[实用新型]摩擦－弹簧三维复合隔震支座

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有水平、竖向三维复合隔震功能的支座，属建筑结构隔震减震控制领域。

背景技术

支座隔震系被动控制技术，是通过在上部结构与下部支承体系间设置隔震装置来减少上部结构的地震响应，其主要机理是使设计结构的基本周期或前几阶周期与地震作用的卓越周期错开，从而避开结构与地震作用卓越周期相接近部分的结构振动，同时减小地震动对结构的能量输入，从而降低结构的地震响应。

随着我国社会经济的快速发展，空间网格结构已广泛应用于体育馆、展览馆、会展中心、航站楼及工业厂房等建筑中。空间网格结构的跨度一般较大，结构的地震作用呈多向随机性，有些结构如网架屋盖维修机库等，水平地震作用与竖向地震作用下的响应均较强烈，适用于此类建筑的隔震支座应具有三维复合隔震功能。

具有三维复合隔震功能的支座应具备以下特点：(1)满足水平隔震要求，耗能能力好和合理的初始刚度；(2)水平自复位能力强；(3)具有一定的竖向隔震作用，由于大跨结构的空间整体性好，从现有的震害情况看，在强震作用下，空间网格屋盖结构的大多数杆件仍处于弹性工作状态，因此只要合理控制支座的竖向刚度，适当减小结构的竖向地震输入即可避免震害；(4)支座竖向刚度要适中，一方面要求具有合理的初始刚度，以满足支座竖向承载要求，同时保证结构风振和小震时不产生振动；(5)有足够的竖向抗拔和转动能力；(6)支座的高度不宜过大。

从大跨网格结构的隔震支座的研究与使用情况看，以叠层橡胶材料隔震居多。叠层橡胶支座虽然可通过延长结构的自振周期，但由于其自身的物理特性，导致存在以下缺陷：只能隔离水平地震作用，无法实现多维隔震；自身阻尼较小，致使结构在地震作用下会出现较大的水平位移；竖向抗拔能力较差；震后的自复位能力不足。上述问题的存在，使隔震技术在大跨结构中的应用受到了一定的约束。

随着形状记忆合金(SMA)在土木工程中应用研究的深入，针对上述不足，国内外学者利用形状记忆合金的形状记忆效应、超弹性和高阻尼特性，开发出了一批具有自复位功能的被动控制和半主动控制的复合支座，并对其性能进行了理论分析和试验研究。大跨空间结构的隔震研究在水平隔震方面取得了大量的成果，有些隔震系统已应用于实际工程，并取得了良好的效果，但能满足三维复合隔震要求的装置相对匮乏。

目前三维复合隔震的研究多是针对多层结构，所采取的技术措施为水平隔震利用叠层橡胶，竖向则采用与阻尼器并联或利用液压系统隔震。上述系统在多层结构中具有可行性，但要将其应用于大跨网格屋盖结构存在以下问题：(1)水平隔震支座与竖向隔震装置串连，使支座的高度大大增加，在支座偏心附加弯矩的作用下，支座的稳定性难以得到足够的保证；(2)水平隔震采用橡胶支座，由于水平阻尼较小，在地震作用下结构的水平位移较大；(3)缺乏竖向抗拔能力，支座转动能力不足。

实用新型内容

本实用新型为空间网格结构的复合隔震提供一种三维隔震支座。

本实用新型的技术方案见附图1，其特征在于，包括水平隔震装置、竖向隔震装置两大部分，支座总体外形呈圆柱状；

水平隔震装置位于支座的上部，包括水平承托构件、复位弹簧、滑移层、水平抗拔构件和限位构件；水平承托构件由从上到下依次由上连接板1、圆形短柱2和底封板3构成，且它们的形心相互重合；水平承托构件位于外护筒5的内部，外护筒5为圆管，外护筒5轴线与水平承托构件的竖向轴线重合；水平复位弹簧4位于圆形短柱2与外护筒5间，沿圆形短柱2的径向辐射布置；水平复位弹簧4的一端与外护筒5的内壁连接，另一端与圆形短柱2的外壁固定；

滑移层设在底封板3的下部，自上而下依次包括滑移面6、圆形碟片7和衔接水平与竖向隔震装置的竖向弹簧承压板8；滑移片6复合在封底板3的下表面；圆形碟片7固定在竖向弹簧承压板8的上表面；水平抗拔构件由限位板9和限位挡板10构成，限位板9为一环形板，限位板9的内环固定于圆形短柱2的外壁；限位挡板10均匀对称布置在外护筒5的顶端，与外护筒5筒壁固定；水平限位构件11为一环形钢圈，固定于竖向弹簧承压板8的上表面，并在水平限位构件11内壁敷设缓冲垫12；