本實(shí)用新型涉及建筑隔震減震技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種新型自復(fù)位裝配式隔震框架結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

我國是一個(gè)地震頻發(fā)的國家，受太平洋板塊、印度洋板塊和菲律賓板塊的擠壓作用，造成了我國地址構(gòu)造復(fù)雜，地震斷裂帶十分發(fā)育，而且地震活動(dòng)的范圍廣、強(qiáng)度大、頻率高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在全球大陸地區(qū)的大地震中，大約有1/4到1/3是發(fā)生在我們國家。自1900年至20世紀(jì)末，我國已發(fā)生四級(jí)以上地震3800余次，其中6～6.9級(jí)地震460余次，7～7.9級(jí)地震99次，8級(jí)以上地震9次，再加上最近一次發(fā)生的汶川大地震，地震烈度直接達(dá)到12度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了本地的設(shè)防烈度。因此，如何抗震是我們?cè)诮ㄖO(shè)計(jì)中必須要考慮的問題。

同時(shí)，隨著我國勞動(dòng)力成本的不斷提高和環(huán)境污染的不斷加重，裝配式建筑得到了國家高層領(lǐng)導(dǎo)的重視，它彌補(bǔ)了現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的不足，它是將整個(gè)建筑拆分成多個(gè)構(gòu)件，在工廠生產(chǎn)完畢之后，運(yùn)送到現(xiàn)場拼裝起來的一種建筑，具有污染低、施工周期短、精細(xì)化程度高、勞動(dòng)力用量少等優(yōu)點(diǎn)。但是，裝配式建筑也有其不足之處，由于是拼裝起來的，因此整體性沒有現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)好，抗震性能較差，尤其對(duì)于裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，其節(jié)點(diǎn)連接不好的話，很容易導(dǎo)致在地震作用下破壞，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

近年來隔震技術(shù)在房屋建筑領(lǐng)域的應(yīng)用也是非常的突出，而比較容易實(shí)現(xiàn)和有效的隔震方法就是采用隔震支座。目前國內(nèi)外比較常用的幾種隔震支座主要有橡膠隔震支座、摩擦滑移隔震支座和滾動(dòng)隔震支座等。

橡膠隔震支座分為天然橡膠隔震支座，鉛芯橡膠隔震支座和高阻尼橡膠隔震支座三類。橡膠隔震支座隔振效果明顯，能夠吸收到大部分地震能量，在多層和小高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中能夠發(fā)揮很好的作用。但是橡膠隔震支座也有一些比較明顯的缺點(diǎn)，橡膠隔震支座老化現(xiàn)象比較明顯，有一定的服役期限，達(dá)到服役期限后，隔震效果就會(huì)嚴(yán)重降低，這樣為了保證能夠達(dá)到隔震作用，就得需要更換橡膠墊，在橋梁結(jié)構(gòu)里面更換橡膠墊還相對(duì)容易一些，但是在房屋建筑里面就非常的麻煩，更換難度非常大，成本也比較高。另外，橡膠隔震支座的自復(fù)位功能很差，甚至是沒有自復(fù)位功能，當(dāng)經(jīng)歷一次地震作用之后，有可能隔震支座就會(huì)發(fā)生永久移位，失去了隔震功能，當(dāng)?shù)卣鹪俅蝸砼R的時(shí)候，就無法起到隔震的效果。

摩擦滑移隔震支座設(shè)置摩擦滑移元件和限位件，通過滑移運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力而消耗地震能量。但是這種隔震方式也有其弊端，就是當(dāng)?shù)卣疬^大導(dǎo)致位移偏大后容易造成限位元件的破壞，同時(shí)也需要單獨(dú)設(shè)置復(fù)位機(jī)構(gòu)，這使得施工難度非常大，自然建造成本也很高，因此其應(yīng)用也并不廣泛。

