本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震的橡膠管滾動隔震支座。

背景技術(shù)：

為抵御地震對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，常用抗震方法之一是對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行隔震，即在建筑結(jié)構(gòu)隔震層的柱基礎(chǔ)部位設(shè)置隔震支座，以減小地震動向上部結(jié)構(gòu)的傳遞，降低地震對上部結(jié)構(gòu)的動力作用。目前在建筑結(jié)構(gòu)隔震中常用橡膠隔震支座。橡膠隔震支座分為剛性加強(qiáng)板橡膠支座和柔性加強(qiáng)板橡膠支座，應(yīng)用較多的為剛性加強(qiáng)板橡膠支座，其中包括普通疊層橡膠隔震支座、鉛芯橡膠隔震支座、高阻尼橡膠隔震支座。普通疊層橡膠支座由橡膠與鋼板交替疊合而成，其中鋼板對橡膠材料起到加勁作用，提高橡膠體豎向剛度，從而使隔震支座既能降低水平地震作用，又能承受較大豎向荷載。由于天然橡膠的阻尼有限，不能很好的消耗地震能量，容易產(chǎn)生較大的水平位移，因此在普通橡膠隔震支座中加入鉛芯后就構(gòu)成了鉛芯橡膠隔震支座。鉛芯能夠較好地伴隨橡膠產(chǎn)生變形、消耗地震能量及限制支座的水平變形。然而，鉛芯橡膠隔震支座也存在不能令人滿意諸多方面，如阻尼耗能特性隨時間推移出現(xiàn)一定程度降低等。為了解決鉛芯橡膠隔震支座存在的問題，人們研究出一種高阻尼橡膠隔震支座，即在天然橡膠中加入添加劑，以增加支座的高阻尼特性。對于剛性加強(qiáng)板橡膠支座，是以鋼板作為加勁材料，其造價高且自重大，因此人們研究出柔性加強(qiáng)板橡膠隔震支座，即用纖維板代替鋼板制作疊層橡膠隔震支座。

在建筑結(jié)構(gòu)隔震中，除了采用固定隔震支座外，還有滑動隔震方法。其中方法之一，在隔震層中填充滑動材料，如低摩擦系數(shù)材料石墨、砂粒、滑石粉等，起到隔離水平地震的動力作用。此外還有滑板式隔震支座和摩擦擺隔震支座?；迨礁粽鹬ё鶎偌兡Σ粱瑒痈粽鹣到y(tǒng)，缺點(diǎn)是隔震層變形較大，且不能自動復(fù)位，當(dāng)?shù)卣鹆π∮诟粽鹬ё淖畲箪o摩擦力時不能進(jìn)行消能，并且由于在支座處上下斷開，易產(chǎn)生傾覆失穩(wěn)問題，需附加抗傾覆措施。摩擦擺隔震裝置，使用摩擦擺樓面隔震裝置的隔震周期可通過選取合適的曲率半徑來確定，與隔震系統(tǒng)上部質(zhì)量的變化無關(guān)。但同樣存在隔震層變形較大的缺點(diǎn)，易產(chǎn)生傾覆失穩(wěn)問題。

綜上，現(xiàn)有的橡膠隔震支座和滑動隔震支座不能兼具環(huán)保、高阻尼、良好的抗傾覆能力、限制隔震層變形且自動復(fù)位的能力、小震下持續(xù)隔震的能力等特性，無法很好地滿足建筑隔震的實(shí)際需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的橡膠隔震支座和滑動隔震支座不能滿足建筑隔震需求的問題，提出一種用于建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震的橡膠管滾動隔震支座，能夠兼具環(huán)保、高阻尼、良好的抗傾覆能力等優(yōu)點(diǎn)，滿足建筑隔震的實(shí)際需求。

一種用于建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震的橡膠管滾動隔震支座，包括：限位座、滾珠限位架、多個滾珠、多個橡膠管、混凝土柱柱腳襯板以及限位拉索；

