震結(jié)構(gòu)，阻尼矩陣表達(dá)式為：

[c]＝[c0]+[cr]

[c0]可按瑞雷阻尼進(jìn)行計(jì)算，[cr]為非比例阻尼的余項(xiàng)阻尼矩陣。

增加限位軟鋼阻尼器以后，體系在地震作用下的阻尼矩陣表達(dá)式變?yōu)椋?/p>

[c]＝[c0]+[cr]+[cs]

其中，[c0]＝α[m]+β[k]，

[cs]為軟鋼阻尼器的阻尼矩陣，也可按瑞雷阻尼進(jìn)行計(jì)算。

因此，本發(fā)明設(shè)置在隔震結(jié)構(gòu)中，地震作用下的運(yùn)動(dòng)方程變?yōu)椋?/p>

通過上式可知，增大軟鋼阻尼器的阻尼矩陣[cs]，即增大軟鋼阻尼器質(zhì)量和剛度，可以使本發(fā)明的限位和耗能更加明顯。但要保證在地震作用下隔震支座上連接鋼板的屈服強(qiáng)度大于等于軟鋼阻尼器的屈服強(qiáng)度。