滾動(dòng)隔震支座即在基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間鋪設(shè)具有良好滑動(dòng)性能的滾球或滾軸，使基礎(chǔ)與建筑物之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，并利用摩擦阻尼來消耗地震能，但是這種支座不具有自復(fù)位的功能，經(jīng)歷過一次地震之后就會(huì)永久性的失去隔震功能，因此應(yīng)用也具有很大的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于針對(duì)上述問題，提供一種新型自復(fù)位裝配式隔震框架結(jié)構(gòu)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下的技術(shù)方案：

一種新型自復(fù)位裝配式隔震框架結(jié)構(gòu)，包括復(fù)位板和設(shè)置于復(fù)位板上方的上部框架結(jié)構(gòu)，二者通過液壓阻尼器連接，復(fù)位板分為上部復(fù)位板和下部復(fù)位板，上部復(fù)位板底面和下部復(fù)位板頂面上對(duì)稱設(shè)置有多個(gè)凹槽，上下凹槽形成空腔，空腔內(nèi)設(shè)置有滾珠，滾珠與凹槽表面相接觸。

進(jìn)一步的，液壓阻尼器頂部為方形鋼板筒，方形鋼板筒內(nèi)壁焊接有抗剪栓釘，與上部框架結(jié)構(gòu)澆筑連接在一起；

進(jìn)一步的，液壓阻尼器底部為墊板，上部復(fù)位板頂面上預(yù)埋鋼板，墊板與上部復(fù)位板上預(yù)埋的鋼板通過高強(qiáng)螺栓連接；

進(jìn)一步的，上部復(fù)位板和下部復(fù)位板的接觸面上均設(shè)置有滑動(dòng)摩擦鋼板；

進(jìn)一步的，滑動(dòng)摩擦鋼板厚度為1-2cm；

進(jìn)一步的，滑動(dòng)摩擦鋼板背面焊接有抗剪栓釘，滑動(dòng)摩擦鋼板與上下復(fù)位板同時(shí)澆筑。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

(1)本實(shí)用新型的上下復(fù)位板之間設(shè)置有滑動(dòng)摩擦鋼板和滾珠，滑動(dòng)摩擦鋼板在地震作用下能夠起到耗能的作用，滾珠使其具有自復(fù)位功能；

(2)本實(shí)用新型在服役期間不會(huì)產(chǎn)生老化的現(xiàn)象，也不需要進(jìn)行更換，完全能夠保證達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益；

(3)本實(shí)用新型在復(fù)位板和上部框架結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有液壓阻尼器，液壓阻尼器可以抵消掉當(dāng)上下復(fù)位板發(fā)生相對(duì)位移時(shí)上部復(fù)位板的抬升位移，保證上部結(jié)構(gòu)紋絲不動(dòng)，達(dá)到居住者對(duì)房屋舒適度的要求。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是液壓阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記：1、上部框架結(jié)構(gòu)；2、液壓阻尼器；3、上部復(fù)位板；4、下部復(fù)位板；5、滾珠；6、方形鋼板筒；7、墊板；8、抗剪栓釘。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種新型自復(fù)位裝配式隔震框架結(jié)構(gòu)，包括復(fù)位板和設(shè)置于復(fù)位板上方的上部框架結(jié)構(gòu)1，二者通過液壓阻尼器2連接，該液壓阻尼器與常規(guī)阻尼器的區(qū)別在于，液壓阻尼器頂部為方形鋼板筒6，底部為墊板7，其他部分與常規(guī)阻尼器機(jī)構(gòu)相同，其中方形鋼板筒內(nèi)壁焊接有抗剪栓釘8，與上部框架結(jié)構(gòu)同時(shí)澆筑連接在一起；

復(fù)位板分為上部復(fù)位板3和下部復(fù)位板4，上部復(fù)位板頂面上預(yù)埋鋼板，鋼板與液壓阻尼器底部的墊板通過高強(qiáng)螺栓連接。

上下復(fù)位板的厚度之和要滿足相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，還要滿足上部框架結(jié)構(gòu)相應(yīng)的抗壓承載力和抗沖切承載力，同時(shí)上下每塊復(fù)位板的厚度還要滿足如下要求：