所述限位座與鋼筋混凝土承臺固定連接；

所述限位座包括第一凹槽，所述滾珠限位架設(shè)置于所述第一凹槽中央；

所述滾珠限位架包括多個呈矩陣排列的限位孔，所述多個滾珠分別設(shè)置于所述多個限位孔內(nèi)；

所述混凝土柱柱腳襯板配合設(shè)置于所述滾珠限位架上，所述混凝土柱柱腳襯板上方形成有用于澆筑混凝土柱的第二凹槽；

所述限位座與所述混凝土柱柱腳襯板之間形成有預(yù)設(shè)空間，所述多個橡膠管設(shè)置于所述預(yù)設(shè)空間內(nèi)且與所述限位座的側(cè)壁和所述混凝土柱柱腳襯板的側(cè)壁緊密接觸；

所述限位拉索安裝于所述鋼筋混凝土承臺周圍，且連接于上層梁底和底部樓板之間。

進(jìn)一步地，所述限位座包括限位座底板和限位座側(cè)壁，所述限位座底板和所述限位座側(cè)壁焊接形成第一凹槽，所述限位座底板邊緣預(yù)留有預(yù)設(shè)寬度的安裝面，所述安裝面上設(shè)置有螺栓孔，通過螺栓實(shí)現(xiàn)所述限位座與所述鋼筋混凝土承臺的固定連接。

進(jìn)一步地，所述橡膠管高度低于所述限位座側(cè)壁高度。

進(jìn)一步地，所述限位座還包括等距焊接于所述限位座側(cè)壁外側(cè)的加勁肋。

進(jìn)一步地，所述滾珠限位架的高度小于所述滾珠的直徑。

進(jìn)一步地，所述混凝土柱柱腳襯板包括混凝土柱底板和混凝土柱側(cè)壁，所述混凝土柱底板邊緣與所述混凝土柱側(cè)壁的內(nèi)表面焊接，所述混凝土柱底板的上表面與相應(yīng)部分混凝土柱側(cè)壁形成所述第二凹槽；所述混凝土柱側(cè)壁向下延伸部分用于對所述滾珠限位架進(jìn)行限位。

進(jìn)一步地，所述混凝土柱柱腳襯板的內(nèi)邊長大于所述滾珠限位架的外邊長。

進(jìn)一步地，所述混凝土側(cè)壁向下延伸部分長度小于所述滾珠的直徑。

進(jìn)一步地，所述限位拉索垂直連接于所述上層梁底和底部樓板之間。

進(jìn)一步地，所述限位拉索包括鋼索、連接件、花籃螺栓以及雙槽夾板；

所述連接件用于連接底部樓板預(yù)埋件和所述花籃螺栓；

所述雙槽夾板用于將所述鋼索的兩端分別與所述花籃螺栓和上層梁底預(yù)埋件進(jìn)行固定。

本發(fā)明提供的用于建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震的橡膠管滾動隔震支座，至少包括如下有益效果：

(1)通過限位座、橡膠管和滾珠機(jī)構(gòu)的配合，發(fā)生水平震動時上部結(jié)構(gòu)相對固定于基礎(chǔ)的橡膠管滾動隔震支座能夠產(chǎn)生一定幅度的水平位移，減小震動對上部結(jié)構(gòu)的動力作用，并且能夠限制地震時隔震層的變形且具有一定的復(fù)位能力，而限位拉索能夠保證上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)不產(chǎn)生過大的位移，提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，滿足抗震需求；

(2)加勁肋的設(shè)置，進(jìn)一步加強(qiáng)了限位座側(cè)壁水平方向的剛度和強(qiáng)度，保證在地震發(fā)生時限位座側(cè)壁能夠承受震動作用下橡膠管對限位座側(cè)壁的擠壓力；

(3)橡膠管獨(dú)立安裝，可以隨時更換，避免橡膠管由于老化或塑性變形等不利影響導(dǎo)致裝置的隔震性能降低；

(4)限位拉索垂直連接于上層梁底和底部樓板之間，從而使得限位拉索傳遞建筑物上拔力的效率最高，同時，在強(qiáng)震作用下發(fā)生傾斜的限位拉索產(chǎn)生了水平分力，幫助減小隔震層過大的層間位移；

