帶形狀記憶合金的多維自復(fù)位橡膠隔震支座的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于土木工程結(jié)構(gòu)抗震減振技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶形狀記憶合金的多維自復(fù)位橡膠隔震支座。
【背景技術(shù)】
[0002]地震是一種自然災(zāi)害，其產(chǎn)生的巨大作用往往是導(dǎo)致地震區(qū)工程結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞甚至倒塌的主要因素?，F(xiàn)代土木工程是容納大量的人員和社會(huì)財(cái)富的場(chǎng)所，采用合理的技術(shù)措施降低工程結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)、提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，從而有效保證結(jié)構(gòu)自身的抗震安全性和適用性，因此，隔震理論及應(yīng)用裝置便應(yīng)運(yùn)而生。隔震是發(fā)展較早的被動(dòng)控制措施，大量的理論研究、模型試驗(yàn)和實(shí)際工程強(qiáng)震觀測(cè)記錄表明隔震可大幅度降低工程結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。隔震技術(shù)的原理是將結(jié)構(gòu)物本身與地面或下部支承結(jié)構(gòu)之間安裝隔震支座，利用隔震支座較小的水平剛度，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)物的振動(dòng)周期，從而減小結(jié)構(gòu)地震作用的動(dòng)力放大效應(yīng)。工程結(jié)構(gòu)隔震系統(tǒng)應(yīng)具有如下特性:承載特性、隔震特性、復(fù)位特性、耗能特性以及穩(wěn)定性和耐久性。
[0003]目前應(yīng)用最為廣泛的鉛芯橡膠支座依靠其彈塑性變形可有效降低地震作用影響，鉛芯橡膠支座由上封板、鉛芯、多層橡膠、加勁鋼板、保護(hù)層橡膠和下封板組成，多層橡膠、加勁鋼板構(gòu)成多層橡膠支座承擔(dān)建筑物重量和水平位移的功能，鉛芯在多層橡膠支座剪切變形時(shí)，靠塑性變形吸收能量。但是單獨(dú)鉛芯橡膠支座的使用會(huì)使其自復(fù)位能力相對(duì)較差，很難滿足高層建筑的隔震的要求，由于地震本身具有多維特性，當(dāng)?shù)卣饋砼R后，隔震支座上、下蓋板之間會(huì)產(chǎn)生較大相對(duì)位移，其中的鉛芯橡膠支座也會(huì)產(chǎn)生塑性變形，而塑性變形的積累會(huì)使隔震支座失去隔震能力，因此確保支座塑性變形后能恢復(fù)到原始位置就顯得尤為重要和必要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種帶形狀記憶合金的多維自復(fù)位橡膠隔震支座，能夠及時(shí)消耗地震能量能有效保證建筑結(jié)構(gòu)的完整性，并且具有一定的自復(fù)位能力。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:帶形狀記憶合金的多維自復(fù)位橡膠隔震支座，它包括鉛芯橡膠支座和圓形支座，所述鉛芯橡膠支座的上封板的上側(cè)面設(shè)置有弧頂朝上的上球面，鉛芯橡膠支座的下封板的下側(cè)面設(shè)置有弧頂朝下的下球面；所述圓形支座由圓形的上連接板和下連接板組成，上連接板和下連接板上下對(duì)應(yīng)設(shè)置；上連接板和下連接板之間設(shè)置有多個(gè)所述鉛芯橡膠支座，多個(gè)所述鉛芯橡膠支座繞所述圓形支座的中心軸線均布排列設(shè)置，該處的鉛芯橡膠支座稱之為圓周鉛芯橡膠支座；上連接板和下連接板之間位于所述圓形支座的中心位置也設(shè)置有所述鉛芯橡膠支座，該處的鉛芯橡膠支座稱之為中心鉛芯橡膠支座；上連接板上與每個(gè)所述鉛芯橡膠支座的上球面對(duì)應(yīng)設(shè)置處有相配合的上球面凹槽，下連接板上與每個(gè)所述鉛芯橡膠支座的下球面對(duì)應(yīng)設(shè)置處有相配合的下球面凹槽，所述鉛芯橡膠支座的上球面和下球面分別設(shè)置在所述上球面凹槽和下球面凹槽內(nèi)；中心鉛芯橡膠支座與每個(gè)圓周鉛芯橡膠支座之間均設(shè)置有形狀記憶合金彈簧，形狀記憶合金彈簧的兩端分別與中心鉛芯橡膠支座和圓周鉛芯橡膠支座固定連接；連接板和下連接板之間位于圓周鉛芯橡膠支座外圍的位置處設(shè)置有多個(gè)形狀記憶合金棒，形狀記憶合金棒繞所述圓形支座的中心軸線均布排列設(shè)置，每個(gè)形狀記憶合金棒的兩端分別與上連接板和下連接板固定連接。
