一種穿插式形狀記憶合金絞線抗拉與耗能隔震支座的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種穿插式形狀記憶合金絞線抗拉與耗能隔震支座，該支座適用于高寬比較大的建筑或在多維地震作用下容易使支座出現(xiàn)拉應(yīng)力的建筑結(jié)構(gòu)，屬于房屋建筑隔震領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]橡膠支座隔震技術(shù)是目前比較成熟的隔震技術(shù)。但由于支座內(nèi)部橡膠和鋼板之間為粘合連接，當(dāng)高層建筑受豎向地震作用時(shí)，或支座發(fā)生大水平剪切位移時(shí)，或建筑高寬比較大時(shí)，支座易受拉，而橡膠支座受拉易發(fā)生橡膠層與鋼板的撕裂破壞，進(jìn)而影響支座的水平隔震性能，或直接導(dǎo)致建筑發(fā)生傾覆破壞。
[0003]根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，橡膠隔震支座在罕遇地震的水平和豎向地震同時(shí)作用下，拉應(yīng)力不應(yīng)大于IMPa。但在強(qiáng)烈地震或罕遇地震作用下，中、高層建筑的橡膠隔震支座可能要承受高于限制的拉應(yīng)力，由于橡膠隔震支座的抗拉能力有限，因此其應(yīng)用范圍受到限制。為了提高橡膠隔震支座的抗拉能力，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了各種研宄，日本學(xué)者開發(fā)了直線式滑動(dòng)支座，它有兩個(gè)正交方向的軌道構(gòu)成，可以沿著軌道交叉往復(fù)滑動(dòng)，因而可以隔離任意方向的震動(dòng)，同時(shí)具有很大的豎向抗壓能力和抗拔能力，但該支座尺寸巨大，同時(shí)對軌道的摩擦要求高，生產(chǎn)成本高昂。中國學(xué)者提出了內(nèi)部有預(yù)應(yīng)力鋼絞線的預(yù)應(yīng)力橡膠隔震支座，在隔震支座周圍布置適量豎向鋼筋的構(gòu)造措施，這種抗拉措施在支座發(fā)生大變形時(shí)預(yù)應(yīng)力絞線和鋼筋將產(chǎn)生不可恢復(fù)變形，將不利于支座的水平隔震。
[0004]總之，現(xiàn)有抗拉技術(shù)存在構(gòu)造復(fù)雜，安裝成本高，抗拉裝置影響支座的水平剛度，并且增加支座的阻尼，影響支座的隔震性能的問題。因此，橡膠隔震支座抗拉不足成為高層建筑隔震領(lǐng)域亟待解決的問題。
[0005]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，大量新型智能材料被應(yīng)用到土木工程中，成為土木工程研宄的新領(lǐng)域。形狀記憶合金材料就是其中一種，其發(fā)展迅速，現(xiàn)在已應(yīng)用在工程隔震減震等多個(gè)領(lǐng)域。形狀記憶合金具有超彈性特性、形狀記憶特性和高阻尼特性，通過合理布置能夠?qū)崿F(xiàn)隔震支座抗拉性能和隔震耗能能力的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對以上問題，提供了一種穿插式形狀記憶合金絞線抗拉與耗能隔震支座，通過在上下連接板上設(shè)置光滑拉環(huán)，并將形狀記憶合金絞線穿插過上下拉環(huán)，使絞線呈連串的V形或倒V形。適用于高寬比較大的建筑或在多維地震作用下容易使支座出現(xiàn)拉應(yīng)力的建筑結(jié)構(gòu)。該抗拉與耗能支座能減小地震豎向作用、風(fēng)荷載作用以及大水平變形對支座主體的損害。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種穿插式形狀記憶合金絞線抗拉與耗能隔震支座，其特征在于:包括支座主體、上連接板、下連接板、光滑拉環(huán)、形狀記憶合金絞線，光滑拉環(huán)焊接于上下連接板，形狀記憶合金絞線穿插過上下光滑拉環(huán)，呈連串的V形或倒V形，且具有一定的預(yù)緊力，若干此形狀記憶合金絞線布置在支座主體的四周。
[0009]所述的形狀記憶合金絞線穿插過上下光滑拉環(huán)，形成V形或倒V形，在支座主體受拉時(shí)形狀記憶合金絞線可承受一定的豎向拉力，并且形狀記憶合金絞線在彈性范圍內(nèi)可恢復(fù)至原長；在支座主體發(fā)生水平剪切時(shí)由形狀記憶合金絞線伸縮變形來耗散地震能量，也可限制支座主體出現(xiàn)過大的水平剪切變形。
[0010]所述的支座主體為橡膠隔震支座、鉛芯橡膠隔震支座或其他類型的隔震支座。
[0011]所述的光滑拉環(huán)可由滑輪或其他滾動(dòng)機(jī)構(gòu)代替。
[0012]所述的形狀記憶合金絞線可由具有彈性變形材質(zhì)的絞線替代。
[0013]本發(fā)明可產(chǎn)生如下有益效果:
[0014]在支座主體受拉時(shí)由形狀記憶合金絞線為支座提供拉力；當(dāng)支座主體發(fā)生剪切位移時(shí)形狀記憶合金絞線將發(fā)生較大變形，可為支座主體提供拉力，并且絞線伸縮變形可耗散地震能量；當(dāng)支座發(fā)生水平大變形時(shí)形狀記憶合金絞線還可以限制支座發(fā)生更大變形，可有效的提高建筑的抗拉拔抗傾覆能力。
【附圖說明】
[0015]圖1為穿插式形狀記憶合金抗拉與耗能隔震支座側(cè)視圖；
[0016]圖2為穿插式形狀記憶合金抗拉與耗能隔震支座A-A剖面圖；
[0017]圖3為實(shí)施例尺寸示意圖；
