[實用新型]一種多功能減隔震支座的轉(zhuǎn)換裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120450663.5
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN202390755U
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王浩;李愛群;吳繼榮
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: E01D19/04
• 分類號: E01D19/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種多功能減隔震支座的新型體系轉(zhuǎn)換裝置，特別適用于處在地震多發(fā)區(qū)得工程建筑中采用，以有效降低建筑結(jié)構(gòu)在遭受地震作用時所發(fā)生的破壞。

背景技術(shù)

地震是一種嚴(yán)重威脅人類生存和發(fā)展的自然災(zāi)害，它的突發(fā)性和毀滅性可以使一個地區(qū)在瞬間淪為一片廢墟。全世界每年要發(fā)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(fā)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(chǎn)損失。人類在與地震作斗爭的過程中，逐漸發(fā)展出一條合理有效的抗震途徑—工程結(jié)構(gòu)減震控制。

減震是利用特制減震構(gòu)件或裝置，使之在強震時率先進(jìn)入塑性區(qū)，產(chǎn)生大阻尼，大量消耗進(jìn)入結(jié)構(gòu)體系的能量；而隔震則是利用隔震體系，設(shè)法阻止地震能量進(jìn)入主體結(jié)構(gòu)。在實際中，有時把這兩種體系合二為一。通過選擇適當(dāng)?shù)臏p、隔震裝置與設(shè)置位置，可以達(dá)到控制結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布與大小的目的。目前，減隔震技術(shù)是建筑結(jié)構(gòu)抗震的研究熱點之一。為此國內(nèi)外技術(shù)人員已研制并開發(fā)了許多類型的減隔震裝置，用于橋梁抗震領(lǐng)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(xiàn)有的兩種或多種減隔震方法組合應(yīng)用，揚長避短以充分發(fā)揮不同減隔震裝置的功能，是橋梁減隔震裝置的發(fā)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(shù)小，且該支座具有水平滑動位移大的優(yōu)點，作為橋梁結(jié)構(gòu)的滑動支座被廣泛應(yīng)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(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)主梁與滑動裝置之間過大位移的發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)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(xué)者在1975年發(fā)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(xué)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(jié)構(gòu)周期，消耗地震能量。

本發(fā)明人已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(fā)明人：王浩，李愛群），其主要特點是當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)，特別是連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)的安全考慮，通過一種“凹凸相嵌”的體系轉(zhuǎn)換裝置限制住橋梁結(jié)構(gòu)的橫向變形。當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)遭受到地震作用時，因為橋梁結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)換裝置來帶動下部鉛型橡膠墊發(fā)揮作用，以有效耗散地震能量，進(jìn)而起到保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)免受或少收地震破壞的作用。

然而，上述“凹凸相嵌”的體系轉(zhuǎn)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(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)沿縱向的變形超過限制值時，帶動下部耗能裝置，進(jìn)而有效保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)要求減隔震支座應(yīng)當(dāng)適應(yīng)沿結(jié)構(gòu)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(yīng)當(dāng)可以提供任意方向的變形，這樣才可以當(dāng)?shù)卣饋砼R是，具有最大的安全保證。針對建筑結(jié)構(gòu)隔震層的這種特性，已有的體系轉(zhuǎn)換裝置只能產(chǎn)生一個方向的位移，是不適用于建筑結(jié)構(gòu)的減隔震設(shè)計的。

在很多時候，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員為了讓采用隔減震設(shè)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(fā)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(zhuǎn)換裝置進(jìn)行改造，以保證在不同地震動輸入方式下該支座均能發(fā)揮其良好的耗能作用。我國當(dāng)前正處于大型土木、交通工程建設(shè)的蓬勃發(fā)展階段，又地處地震多發(fā)國家，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)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(fā)明內(nèi)容

????技術(shù)問題：本實用新型的目的是提供一種多功能減隔震支座的轉(zhuǎn)換裝置，該轉(zhuǎn)換裝置能提供任意方向的位移，且能帶動下部耗能裝置發(fā)揮作用，以滿足地震區(qū)工程結(jié)構(gòu)多方位滑移的需求。