本發(fā)明涉及土木工程結(jié)構(gòu),更具體的說是涉及一種豎向承載-減震/振支座。
背景技術(shù):
1、隨著我國城市化進(jìn)程的加速推進(jìn),大量超高層建筑、大跨度橋梁以及復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)。這些建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計和施工過程中,對工程抗震設(shè)計提出了極為嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)。為了有效提升建筑的安全性能,保障人民生命財產(chǎn)安全,消能減震這一設(shè)計理念逐漸受到廣泛關(guān)注并被廣泛應(yīng)用到實(shí)際工程中。
2、傳統(tǒng)減振/震支座作為抗震設(shè)計中的關(guān)鍵部件,長期以來在各類建筑和橋梁工程中發(fā)揮著重要作用。這些支座主要通過自身的變形來消耗地震能量,從而減輕結(jié)構(gòu)所遭受的地震力。然而,常見的傳統(tǒng)減振/震支座在實(shí)際應(yīng)用中逐漸暴露出一些問題和局限性:
3、承載剛度不足:傳統(tǒng)支座在應(yīng)對豎向地震動時,往往難以提供足夠的承載剛度,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在豎向地震作用下容易出現(xiàn)較大的變形和位移,影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。
4、耗能效率低:在多向耦合振動的情況下,傳統(tǒng)減振/震支座的耗能效果不夠理想。由于其耗能機(jī)制相對單一,無法高效地消耗地震能量,使得結(jié)構(gòu)在地震過程中仍可能遭受較大的沖擊和損傷。
5、耐久性有限:尤其是在遭遇罕遇地震時,單一材料制作的隔震支座容易受到外界高頻振動的影響,產(chǎn)生疲勞損傷。這種疲勞損傷會逐漸積累,最終可能導(dǎo)致支座發(fā)生破壞,使其無法正常工作,嚴(yán)重影響建筑的安全使用年限。
6、鑒于傳統(tǒng)減振/震支座存在的上述種種缺陷,市場迫切需要一種能夠兼顧豎向承載與減震/振性能的新型支座。這種新型支座應(yīng)具備高承載力,以滿足超高層建筑、大跨度橋梁以及核電站等對安全性要求極高的工程場景的需求;同時,它還應(yīng)具備出色的耗能能力和良好的耐久性,能夠在復(fù)雜的地震環(huán)境下長期穩(wěn)定地發(fā)揮減震作用,有效保護(hù)結(jié)構(gòu)免受地震破壞,降低地震災(zāi)害風(fēng)險,保障人民生命財產(chǎn)安全,因此研發(fā)一種豎向承載-減震/振支座具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此,本發(fā)明提供了一種豎向承載-減震/振支座,在地震作用下能夠有效抵御橫向剪切以及縱向動荷載,還能在極端條件下保持穩(wěn)定,抗震效果好,制造和安裝簡單。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
3、一種豎向承載-減震/振支座,包括:
4、下部筒體,所述下部筒體頂部開口,所述下部筒體的內(nèi)底面中心固定有碟簧芯軸;
5、上部滑動筒體,所述上部滑動筒體的下部設(shè)于所述下部筒體內(nèi)部,且所述上部滑動筒體的外壁與所述下部筒體的內(nèi)壁之間設(shè)有高阻尼粘彈性材料層,為支座豎向的變形提供承載力,所述上部滑動筒體的底面具有供所述碟簧芯軸穿過的通孔;
6、復(fù)合組合碟簧,所述復(fù)合組合碟簧套設(shè)在所述碟簧芯軸外側(cè),且頂緊在所述下部筒體的內(nèi)底壁和所述上部滑動筒體的外底壁之間。
7、通過上述技術(shù)方案,本發(fā)明通過高阻尼粘彈性材料層和復(fù)合組合碟簧的協(xié)同作用,實(shí)現(xiàn)了豎向承載能力的增強(qiáng),能滿足高層建筑和大跨度橋梁等工程的需求。同時,該材料層和碟簧在地震時能有效耗散能量,提升減震/振性能,保障結(jié)構(gòu)安全。該支座安裝和維護(hù)簡便,連接強(qiáng)度高,能長期穩(wěn)定地發(fā)揮作用。
8、優(yōu)選的,在上述一種豎向承載-減震/振支座中,所述下部筒體的外底面固定有下部錨桿,所述上部滑動筒體的頂部固定有上連接板,所述上連接板的頂面固定有上部錨桿。
9、優(yōu)選的,在上述一種豎向承載-減震/振支座中,所述上部錨桿和所述下部錨桿均通過焊接或通過螺母緊固件連接,以此保證連接強(qiáng)度。
10、優(yōu)選的,在上述一種豎向承載-減震/振支座中,所述上部錨桿和所述下部錨桿的連接處設(shè)有加勁肋,以保證連接強(qiáng)度。
11、優(yōu)選的,在上述一種豎向承載-減震/振支座中,所述上部滑動筒體下部伸進(jìn)所述下部筒體的內(nèi)部,且與所述下部筒體的底面留有間隙,所述上部滑動筒體的上部暴露在所述下部筒體的外側(cè),為支座整體提供抗剪強(qiáng)度,所述下部筒體的頂沿與所述上連接板之間具有豎向限位距離,并且決定了支座的最大受壓變形。