[0006]所述中心鉛芯橡膠支座與每個(gè)圓周鉛芯橡膠支座之間均設(shè)置有兩條形狀記憶合金彈簧，分別稱之為上形狀記憶合金彈簧和下形狀記憶合金彈簧，上形狀記憶合金彈簧的兩端分別與中心鉛芯橡膠支座和圓周鉛芯橡膠支座的上封板固定連接，下形狀記憶合金彈簧的兩端分別與中心鉛芯橡膠支座和圓周鉛芯橡膠支座的下封板固定連接。
[0007]每個(gè)形狀記憶合金棒上均設(shè)置有外螺紋，其兩端分別穿過所述上連接板和下連接板并套設(shè)有鎖緊螺母。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果:
[0009]1、本實(shí)用新型利用中心和圓周分布的多個(gè)鉛芯橡膠支座來支撐上部建筑結(jié)構(gòu)，并提供豎向和水平剛度。
[0010]2、本實(shí)用新型能量消耗方式有四種:利用鉛芯橡膠隔震支座；利用圓周均勻?qū)ΨQ分布的形狀記憶合金棒的超彈性；利用鉛芯橡膠支座在凹槽(上球面凹槽和下球面凹槽)內(nèi)滑動(dòng)過程中動(dòng)能、勢(shì)能的轉(zhuǎn)化；利用圓周均勻?qū)ΨQ分布的形狀記憶合金彈簧的超彈性，通過這四種方式能夠及時(shí)消耗地震能量，能有效保證建筑結(jié)構(gòu)的完整性，使建筑結(jié)構(gòu)在地震中不會(huì)發(fā)生倒塌。
[0011]3、本實(shí)用新型具有三重保障的自復(fù)位能力:其一，利用圓周均勻?qū)ΨQ分布的形狀記憶合金棒的自復(fù)位性能；其二，利用圓周均勻?qū)ΨQ分布的形狀記憶合金彈簧的彈性恢復(fù)力以及形狀記憶合金材料自身的自復(fù)位性能；其三，利用鉛芯橡膠支座的重力使其在凹槽內(nèi)恢復(fù)到原始位置。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0013]圖2是圖1中A-A剖面示意圖；
[0014]圖3是圖2中B-B剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合圖1至圖3對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和工作過程作進(jìn)一步的說明。
[0016]本實(shí)用新型的帶形狀記憶合金的多維自復(fù)位橡膠隔震支座，它包括鉛芯橡膠支座和圓形支座，所述鉛芯橡膠支座的上封板7的上側(cè)面設(shè)置有弧頂朝上的上球面8，鉛芯橡膠支座的下封板10的下側(cè)面設(shè)置有弧頂朝下的下球面11 ;所述圓形支座由圓形的上連接板3和下連接板4組成，上連接板3和下連接板4上下對(duì)應(yīng)設(shè)置；上連接板3和下連接板4之間設(shè)置有多個(gè)所述鉛芯橡膠支座，多個(gè)所述鉛芯橡膠支座繞所述圓形支座的中心軸線均布排列設(shè)置，該處的鉛芯橡膠支座稱之為圓周鉛芯橡膠支座2 ;上連接板3和下連接板4之間位于所述圓形支座的中心位置也設(shè)置有所述鉛芯橡膠支座，該處的鉛芯橡膠支座稱之為中心鉛芯橡膠支座1 ;上連接板3上與每個(gè)所述鉛芯橡膠支座的上球面8對(duì)應(yīng)設(shè)置處有相配合的上球面凹槽9，下連接板4上與每個(gè)所述鉛芯橡膠支座的下球面11對(duì)應(yīng)設(shè)置處有相配合的下球面凹槽12，所述鉛芯橡膠支座的上球面8和下球面11分別設(shè)置在所述上球面凹槽9和下球面凹槽12內(nèi)；中心鉛芯橡膠支座1與每個(gè)圓周鉛芯橡膠支座2之間均設(shè)置有兩條形狀記憶合金彈簧，分別稱之為上形狀記憶合金彈簧13和下形狀記憶合金彈簧14，上形狀記憶合金彈簧13的兩端分別與中心鉛芯橡膠支座1和圓周鉛芯橡膠支座2的上封板7固定連接，下形狀記憶合金彈簧14的兩端分別與中心鉛芯橡膠支座1和圓周鉛芯橡膠支座2的下封板10固定連接；連接板3和下連接板4之間位于圓周鉛芯橡膠支座2外圍的位置處設(shè)置有多個(gè)形狀記憶合金棒5，形狀記憶合金棒5繞所述圓形支座的中心軸線均布排列設(shè)置，每個(gè)形狀記憶合金棒5上均設(shè)置有外螺紋，其兩端分別穿過所述上連接板3和下連接板4并套設(shè)有鎖緊螺母6。
