本發(fā)明涉及工程結(jié)構減隔震，具體而言，涉及一種支座防脫空自復位抗傾覆裝置。

背景技術：

1、地震具有突然、能量釋放快、難以預測等特點，對結(jié)構的使用壽命和服役性能都帶來了巨大的挑戰(zhàn)。支座作為傳統(tǒng)建筑上下部結(jié)構的連接媒介，承擔著重要的結(jié)構承載與力傳遞功能。在強地震作用下，大高寬比的結(jié)構通常會產(chǎn)生明顯的顛簸和晃動。而傳統(tǒng)支座的抗拉能力相對不足，容易在受拉時發(fā)生屈服，導致結(jié)構發(fā)生整體傾覆破壞。同時，在支座超過抗震能力界限后，結(jié)構與支座脫空分離發(fā)生抬起行為，當?shù)卣疠斎肽芰坎蛔阋灾谓Y(jié)構保持上拔動作后，結(jié)構開始回落并對支座產(chǎn)生二次碰撞，出現(xiàn)結(jié)構與支座在力傳遞路徑上的系列耦合破壞。

2、因此，為了確保結(jié)構在地震作用下的安全性，常通過引入減震裝置來耗散輸入結(jié)構的地震能量，從而實現(xiàn)延長結(jié)構周期和減小響應的目標?，F(xiàn)有技術中，針對支座在地震中隨結(jié)構抬起或傾覆而出現(xiàn)的脫空現(xiàn)象，主要采用改變支座構造或增加上下部結(jié)構的阻尼約束，這兩種方法分別存在構造復雜、加工困難及未能充分考慮支座豎向抗拉問題等不足，影響并弱化了支座在結(jié)構抗震中的參與度。

3、此外，現(xiàn)有減震裝置在材料性能方面仍存在挑戰(zhàn)。若完全不允許支座豎向拔起，即采取剛性的位移控制方法，會導致結(jié)構內(nèi)力響應顯著增加；若允許支座在一定范圍內(nèi)抬起，則會引起材料的過度拉伸，并導致不可恢復的塑性變形。同時，面對地震作用下的往復工作，對于此類抗拉壓金屬阻尼器，常存在拉壓性能不均衡，拉桿出現(xiàn)不穩(wěn)定受壓破壞的情況。

4、而后，面對地震作用對結(jié)構帶來的長期性能挑戰(zhàn)，減震裝置在長期服役后必定會存在性能退化、裝置失穩(wěn)等問題，但傳統(tǒng)減震裝置并未考慮是否標準化設計與震后可更換的問題。因此，在上述各種問題的推動下，亟需一種裝置簡單，能有效耗散并積聚地震能量，達到拉壓性能均衡匹配的工作目標，滿足結(jié)構的自復位需求，根據(jù)要求進行標準化設計，實現(xiàn)震后可快速更換的新型防脫空抗傾覆裝置。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種支座防脫空自復位抗傾覆裝置，解決上述技術問題，在區(qū)別于采用傳動剛性抗拉來提高支座豎向抗拉能力的同時減少了結(jié)構與支座間的脫空分離，提高了結(jié)構的整體抗震性能，豐富了結(jié)構在地震作用下的能量耗散路徑，確保了結(jié)構的安全可靠性。

2、本發(fā)明的實施例通過以下技術方案實現(xiàn)：一種支座防脫空自復位抗傾覆裝置，包括：

3、上支部，上支部包括層疊布置的摩擦盒，摩擦盒內(nèi)水平滑動設置有摩擦塊，相鄰摩擦盒之間設有連接桿，連接桿兩端分別與相鄰摩擦盒內(nèi)豎直交錯布置的摩擦塊鉸接，摩擦盒設有用于限位及復位摩擦塊的第一復位桿和第二復位桿19，第一復位桿14設于摩擦盒11與摩擦塊12之間，第二復位桿19設于同一摩擦盒11內(nèi)相鄰摩擦塊12之間；

4、下支部，下支部包括滑移架，滑移架與摩擦盒之間設有用于限位、復位及支持下支部水平扭轉(zhuǎn)的第三復位桿，滑移架內(nèi)限位滑動設置有滑移塊，滑移塊通過萬向傳動組件與摩擦盒活動連接。

5、進一步地，第一復位桿和第二復位桿均包括復位拉伸段以及復位拉伸段兩端依次對稱設置的過渡段和螺桿段。

6、優(yōu)選地，螺桿段由內(nèi)向外依次連接有卡環(huán)、第一錨固螺母、彈簧墊圈和第二錨固螺母，卡環(huán)與摩擦塊或摩擦盒側(cè)壁抵接。

7、進一步地，第三復位桿包括拉桿和拉桿兩端設置的錨頭，拉桿通過拉索與錨頭連接，一端錨頭與滑移架頂部連接，另一端錨頭與摩擦盒底部連接。

8、進一步地，萬向傳動組件包括傳動桿和設置于傳動桿端部的萬向節(jié)，萬向節(jié)與滑移塊和摩擦盒轉(zhuǎn)動連接。

9、進一步地，滑移架包括中心塊和中心塊周圍水平均勻布置的雙層板，雙層板內(nèi)開設用于限位滑動連接滑移塊的滑槽。

10、進一步地，萬向傳動組件與滑移塊和/或摩擦盒可拆卸連接，第三復位桿與滑移架和/或摩擦盒可拆卸連接。

11、進一步地，同一摩擦盒內(nèi)設置有兩塊摩擦塊，且摩擦盒內(nèi)開設有用于容納摩擦塊水平滑動的導向槽。

12、優(yōu)選地，導向槽內(nèi)壁可拆卸設置有摩擦片。

13、進一步地，頂層摩擦盒頂部中心位置設有連接耳環(huán)。

14、本發(fā)明至少具有如下優(yōu)點和有益效果：

15、(1)通過上支部和下支部的配合，對地震作用下結(jié)構的多向位移實現(xiàn)分解與調(diào)配，并由上支部和下支部分別承擔，形成松散且耦合的工作機制，區(qū)別于傳統(tǒng)剛性抗拉，允許一定的拉壓，在不影響支座正常平轉(zhuǎn)的同時，提高了支座的豎向抗拉壓能力；

