[發明專利]一種適應結構隔震抗風的變剛度隔震層剛度控制機構

有效

• 申請號: 201410166035.2
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103924705A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 舒宣武
• 申請（專利權）人: 華南理工大學建筑設計研究院
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本發明涉及結構抗震抗風領域，特別涉及一種適應結構隔震抗風的變剛度隔震層剛度控制機構。

背景技術

建筑物抵抗地震有兩個途徑，其一是抗，即增加結構的強度，使結構在預期烈度的地震作用下，保證結構的安全(如圖1、圖3)；另一種是放，即在主體結構和基礎之間設置水平剛度很小的隔震層，使主體結構與大地在水平方向基本隔離，地震的能量不易傳到主體結構，從而避免主體結構破壞(如圖2、圖4)。對主體結構而言，隔震層的水平剛度越小，上部結構的地震反應越小。也就是說，對地震作用而言，隔震層的水平剛度越小對上部結構越有利(如圖4)。

另一方面，結構是要抵抗風荷載的。且結構遭遇強風的概率比遭遇強震的概率要高得多。對結構抗風來說，設置隔震層是不利的，隔震層的水平剛度越小對上部結構越不利(如圖5、圖6)。因此，采用普通隔震層的隔震結構，隔震層的水平剛度是兼顧結構隔震和抗風兩方面而取一個折中值。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種適應結構隔震抗風的變剛度隔震層剛度控制機構。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：

一種適應結構隔震抗風的變剛度隔震層剛度控制機構，包括與上部結構相連的上法蘭盤、與底部基礎結構相連的下法蘭盤、設置在上法蘭盤和下法蘭盤中空部之間的銷鍵，所述銷鍵能在上法蘭盤、下法蘭盤中空部之間上下移動且銷鍵的高度大于上法蘭盤與下法蘭盤之間的間隔距離，以及固定銷鍵不動或者控制銷鍵向下運動的控制裝置。這些裝置構成剛度控制機構。剛度控制機構的剛度與隔震支座的剛度并聯。

所述的控制裝置包括設置在上法蘭盤和下法蘭盤之間間隔處的用于夾持銷鍵的彈性支架、卡住彈性支架的首尾端的活動卡件、固定在下法蘭盤上的支桿、置于支桿上的鋼球，以及連接鋼球與活動卡件的軟繩，所述軟繩的長度大于活動卡件與鋼球的垂直距離，小于活動卡件與鋼球的垂直距離、支桿的高度之和，所述彈性支架與下法蘭盤固定連接。其中的鋼球還可以為其他質量較大、其他形狀的物體，選擇鋼球的原因是因為鋼的密度較大，在同等質量的情況下其體積較小，置于支桿上狀態較穩定，同時鋼材比較普遍，價格較低，選擇球狀是因為球狀體對水平的擾動更敏感，在發生地震時能從支桿上滾落下來，完成預設動作；活動卡件卡住彈性支架后，彈性支架夾持住銷鍵，對銷鍵形成有效的支撐，此時上法蘭盤、下法蘭盤之間的中空部均有銷鍵，上法蘭盤、下法蘭盤之間的相對水平位移被限制，二者之間的水平剛度非常大，有利于抵抗強風，適用于地震未發生的狀態；當地震發生時，由于支桿僅向鋼球提供豎向支承作用，在地震的作用下，鋼球失穩從支桿上跌落，帶動活動卡件從彈性支架的首尾端脫落，彈性支架失去對銷鍵的夾持，銷鍵失去支撐則下落至下法蘭盤，上法蘭盤中空部此時沒有銷鍵，上法蘭盤、下法蘭盤之間的相對水平位移則不再被限制，二者之間的水平剛度變小，有利于防震，地震的能量不易傳到主體結構，從而避免主體結構破壞。

所述的支桿頂部設置一個與鋼球大小相適應的淺槽。鋼球置于淺槽中，能有效避免非地震的輕微水平擾動所導致的誤判，同時槽較淺，又不會在地震真正發生時，鋼球不從支桿上滾落下來，不完成預設動作。

所述的彈性支架為對稱曲線形，在活動卡件將其卡住時能將銷鍵固定在上、下法蘭盤之間；當活動卡件與其脫離時能自動張開，失去固定銷鍵的作用。彈性支架的設置為對稱曲線形，其目的是使夾持銷鍵的效果更好，同時活動卡件與彈性支架脫離時釋放銷鍵更方便。