[0018]圖4為絞線正V布置方式示意圖；
[0019]圖5為絞線倒V布置方式示意圖。
[0020]圖中:1、支座主體，2、上連接板，3、下連接板，4、光滑拉環(huán)，5、形狀記憶合金絞線。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例
[0022]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0023]如圖1-5所示，一種穿插式形狀記憶合金絞線抗拉與耗能隔震支座，該裝置由支座主體1、上連接板2、下連接板3、光滑拉環(huán)4、形狀記憶合金絞線5構(gòu)成。光滑拉環(huán)焊接于上下連接板，相鄰光滑拉環(huán)之間的距離為250mm，上下連接板上個(gè)焊接八個(gè)此光滑拉環(huán)。兩根形狀記憶合金絞線分別穿插過上下光滑拉環(huán)，呈連串的V形或倒V形，絞線穿插布置示意圖見圖4和圖5。支座主體采用橡膠隔震支座，該支座直徑D為300_，高140_，橫截面面積為70683.75mm2，上下封板厚度為20mm。上下連接板橫截面為邊長700mm的正方形，厚度20_。絞線采用鎳鈦合金制成的形狀記憶合金絞線。
[0024]若絞線采用直徑11.4mm形狀記憶合金絞線，該絞線的屈服強(qiáng)度達(dá)600MPa，極限抗拉強(qiáng)度達(dá)lOOOMPa，其延伸率可達(dá)25%?60%，可恢復(fù)伸長率達(dá)8%，絞線屈服時(shí)所能承受的拉力約為61KN，極限抗拉能力約為102KN。在支座主體周圍穿插布置兩根連串的V形和倒V形絞線。當(dāng)支座發(fā)生剪切變形達(dá)300%時(shí)，絞線將處于屈服階段，兩根絞線能為支座主體提供的拉力約為320KN，支座主體將額外增加約4.5MPa的抗拉能力。由于形狀記憶合金絞線可恢復(fù)伸長率可達(dá)8%，同時(shí)具有高阻尼的特性，因此在地震作用下，通過絞線不斷的伸縮變形能夠耗散地震能量。
[0025]上述實(shí)施例的抗拉與耗能隔震支座，可承受較大的拉應(yīng)力，減少拉應(yīng)力對支座主體的損害；當(dāng)支座主體水平剪切位移過大時(shí)，絞線能為支座主體提供一定的水平恢復(fù)力，耗散地震能量，限制支座出現(xiàn)水平過大變形，提高建筑的抗拉拔抗傾覆能力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種穿插式形狀記憶合金絞線抗拉與耗能隔震支座，其特征在于:包括支座主體(I)、上連接板(2)、下連接板(3)、光滑拉環(huán)(4)、形狀記憶合金絞線(5)，光滑拉環(huán)(4)焊接于上下連接板，形狀記憶合金絞線(5)穿插過上下光滑拉環(huán)(4)，呈V形或倒V形，且具有一定的預(yù)緊力，若干此形狀記憶合金絞線(5)布置在支座主體的四周。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穿插式形狀記憶合金絞線抗拉與耗能隔震支座，其特征在于:所述的形狀記憶合金絞線(5)穿插過上下光滑拉環(huán)(4)，形成連串的V形或倒V形，在支座主體(I)受拉時(shí)形狀記憶合金絞線(5)可承受一定的豎向拉力，并且形狀記憶合金絞線(5)在彈性范圍內(nèi)可恢復(fù)至原長；在支座主體(I)發(fā)生水平剪切時(shí)由形狀記憶合金絞線(5)伸縮變形來耗散地震能量，也可限制支座主體(I)出現(xiàn)過大的水平剪切變形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穿插式形狀記憶合金絞線抗拉與耗能隔震支座，其特征在于:所述的支座主體(I)為橡膠隔震支座、鉛芯橡膠隔震支座或其他類型的隔震支座。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穿插式形狀記憶合金絞線抗拉與耗能隔震支座，其特征在于:所述的光滑拉環(huán)可由滑輪或其他滾動(dòng)機(jī)構(gòu)代替。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穿插式形狀記憶合金絞線抗拉與耗能隔震支座，其特征在于:所述的形狀記憶合金絞線(5)可由具有彈性變形材質(zhì)的絞線替代。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種穿插式形狀記憶合金絞線抗拉與耗能隔震支座，包括支座主體、上連接板、下連接板、光滑拉環(huán)、形狀記憶合金絞線。光滑拉環(huán)焊接于上下連接板，每個(gè)連接板上共設(shè)置八個(gè)光滑拉環(huán)，形狀記憶合金絞線穿插過上下光滑拉環(huán)，呈連串的V形或倒V形，若干此絞線布置在支座主體的四周。上述抗拉與耗能隔震支座在支座主體受拉時(shí)可由絞線承受豎向拉力，減小支座主體在過大拉力作用下的損害，另外該抗拉耗能支座也能在支座主體發(fā)生水平剪切時(shí)由形狀記憶合金絞線伸縮變形來耗散地震能量，也可限制支座出現(xiàn)過大的水平剪切變形，適用于高跨比較大、支座容易出現(xiàn)拉應(yīng)力的建筑結(jié)構(gòu)。
【IPC分類】E04B1-36, E04B1-98
【公開號(hào)】CN104631626
【申請?zhí)枴緾N201410823134
【發(fā)明人】田杰, 劉亞東, 蘇經(jīng)宇, 程雨池, 梁帥
【申請人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月24日