12、優(yōu)選的,在上述一種豎向承載-減震/振支座中,所述上部滑動筒體的內(nèi)部和所述下部筒體的外底壁均具有豎向加勁肋板,防止過大變形。
13、優(yōu)選的,在上述一種豎向承載-減震/振支座中,所述下部筒體外底壁上的豎向加勁肋板橫縱交錯設(shè)置,外部荷載作用時,防止下部筒體的底部產(chǎn)生過大變形。
14、優(yōu)選的,在上述一種豎向承載-減震/振支座中,所述上部滑動筒體底面的通孔直徑大于所述碟簧芯軸的直徑。
15、優(yōu)選的,在上述一種豎向承載-減震/振支座中,所述碟簧芯軸的直徑小于所述復(fù)合組合碟簧的孔徑。
16、優(yōu)選的,在上述一種豎向承載-減震/振支座中,所述高阻尼粘彈性材料層為天然橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、聚氨酯、聚酯或橡膠與塑料組合、橡膠與金屬組合材料。
17、優(yōu)選的,在上述一種豎向承載-減震/振支座中,所述高阻尼粘彈性材料層同時粘在所述上部滑動筒體的外壁以及所述下部筒體的內(nèi)壁,不留縫隙。
18、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明公開提供了一種豎向承載-減震/振支座,具有以下有益效果:
19、1、結(jié)構(gòu)性能方面:高阻尼粘彈性材料層和復(fù)合組合碟簧協(xié)同工作,顯著提升支座豎向承載力,滿足超高層建筑、大跨度橋梁等復(fù)雜工程的需求。高阻尼粘彈性材料層和復(fù)合組合碟簧在地震時高效耗散能量,有效減輕地震對結(jié)構(gòu)的破壞,保障結(jié)構(gòu)安全。
20、2、耐久性方面:選用耐候性強(qiáng)的高阻尼粘彈性材料和復(fù)合組合碟簧,結(jié)合豎向加勁肋板等設(shè)計優(yōu)化,確保支座長期穩(wěn)定工作,延長使用壽命。
21、3、施工與維護(hù)方面:上部錨桿和下部錨桿通過焊接或螺母緊固件連接,安裝過程簡單快捷。合理的設(shè)計和高性能材料的選擇使支座在長期使用中保持良好性能,減少維護(hù)工作量。
22、4、綜合效益方面:在滿足高性能的同時,確保成本效益,簡化施工過程,降低維護(hù)成本,具有較強(qiáng)的市場競爭力。適用于多種復(fù)雜工程場景,如超高層建筑、大跨度橋梁、核電站等,特別適合需兼顧豎向穩(wěn)定與減震/振性能的場景。
1.一種豎向承載-減震/振支座,其特征在于,包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豎向承載-減震/振支座,其特征在于,所述下部筒體(5)的外底面固定有下部錨桿(8),所述上部滑動筒體(3)的頂部固定有上連接板(2),所述上連接板(2)的頂面固定有上部錨桿(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種豎向承載-減震/振支座,其特征在于,所述上部錨桿(1)和所述下部錨桿(8)均通過焊接或通過螺母緊固件連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種豎向承載-減震/振支座,其特征在于,所述上部錨桿(1)和所述下部錨桿(8)的連接處設(shè)有加勁肋。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種豎向承載-減震/振支座,其特征在于,所述上部滑動筒體(3)下部伸進(jìn)所述下部筒體(5)的內(nèi)部,且與所述下部筒體(5)的底面留有間隙,所述上部滑動筒體(3)的上部暴露在所述下部筒體(5)的外側(cè),所述下部筒體(5)的頂沿與所述上連接板(2)之間具有豎向限位距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豎向承載-減震/振支座,其特征在于,所述上部滑動筒體(3)的內(nèi)部和所述下部筒體(5)的外底壁均具有豎向加勁肋板(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豎向承載-減震/振支座,其特征在于,所述下部筒體(5)外底壁上的豎向加勁肋板(7)橫縱交錯設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豎向承載-減震/振支座,其特征在于,所述上部滑動筒體(3)底面的通孔直徑大于所述碟簧芯軸(9)的直徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豎向承載-減震/振支座,其特征在于,所述碟簧芯軸(9)的直徑小于所述復(fù)合組合碟簧(6)的孔徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豎向承載-減震/振支座,其特征在于,所述高阻尼粘彈性材料層(4)為天然橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、聚氨酯、聚酯或橡膠與塑料組合、橡膠與金屬組合材料。