(5)相較于橡膠隔震支座制作工藝簡單，且具有更好的抗傾覆能力，也不會出現(xiàn)鉛芯橡膠支座的環(huán)境污染問題；而與滑動隔震支座相比具有明顯優(yōu)勢，滑動隔震支座在地震力小于支座設(shè)計(jì)的最大靜摩擦力時是不能消能減震的，而在較大的地震作用下會產(chǎn)生較大位移而且無法自動復(fù)位；而本發(fā)明提供的隔震支座，在小震作用下同樣能發(fā)揮隔震作用，降低地震作用對建筑物的影響，通過限位座和橡膠管的共同作用裝置能夠限制混凝土柱的位移且裝置具有一定的自動復(fù)位的能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的用于建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震的橡膠管滾動隔震支座一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明提供的用于建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震的橡膠管滾動隔震支座一種實(shí)施例的俯視圖。

圖3為本發(fā)明提供的用于建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震的橡膠管滾動隔震支座中滾珠限位架和滾珠一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖4為本發(fā)明提供的用于建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震的橡膠管滾動隔震支座中混凝土柱柱腳襯板和滾珠限位架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明提供的用于建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震的橡膠管滾動隔震支座一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)整體示意圖。

圖6為本發(fā)明提供的用于建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震的橡膠管滾動隔震支座中限位拉索一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參考圖1、圖2、圖3和圖5，本實(shí)施例提供一種用于建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震的橡膠管滾動隔震支座，包括：限位座1、滾珠限位架2、多個滾珠3、多個橡膠管4、混凝土柱柱腳襯板5以及限位拉索6；

限位座1與鋼筋混凝土承臺7固定連接；

限位座1包括第一凹槽，滾珠限位架2設(shè)置于第一凹槽中央；

滾珠限位架2包括多個呈矩陣排列的限位孔，多個滾珠分別設(shè)置于多個限位孔內(nèi)；

混凝土柱柱腳襯板5配合設(shè)置于滾珠限位架2上，混凝土柱柱腳襯板5上方形成有用于澆筑混凝土柱的第二凹槽；

限位座1與混凝土柱柱腳襯板5之間形成有預(yù)設(shè)空間，多個橡膠管4設(shè)置于預(yù)設(shè)空間內(nèi)且與限位座1的側(cè)壁和混凝土柱柱腳襯板5的側(cè)壁緊密接觸；

限位拉索6安裝于鋼筋混凝土承臺7周圍，且連接于上層梁底和底部樓板之間。

本實(shí)施例提供的用于建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震的橡膠管滾動隔震支座，通過限位座、橡膠管和滾珠機(jī)構(gòu)的配合，發(fā)生水平震動時上部結(jié)構(gòu)相對固定于基礎(chǔ)的橡膠管滾動隔震支座能夠產(chǎn)生一定幅度的水平位移，減小震動對上部結(jié)構(gòu)的動力作用，并且能夠限制地震時隔震層的變形且具有一定的復(fù)位能力，而限位拉索能夠保證上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)不產(chǎn)生過大的位移，提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，滿足抗震需求。

具體地，限位座1包括限位座底板和限位座側(cè)壁，限位座底板和限位座側(cè)壁焊接形成第一凹槽，限位座底板邊緣預(yù)留有預(yù)設(shè)寬度的安裝面，安裝面上設(shè)置有螺栓孔17，通過螺栓實(shí)現(xiàn)限位座與鋼筋混凝土承臺7的固定連接。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，限位座側(cè)壁由四塊鋼板通過焊接圍成，限位座側(cè)壁與限位座底板也通過焊接進(jìn)行固定，限位座1的制作工藝簡單，只需要簡單的切割和焊接即可完成，可以現(xiàn)場制作或工廠批量生產(chǎn)。

