[发明专利]抗拉预应力橡胶隔震支座

说明书

技术领域

本发明涉及建筑、桥梁等构筑物隔震支座装置，尤其是涉及一种应用于高层建筑、塔形结构以及大跨度桥梁等大型构筑物的抗拉预应力橡胶隔震支座。

背景技术

为了确保建筑、桥梁等构筑物在地震中发挥应有的功能，减小地震灾害，隔震技术作为一种有效的结构减震控制技术，受到了工程和学术界的广泛关注，并在国内外建筑、桥梁等工程结构抗震中得到广泛的应用。隔震支座性能决定了隔震结构体系的隔震效果与抗震性能，因而研发出高性能的减隔震支座成了隔震技术中的关键问题。

良好的隔震系统应满足四项基本功能，(1)合理的柔度；(2)良好的耗能能力；(3)初始的刚度、屈服力；(4)迅速复位能力。目前，用于建筑、桥梁及其它构筑物的减隔震装置主要有叠层橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、摩擦摆系统以及各种阻尼器等耗能装置。这些支座在应于高层建筑、大跨度桥梁以及其它大型构筑物时，均存在不足之处。

摩擦摆系统对中小跨径桥梁有较好的使用效果，但在强地震作用下，水平位移幅值受到限制，难以保证在强震作用下高层建筑、大跨度桥梁结构大位移的需要。

常规的橡胶支座(叠层橡胶支座、铅芯橡胶支座以及高阻尼橡胶支座等)的抗拉能力差，橡胶支座的竖向拉伸能力远小于竖向压缩能力，其界限拉伸能力仅为压缩能力的几十分之一，单纯拉伸或剪切变形状态下在拉伸应力达到1～2N/mm²，支座可能出现拉伸应力状态。现阶段由于设计中严格控制橡胶隔震支座出现拉伸应力，或严格规定拉伸应力在规定的小应力范围内，在罕遇地震作用下，隔震支座不宜出现拉应力，当不可避免处于受拉状态时，其拉应力应该≤1.2MPa。对这规定对于一般体型隔震建筑物可以满足，但是在水平地震和竖向地震的共同作用下，高层建筑、塔形结构及大跨度桥梁隔震结构等隔震结构体系中，难以保证支座出现较大的拉伸应力，可能使支座的发生拉伸破坏，进而导致工程结构的破坏。

发明内容

本发明的目的在于针对现有铅芯橡胶支座抗拉能力差，水平地震和竖向地震的共同作用下，高层建筑、塔形结构以及大跨度桥梁隔震结构中铅芯橡胶支座易出现拉伸破坏问题，提供了一种抗拉预应力橡胶隔震支座，以解决高层建筑、塔形结构以及大跨度桥梁等隔震支座的抗拉伸问题。

本发明的技术方案如下：

一种抗拉预应力橡胶隔震支座，由上、下连接钢板、内部薄钢板、内部橡胶层、高纯度铅芯、预应力钢绞线和锚具组成，其特征在于：所述内部薄钢板与内部橡胶层交替叠合构成叠合层，叠合层上、下表面分别设置有上、下连接钢板，叠合层外周包裹有外部橡胶保护层，叠合层中心设置有一支座中心孔，支座中心孔内设置有高纯度铅芯，内部薄钢板、内部橡胶层、外部橡胶保护层与上、下连接钢板以及高纯度铅芯经高温、高压硫化在一起形成铅芯橡胶支座，铅芯橡胶支座上设置有预应力钢绞线，预应力钢绞线两端分别锚固在上、下连接钢板内的锚具上。

支座承受使用荷载前，对该支座预先施加压应力，从而形成抗拉预应力橡胶隔震支座。

所述预应力钢绞线可设置于支座叠合层内，竖直贯穿叠合层，构成支座体内抗拉预应力式铅芯橡胶支座。

所述预应力钢绞线还可设置于支座叠合层外，预应力钢绞线直接锚固在上、下连接钢板内锚具上，构成支座体外抗拉预应力式铅芯橡胶支座。

所述上、下连接钢板上设置有连接螺栓孔，与结构相连接。

有益效果：本发明的抗拉预应力橡胶隔震支座利用橡胶支座抗压承载力大来弥补抗拉能力不足，在罕遇地震下，支座保持在受压或小拉应力状态，确保隔震结构安全。该支座结构简单，隔震机理明确，适用于抗震性能要求高的高层建筑、塔形结构、大跨度桥梁以及其它大型构筑物的隔震控制。

附图说明

图1是抗拉预应力隔震支座(支座体内抗拉预应力式)的结构示意图；

图2是抗拉预应力隔震支座(支座体内抗拉预应力式)的断面图；

图3是抗拉预应力隔震支座(支座体外抗拉预应力式)的结构示意图；

图4是抗拉预应力隔震支座(支座体外抗拉预应力式)的断面图。

附图标记说明：

1—连接螺栓孔；2—预应力钢绞线；3—上端连接钢板；4—铅芯；5—锚具；6—外部橡胶层；7—内部橡胶层；8—内部薄钢板；9—下端连接钢板。

具体实施方式

抗拉预应力橡胶隔震支座有两种施方式，一种是支座体内抗拉预应力式橡胶隔震支座，如图1和图2所示；一种是支座体外抗拉预应力式橡胶隔震支座，如图3和图4所示。

实施例1

现结合支座体内抗拉预应力式橡胶隔震支座对本发现作进一步说明。