[0017]本實(shí)用新型利用中心和圓周分布的多個(gè)鉛芯橡膠支座來支撐上部建筑結(jié)構(gòu)，并提供豎向和水平剛度，其能量消耗方式有四種:利用鉛芯橡膠隔震支座；利用圓周均勻?qū)ΨQ分布的形狀記憶合金棒5的超彈性；利用鉛芯橡膠支座在凹槽(上球面凹槽9和下球面凹槽12)內(nèi)滑動(dòng)中動(dòng)能、勢(shì)能的轉(zhuǎn)化；利用圓周均勻?qū)ΨQ分布的形狀記憶合金彈簧13和14的超彈性，通過這四種方式能夠及時(shí)消耗地震能量，能有效保證建筑結(jié)構(gòu)的完整性，使建筑結(jié)構(gòu)在地震中不會(huì)發(fā)生倒塌。本實(shí)用新型利用圓周均勻?qū)ΨQ分布的形狀記憶合金棒5的自復(fù)位性能、利用圓周均勻?qū)ΨQ分布的形狀記憶合金彈簧13和14的彈性恢復(fù)力以及形狀記憶合金材料自身的自復(fù)位性能、利用鉛芯橡膠支座的重力使其在凹槽內(nèi)恢復(fù)到原始位置，實(shí)現(xiàn)了三重保障的自復(fù)位能力。
[0018]以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本實(shí)用新型的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.帶形狀記憶合金的多維自復(fù)位橡膠隔震支座，它包括鉛芯橡膠支座和圓形支座，其特征在于:所述鉛芯橡膠支座的上封板的上側(cè)面設(shè)置有弧頂朝上的上球面，鉛芯橡膠支座的下封板的下側(cè)面設(shè)置有弧頂朝下的下球面；所述圓形支座由圓形的上連接板和下連接板組成，上連接板和下連接板上下對(duì)應(yīng)設(shè)置；上連接板和下連接板之間設(shè)置有多個(gè)所述鉛芯橡膠支座，多個(gè)所述鉛芯橡膠支座繞所述圓形支座的中心軸線均布排列設(shè)置，該處的鉛芯橡膠支座稱之為圓周鉛芯橡膠支座；上連接板和下連接板之間位于所述圓形支座的中心位置也設(shè)置有所述鉛芯橡膠支座，該處的鉛芯橡膠支座稱之為中心鉛芯橡膠支座；上連接板上與每個(gè)所述鉛芯橡膠支座的上球面對(duì)應(yīng)設(shè)置處有相配合的上球面凹槽，下連接板上與每個(gè)所述鉛芯橡膠支座的下球面對(duì)應(yīng)設(shè)置處有相配合的下球面凹槽，所述鉛芯橡膠支座的上球面和下球面分別設(shè)置在所述上球面凹槽和下球面凹槽內(nèi)；中心鉛芯橡膠支座與每個(gè)圓周鉛芯橡膠支座之間均設(shè)置有形狀記憶合金彈簧，形狀記憶合金彈簧的兩端分別與中心鉛芯橡膠支座和圓周鉛芯橡膠支座固定連接；連接板和下連接板之間位于圓周鉛芯橡膠支座外圍的位置處設(shè)置有多個(gè)形狀記憶合金棒，形狀記憶合金棒繞所述圓形支座的中心軸線均布排列設(shè)置，每個(gè)形狀記憶合金棒的兩端分別與上連接板和下連接板固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的多維自復(fù)位橡膠隔震支座，其特征在于:所述中心鉛芯橡膠支座與每個(gè)圓周鉛芯橡膠支座之間均設(shè)置有兩條形狀記憶合金彈簧，分別稱之為上形狀記憶合金彈簧和下形狀記憶合金彈簧，上形狀記憶合金彈簧的兩端分別與中心鉛芯橡膠支座和圓周鉛芯橡膠支座的上封板固定連接，下形狀記憶合金彈簧的兩端分別與中心鉛芯橡膠支座和圓周鉛芯橡膠支座的下封板固定連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶形狀記憶合金的多維自復(fù)位橡膠隔震支座，其特征在于:每個(gè)形狀記憶合金棒上均設(shè)置有外螺紋，其兩端分別穿過所述上連接板和下連接板并套設(shè)有鎖緊螺母。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了帶形狀記憶合金的多維自復(fù)位橡膠隔震支座，它包括鉛芯橡膠支座和圓形支座所述鉛芯橡膠支座的上封板的上側(cè)面設(shè)置有弧頂朝上的上球面，鉛芯橡膠支座的下封板的下側(cè)面設(shè)置有弧頂朝下的下球面；所述圓形支座由圓形的上連接板和下連接板組成，上連接板和下連接板之間設(shè)置有多個(gè)所述鉛芯橡膠支座，包括圓周鉛芯橡膠支座和中心鉛芯橡膠支座；中心鉛芯橡膠支座與每個(gè)圓周鉛芯橡膠支座之間均設(shè)置有形狀記憶合金彈簧；連接板和下連接板之間位于圓周鉛芯橡膠支座外圍的位置處設(shè)置有多個(gè)形狀記憶合金棒。本實(shí)用新型能夠及時(shí)消耗地震能量能有效保證建筑結(jié)構(gòu)的完整性，并且具有一定的自復(fù)位能力。
【IPC分類】E04B1/36, E04B1/98
【公開號(hào)】CN205012492
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520750446
【發(fā)明人】錢輝, 余威, 張慶元, 閆威濤, 任澤鵬, 徐藝文, 洪陳凱
【申請(qǐng)人】鄭州大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年9月25日