限位座底板為滾珠的滾動提供光滑的接觸面，有利于滾珠的滾動。

地震時產(chǎn)生的剪切力通過限位座底板向上傳遞，同時，限位座底板為滾珠的滾動提供光滑的接觸面，有利于滾珠的滾動。

進(jìn)一步地，橡膠管4高度低于限位座側(cè)壁高度。

進(jìn)一步地，限位座1還包括等距焊接于限位座側(cè)壁外側(cè)的加勁肋8。

加勁肋8的設(shè)置，進(jìn)一步加強(qiáng)了限位座側(cè)壁水平方向的剛度和強(qiáng)度，保證在地震發(fā)生時限位座側(cè)壁能夠承受震動作用下橡膠管對限位座側(cè)壁的擠壓力。

橡膠管可獨(dú)立安裝，因此可以隨時更換，避免橡膠管由于老化或塑性變形等不利影響導(dǎo)致裝置的隔震性能降低。

滾珠限位架2放置于限位座底板中央，滾珠限位架2的高度略小于滾珠3的直徑，滾珠的滾動使得地震的作用力很難通過滾珠向上傳遞。

進(jìn)一步地，混凝土柱柱腳襯板5包括混凝土柱底板和混凝土柱側(cè)壁，混凝土柱底板邊緣與混凝土柱側(cè)壁的內(nèi)表面焊接，混凝土柱底板的上表面與相應(yīng)部分混凝土柱側(cè)壁形成第二凹槽；混凝土柱側(cè)壁向下延伸部分用于對滾珠限位架2進(jìn)行限位。

混凝土柱側(cè)壁由四塊鋼板焊接而成，混凝土柱底板的上表面和相應(yīng)部分混凝土柱側(cè)壁形成的第二凹槽與混凝土柱的尺寸相適配，作為澆筑混凝土柱的模具，此外，混凝土柱側(cè)壁承受橡膠管擠壓力，使得混凝土柱能夠受力均勻，混凝土柱底板提供平滑接觸面使得滾珠易于滾動。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，第一凹槽底面為正方形，混凝土柱柱腳襯板橫截面也為正方形，滾珠限位架位于第一凹槽的中央，因此，限位座和混凝土柱柱腳襯板之間形成的預(yù)設(shè)空間尺寸相等，橡膠管高度略低于限位座側(cè)壁高度，使得各個方向承受的擠壓力均勻，未發(fā)生地震時橡膠管與混凝土柱柱腳襯板以及限位座側(cè)壁緊密接觸，為混凝土柱提供平衡力。

進(jìn)一步地，參考圖4，混凝土柱柱腳襯板5的內(nèi)邊長大于滾珠限位架2的外邊長；混凝土側(cè)壁向下延伸部分長度小于所述滾珠的直徑，即延伸部分能夠扣住滾珠限位架但不接觸限位座底板，從而使得滾珠限位架能夠在水平運(yùn)動時限制在混凝土柱柱腳襯板的正下方，使得每個滾珠能夠均勻承重，且能避免不必要的摩擦和碰撞。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，限位拉索垂直連接于上層梁底和底部樓板之間，從而使得限位拉索傳遞建筑物上拔力的效率最高，同時，在強(qiáng)震作用下發(fā)生傾斜的限位拉索產(chǎn)生了水平分力，幫助減小隔震層過大的層間位移。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，參考圖5和圖6，限位拉索包括鋼索9、連接件10、花籃螺栓11以及雙槽夾板12；

連接件10用于連接底部樓板預(yù)埋件13和花籃螺栓11；

雙槽夾板12用于將鋼索9的兩端分別與花籃螺栓11和上層梁底預(yù)埋件14進(jìn)行固定。

具體地，限位拉索垂直連接在上層梁底(主梁15和次梁16)和底部樓板之間，安裝在靠近鋼筋混凝土承臺的位置，沿著梁的方向布置，因?yàn)橹髁?5的尺寸比次梁16大，因此主梁15布置的限位拉索的根數(shù)可以比次梁16布置的數(shù)量多。在主梁15和次梁16應(yīng)在施工中預(yù)先預(yù)埋上層梁底預(yù)埋件14(吊環(huán))，隔震層下部樓板也應(yīng)該在垂直位置預(yù)埋底部樓板預(yù)埋件13(拉線地錨)，底部樓板預(yù)埋件13通過連接件和花籃螺栓11連接，花籃螺栓11和上部的上層梁底預(yù)埋件14直接通過鋼索9連接，鋼索通過雙槽夾板12固定來連接兩端的構(gòu)件。限位拉索通過花籃螺栓11的調(diào)節(jié)，確保鋼索9的初始應(yīng)力，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)翹起的情況。滾珠限位架和混凝土柱柱腳襯板的側(cè)壁之間需要留下一定的空間，使得滾珠能夠有自由滾動的空間。