A₁＝l×l-π×r₁²

式中：

P—上部框架結(jié)構(gòu)的豎向荷載

A₁—沖切力的作用面積

l—復(fù)位板上單個(gè)凹槽的計(jì)算邊長

r₁—沖切力作用面底部圓形的半徑

f_t—復(fù)位板的抗拉強(qiáng)度

b_m—沖切破壞椎體斜裂面上下邊長的平均值

上部復(fù)位板底面和下部復(fù)位板頂面上對(duì)稱設(shè)置有多個(gè)凹槽，上下凹槽形成空腔，空腔內(nèi)設(shè)置有滾珠5，滾珠與凹槽表面相接觸，在上下復(fù)位板沒有發(fā)生相對(duì)位移的時(shí)候，滾珠不參與受力，當(dāng)上下復(fù)位板發(fā)生相對(duì)位移的時(shí)候，上部結(jié)構(gòu)的重量全部由這些滾珠承受，所有滾珠的承載能力之和不能小于上部結(jié)構(gòu)的總重，因此，滾珠的個(gè)數(shù)n要滿足如下要求：

式中：

P—單個(gè)滾珠所分擔(dān)的上部荷載

G—上部框架結(jié)構(gòu)總重力荷載，可取G＝G_eq

q—滾珠的最大壓應(yīng)力

E₁、E₂—分別為復(fù)位板和滾珠材料的彈性模量

R、r—分別為凹槽的半徑和滾珠的半徑

滾珠的材質(zhì)為超高強(qiáng)度鋼制材料，或其他形式的超高強(qiáng)度和剛度的材料。

上部復(fù)位板和下部復(fù)位板的接觸面上均設(shè)置有滑動(dòng)摩擦鋼板，滑動(dòng)摩擦鋼板的厚度為1-2cm，其背面焊接有抗剪栓釘，與上下復(fù)位板同時(shí)澆筑而成，在澆筑的時(shí)候能夠保證與混凝土結(jié)合的更加牢固，同時(shí)也能夠起到抗剪的作用。

滑動(dòng)摩擦鋼板的接觸面要有一定的摩擦力，摩擦力大小要等于結(jié)構(gòu)的總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，即：

F＝F_Ek，F(xiàn)_Ek＝α₁G_eq

式中：

F—摩擦力

F_Ek—結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值

α₁—相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值，應(yīng)按現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.1.1、第5.1.5條確定

G_eq—結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，單質(zhì)點(diǎn)應(yīng)取總重力荷載代表值，多質(zhì)點(diǎn)可取總重力荷載代表值的85％

鋼板之間接觸面的摩擦系數(shù)要滿足如下要求：

F＝μG

式中：

F—摩擦力

μ—摩擦系數(shù)

G—上部框架結(jié)構(gòu)總重力荷載，可取G＝G_eq

本實(shí)用新型的上下復(fù)位板的凹槽內(nèi)設(shè)置有超高強(qiáng)度滾珠，當(dāng)上下復(fù)位板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的時(shí)候，上部復(fù)位板會(huì)向上抬升，由于上部復(fù)位板與上部框架結(jié)構(gòu)通過液壓阻尼器連接，這樣由于液壓阻尼器的作用抵消掉上部復(fù)位板的抬升位移，保證上部結(jié)構(gòu)紋絲不動(dòng)。達(dá)到居住者對(duì)房屋舒適度的要求。

本實(shí)用新型具有自復(fù)位功能，地震結(jié)束之后能夠恢復(fù)到原來的狀態(tài)，可以反復(fù)使用，同時(shí)水平地震作用下，上部結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生振動(dòng)或者出現(xiàn)任何方向的位移，理想狀態(tài)下能夠做到地震發(fā)生時(shí)也能夠達(dá)到靜止不動(dòng)的效果，且不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力發(fā)生破壞；另外也不會(huì)發(fā)生老化的現(xiàn)象，不需要對(duì)其更換，在一定程度上能夠降低造價(jià)，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。