16、(2)通過第一復位桿和第二復位桿共同作用于摩擦塊，確保裝置在拉壓過程中，摩擦塊始終對第一復位桿或第二復位桿進行拉伸，實現(xiàn)拉壓雙向耗能，有效限制摩擦盒上拔及下壓，提高了裝置的抗拉壓性能及穩(wěn)定性；同時，通過設置第一復位桿、第二復位桿和第三復位桿，提供較大的耗能能力與震后復位能力，避免了結(jié)構與支座間的脫空分離，減少了結(jié)構的整體響應；

17、(3)通過摩擦塊與摩擦盒以及滑移塊與滑移架的聯(lián)動往復滑移，將地震能量轉(zhuǎn)換為熱能進行耗散，提高了地震能量耗散能力；

18、(4)通過在第一錨固螺母與第二錨固螺母設置彈簧墊圈，進行二次緩沖，避免錨固段受到的沖擊力過大；

19、(5)通過替換萬向節(jié)和拉索重張拉，可實現(xiàn)上支部或下支部的快速標準化更換。

技術特征：

1.一種支座防脫空自復位抗傾覆裝置，其特征在于，包括：

2.如權利要求1所述的一種支座防脫空自復位抗傾覆裝置，其特征在于，所述第一復位桿(14)和所述第二復位桿(19)均包括復位拉伸段(141)以及所述復位拉伸段(141)兩端依次對稱設置的過渡段(142)和螺桿段(143)。

3.如權利要求2所述的一種支座防脫空自復位抗傾覆裝置，其特征在于，所述螺桿段(143)由內(nèi)向外依次連接有卡環(huán)(15)、第一錨固螺母(16)、彈簧墊圈(17)和第二錨固螺母(18)，所述卡環(huán)(15)與所述摩擦塊(12)或所述摩擦盒(11)側(cè)壁抵接。

4.如權利要求1所述的一種支座防脫空自復位抗傾覆裝置，其特征在于，所述第三復位桿(22)包括拉桿(221)和所述拉桿(221)兩端設置的錨頭(222)，所述拉桿(221)通過拉索(223)與所述錨頭(222)連接，一端所述錨頭(222)與所述滑移架(21)頂部連接，另一端所述錨頭(222)與所述摩擦盒(11)底部連接。

5.如權利要求1所述的一種支座防脫空自復位抗傾覆裝置，其特征在于，所述萬向傳動組件(24)包括傳動桿(241)和設置于所述傳動桿(241)端部的萬向節(jié)(242)，所述萬向節(jié)(242)與所述滑移塊(23)和所述摩擦盒(11)轉(zhuǎn)動連接。

6.如權利要求1所述的一種支座防脫空自復位抗傾覆裝置，其特征在于，所述滑移架(21)包括中心塊(211)和所述中心塊(211)周圍水平均勻布置的雙層板(212)，所述雙層板(212)內(nèi)開設用于限位滑動連接所述滑移塊(23)的滑槽(210)。

7.如權利要求1所述的一種支座防脫空自復位抗傾覆裝置，其特征在于，所述萬向傳動組件(24)與所述滑移塊(23)和/或所述摩擦盒(11)可拆卸連接，所述第三復位桿(22)與所述滑移架(21)和/或所述摩擦盒(11)可拆卸連接。

8.如權利要求1所述的一種支座防脫空自復位抗傾覆裝置，其特征在于，同一所述摩擦盒(11)內(nèi)設置有兩塊所述摩擦塊(12)，且所述摩擦盒(11)內(nèi)開設有用于容納所述摩擦塊(12)水平滑動的導向槽(110)。

9.如權利要求8所述的一種支座防脫空自復位抗傾覆裝置，其特征在于，所述導向槽(110)內(nèi)壁可拆卸設置有摩擦片。

10.如權利要求1所述的一種支座防脫空自復位抗傾覆裝置，其特征在于，頂層所述摩擦盒(11)頂部中心位置設有連接耳環(huán)(10)。

技術總結(jié)
本發(fā)明涉及工程結(jié)構減隔震技術領域，本發(fā)明提供了一種支座防脫空自復位抗傾覆裝置，包括上支部和下支部，上支部包括摩擦盒、摩擦塊、連接桿、第一復位桿和第二復位桿，下支部包括滑移架、第三復位桿、滑移塊和萬向傳動組件，地震作用下結(jié)構的多向位移通過上支部和下支部實現(xiàn)分解與調(diào)配，并由上支部和下支部分別承擔，形成松散且耦合的工作機制，在不影響支座正常平轉(zhuǎn)的同時，提高了支座的豎向抗拉能力，區(qū)別于傳統(tǒng)剛性抗拉模式的同時減少了結(jié)構與支座間脫空分離，通過第一復位桿、第二復位桿和第三復位桿實現(xiàn)往復耗能及震后復位，摩擦塊與摩擦盒以及滑移塊與滑移架的聯(lián)動往復滑移再次耗散能量，控制了結(jié)構的整體響應，確保了結(jié)構的安全可靠性。

技術研發(fā)人員：徐略勤,袁茂均,周建庭,徐偉,閆巖,張洪,謝瑞杰,楊明芳,黃毅
受保護的技術使用者：重慶交通大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19