本實(shí)施例提供的隔震支座工作時受力情況如下：豎向荷載傳遞至混凝土柱柱底再通過滾珠向下傳遞給限位座底板，限位座底板向下給鋼筋混凝土承臺。限位拉索通過上下兩端的預(yù)埋件傳遞上拔力。建筑物的水平荷載通過混凝土柱柱腳襯板傳遞到相應(yīng)一側(cè)的橡膠管上，限位座側(cè)壁承受橡膠管的擠壓力，阻止隔震層層間位移，加勁肋與限位座變形協(xié)調(diào)，提高限位座的剛度和強(qiáng)度，兩者共同將水平荷載傳遞給限位座底板，限位座底板通過與鋼筋混凝土承臺之間的摩擦力、螺栓的抗剪力將荷載傳遞給鋼筋混凝土承臺，地震作用通過相同路徑反向傳遞給上部建筑。滾珠具有較高的剛度與強(qiáng)度，在承受豎向變形時滾珠的水平滾動不受影響，從而減小滾動摩擦力。橡膠管在地震中發(fā)揮著降低建筑物受迫振動的頻率的作用，實(shí)際使用時可以通過對橡膠管材料、管徑和壁厚的變化來控制其受擠壓的彈性模量，保證隔震性能同時避免共振產(chǎn)生。

綜上，本實(shí)施例提供的用于建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震的橡膠管滾動隔震支座，至少包括如下有益效果：

(1)通過限位座、橡膠管和滾珠機(jī)構(gòu)的配合，發(fā)生水平震動時上部結(jié)構(gòu)相對固定于基礎(chǔ)的橡膠管滾動隔震支座能夠產(chǎn)生一定幅度的水平位移，減小震動對上部結(jié)構(gòu)的動力作用，并且能夠限制地震時隔震層的變形且具有一定的復(fù)位能力，而限位拉索能夠保證上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)不產(chǎn)生過大的位移，提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，滿足抗震需求；

(2)加勁肋的設(shè)置，進(jìn)一步加強(qiáng)了限位座側(cè)壁水平方向的剛度和強(qiáng)度，保證在地震發(fā)生時限位座側(cè)壁能夠承受震動作用下橡膠管對限位座側(cè)壁的擠壓力；

(3)橡膠管獨(dú)立安裝，可以隨時更換，避免橡膠管由于老化或塑性變形等不利影響導(dǎo)致裝置的隔震性能降低；

(4)限位拉索垂直連接于上層梁底和底部樓板之間，從而使得限位拉索傳遞建筑物上拔力的效率最高，同時，在強(qiáng)震作用下發(fā)生傾斜的限位拉索產(chǎn)生了水平分力，幫助減小隔震層過大的層間位移；

(5)相較于橡膠隔震支座制作工藝簡單，且具有更好的抗傾覆能力，也不會出現(xiàn)鉛芯橡膠支座的環(huán)境污染問題；而與滑動隔震支座相比具有明顯優(yōu)勢，滑動隔震支座在地震力小于支座設(shè)計(jì)的最大靜摩擦力時是不能消能減震的，而在較大的地震作用下會產(chǎn)生較大位移而且無法自動復(fù)位；而本發(fā)明提供的隔震支座，在小震作用下同樣能發(fā)揮隔震作用，降低地震作用對建筑物的影響，通過限位座和橡膠管的共同作用裝置能夠限制混凝土柱的位移且裝置具有一定的自動復(fù)位的能力。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。