[發明專利]一種多功能減隔震支座的轉換裝置

無效

• 申請號: 201110360636.3
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102400439A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 王浩;李愛群;吳繼榮
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E01D19/04
• 分類號: E01D19/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種多功能減隔震支座的新型體系轉換裝置，特別適用于處在地震多發區得工程建筑中采用，以有效降低建筑結構在遭受地震作用時所發生的破壞。

背景技術

地震是一種嚴重威脅人類生存和發展的自然災害，它的突發性和毀滅性可以使一個地區在瞬間淪為一片廢墟。全世界每年要發生成千上萬次的地震，這其中有破壞性的強地震也有幾十次。近年來，全球發生了許多次大地震，包括中國汶川大地震、玉樹地震、海地地震以及東日本大地震等，給人類造成了非常慘重的生命財產損失。人類在與地震作斗爭的過程中，逐漸發展出一條合理有效的抗震途徑—工程結構減震控制。

減震是利用特制減震構件或裝置，使之在強震時率先進入塑性區，產生大阻尼，大量消耗進入結構體系的能量；而隔震則是利用隔震體系，設法阻止地震能量進入主體結構。在實際中，有時把這兩種體系合二為一。通過選擇適當的減、隔震裝置與設置位置，可以達到控制結構內力分布與大小的目的。目前，減隔震技術是建筑結構抗震的研究熱點之一。為此國內外技術人員已研制并開發了許多類型的減隔震裝置，用于橋梁抗震領域的主要有橡膠支座、鉛芯橡膠支座、滑動摩擦型減隔震支座、彈塑性減震耗能鋼阻尼器、磁流變阻尼器以及油阻尼器等。將現有的兩種或多種減隔震方法組合應用，揚長避短以充分發揮不同減隔震裝置的功能，是橋梁減隔震裝置的發展趨勢。

聚四氟乙烯滑動支座由不銹鋼和聚四氟乙烯材料制成，由于這兩種材料之間摩擦系數小，且該支座具有水平滑動位移大的優點，作為橋梁結構的滑動支座被廣泛應用于工程實際。這種支座的缺點也很明顯。一是通過聚四氟乙烯和鋼板間的摩擦耗能，其隔震效果對地震輸入的頻率成份不敏感。二是會導致橋梁結構主梁與滑動裝置之間過大位移的發生，進而導致地震中因梁墩相對位移過大而造成落梁破壞。

鉛芯橡膠支座（墊）是新西蘭學者在1975年發展的，該支座通過在普通分層橡膠支座中插入鉛芯而形成，充分利用了鉛芯良好的力學特性，包括較低的屈服剪力和較高的初始剪切剛度。此外，對鉛芯橡膠支座的動力試驗表明，鉛芯橡膠支座具有良好的滯回特性。因此在地震作用下，鉛芯橡膠支座不僅利用了橡膠在變形過程中的阻尼耗能，而且鉛芯的屈服同樣能夠延長結構周期，消耗地震能量。

本發明人已發明出一種用于橋梁工程的多功能減隔震支座（一種多功能橋梁減隔震支座，201020600889.4，發明人：王浩，李愛群），其主要特點是當橋梁結構，特別是連續梁橋結構，在遭受常遇荷載（如溫度作用、汽車荷載作用）作用時，上部聚四氟乙烯滑板提供所需要的縱向位移，且為了橋梁結構的安全考慮，通過一種“凹凸相嵌”的體系轉換裝置限制住橋梁結構的橫向變形。當橋梁結構遭受到地震作用時，因為橋梁結構沿縱向的變形以超出正常的位移限制，此時還是通過上述“凹凸相嵌”的體系轉換裝置來帶動下部鉛型橡膠墊發揮作用，以有效耗散地震能量，進而起到保護橋梁結構免受或少收地震破壞的作用。

然而，上述“凹凸相嵌”的體系轉換裝置，其主要功能及特點是，限制住橋梁的橫向位移，允許橋梁沿縱向自由變形，且當橋梁結構沿縱向的變形超過限制值時，帶動下部耗能裝置，進而有效保護橋梁結構。建筑結構要求減隔震支座應當適應沿結構2個主軸方向（有時還要考慮斜交方向）的地震力作用，即隔震層應當可以提供任意方向的變形，這樣才可以當地震來臨是，具有最大的安全保證。針對建筑結構隔震層的這種特性，已有的體系轉換裝置只能產生一個方向的位移，是不適用于建筑結構的減隔震設計的。

在很多時候，建筑結構設計人員為了讓采用隔減震設計的建筑能在地震來臨時免受或少受破壞，必須增強隔震層的隔減震能力，這時多功能減隔震支座可以發揮較大的作用，但必須對原有的適用于橋梁工程的多功能減隔震支座的體系轉換裝置進行改造，以保證在不同地震動輸入方式下該支座均能發揮其良好的耗能作用。我國當前正處于大型土木、交通工程建設的蓬勃發展階段，又地處地震多發國家，結合建筑結構抗震的工程實際需求，研制多功能隔減震支座，工程意義和社會意義重大。

發明內容

????技術問題：本發明的目的是提供一種多功能減隔震支座的轉換裝置，該轉換裝置能提供任意方向的位移，且能帶動下部耗能裝置發揮作用，以滿足地震區工程結構多方位滑移的需求。