[发明专利]抵抗极罕遇地震的隔震装置及建筑隔震方法

说明书

本发明涉及抗震设备技术领域，提供一种抵抗极罕遇地震的隔震装置及建筑隔震方法，其中，抵抗极罕遇地震的隔震装置包括滑移部件和隔震支座，滑移部件包括基底以及滑移面板；隔震支座包括支座主体及设于支座主体底部的下连接板，下连接板设置于滑移面板上且与滑移面板同步滑动。当发生极罕遇地震时，隔震支座的支座主体受到的水平剪力将大于滑移面板与基底顶部之间的摩擦力，隔震支座将通过下连接板连接滑移面板并在基底上滑动，这样不仅可以限制隔震支座的水平剪切变形以避免剪切破坏，同时也限制了抵抗极罕遇地震的隔震装置传递到上部结构的地震力的大小，同时抵抗极罕遇地震的隔震装置仍具有较高的地震能量耗散能力。

技术领域

本发明涉及抗震设备技术领域，尤其提供一种抵抗极罕遇地震的隔震装置及建筑隔震方法。

背景技术

对于基础隔震结构而言，铅芯橡胶隔震支座(Lead Rubber Bearings，简称LRB)体系是目前国内外使用最为广泛的基础隔震体系。发明人对采用LRB隔震体系的基础隔震结构(以下简称为LRB基础隔震结构)初步探讨了在极罕遇地震作用下的地震响应特征，研究表明：1)基础隔震结构在遭受超大地震(极罕遇地震)作用时相对于传统的基底固定结构存在上部结构损伤急剧增大的不安全性；2)虽然按照现行GB50011-2010《建筑抗震设计规范》降低上部结构抗震设防烈度的设计理念并不会根本影响LRB基础隔震结构在设防和罕遇地震作用下的抗震性能，但在极罕遇地震作用下，对上部结构采用降低抗震设防烈度的设计方式并不可取；3)如何保证基础隔震结构在设防和罕遇地震作用下良好的抗震性能以及极罕遇地震作用下的安全性能是一个具有挑战性的问题。

LRB基础隔震结构在极罕遇地震作用时会出现上部结构损伤急剧增大的现象，其原因可以从铅芯橡胶隔震支座不同剪应变加载下的压剪实验曲线中得到解释。图1给出了直径300mm的铅芯橡胶隔震支座(简称LRB300隔震支座)在恒定竖向压应力作用下，不同剪应变加载下的滞回曲线。该LRB300隔震支座的橡胶层总厚度为59.0mm；竖向压应力为10.0MPa；水平加载频率和波形分别为0.25Hz和正弦波；水平加载剪应变依次为100％、150％、200％、250％、300％、350％和400％(水平加载剪应变为水平最大加载位移与橡胶层总厚度的比值)。从图1可看出：随着水平加载剪应变的增加，LRB300隔震支座的硬化现象更加明显，相应的支座最大剪力也随之增加；另外，根据GB/T20688.1-2007《橡胶支座第1部分：隔震橡胶支座试验方法》确定该LRB300隔震支座在不断增加的水平加载剪应变情况下，相应的水平等效阻尼比随之大幅度降低(依次为：24.2％、20.4％、18.5％、16.0％、14.5％、13.7％和12.8％)。因此LRB基础隔震结构在强度不断增加的地震作用下，一方面，传递到上部结构的地震力也随着隔震支座的最大水平剪应变的增加不断增加；另一方面，LRB隔震支座的地震能量耗散能力却因为不断增加的隔震支座水平剪应变反而减小。这就是LRB基础隔震结构在极罕遇地震作用下抗震性能不佳的原因之一。此外，橡胶隔震支座作为整个基础隔震结构的关键构件，在极罕遇地震作用下，橡胶隔震支座的水平剪切变形有可能超过其水平变形能力，从而导致这个基础隔震结构的破坏。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种抵抗极罕遇地震的隔震装置，旨在解决现有的隔震支座无法满足极罕遇地震下的隔震要求的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供了一种抵抗极罕遇地震的隔震装置，用于在极罕遇地震下的隔震，包括滑移部件和隔震支座，滑移部件包括基底以及设于基底顶部的滑移面板，滑移面板用于克服摩擦力在基底的顶面上滑动；隔震支座用于变形耗能以实现减震，隔震支座包括支座主体以及设于支座主体底部的下连接板，下连接板设置于滑移面板上且与滑移面板同步滑动。