[發明專利]套箍分層連續約束的鉛體圍封式支座

有效

• 申請號: 201410247113.1
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104018595B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 張文芳;常建蘭;高秀青;郭煒
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04B1/36
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙)14110
• 代理人: 王瑞玲

技術領域

本發明涉及土木工程抗震防災領域，尤其涉及土木建筑工程中的隔震支座，具體為一種套箍分層連續約束的鉛體圍封式支座。

背景技術

隔震結構中設置橡膠隔震支座可以有效減輕工程結構在水平地震作用下的振動，減小結構的地震加速度、地震內力、位移等作用效應，改善工程結構在罕遇地震下的抗震性能，提高抗震抗倒能力。

雖然橡膠隔震支座側移剛度小，可大大延長結構周期，有效減小了地震反應，然而，普通橡膠支座的水平抗側性能接近彈性，阻尼比很小，無法有效提供耗能阻尼，其減震效果不能充分發揮；另一方面，普通橡膠支座的側移剛度很小，使得隔震結構在水平地震下側移位移大。

為克服普通橡膠支座的上述缺點，國內外多采用鉛芯橡膠支座，可提供較大剛度和阻尼耗能。其基本原理為：橡膠支座內設置鉛芯，橡膠支座在水平剪力作用下，鉛芯隨著支座側移而發生剪切變形，從而增加恢復力和側移剛度，且鉛芯屈服后產生滯回耗能，使隔震結構在水平地震下的側移位移減小，提高隔震結構的安全性。

通常鉛芯設置在橡膠支座內，由于支座是由薄鋼板層和橡膠層疊合成的，鉛芯與支座間的接觸界面有兩種：一是鉛與薄鋼板層的接觸面，二是鉛與橡膠層的接觸面。支座在水平剪力作用下發生側移時，橡膠層產生剪切變形，鉛芯也隨橡膠層相應產生剪切變形，從而屈服耗能。

然而，現有的鉛芯橡膠支座，由于鉛的剪切屈服強度小，鉛芯提供的剪切屈服力和阻尼力小，因而支座在側移較大時等效水平剛度仍不夠，使隔震結構在強震作用下的支座位移往往超出支座的允許側移值，影響隔震結構的位移安全性。為了增大鉛芯橡膠支座的水平等效剛度，一般采用加大鉛芯截面方法。

目前，加大鉛芯截面存在的突出問題為：鉛芯在水平側移大變形下力學性能的穩定性差。在大的水平側移變形下，鉛芯的側移變形是一個復雜的非線性過程，既有材料非線性，又有幾何大變形非線性，這與其在小變形下的情形有很大不同。鉛芯在非線性側移的彈塑性變形過程中，鉛芯受約束不足，會產生大變形屈服退化和破壞。現有的支座對鉛芯的約束主要是依靠其中的薄鋼板層，而支座中的橡膠層對鉛芯的約束很弱，這樣，大截面的鉛芯在隨支座發生側移變形過程中，薄鋼板層對鉛芯的約束作用顯得相對較弱，鉛芯剪切退變不易控制，且薄鋼板層端面的棱角使鉛芯的變形產生層狀突變，鉛芯容易發生損傷破壞，支座的彈塑性恢復力和抗側剛度降低，往復作用下支座的彈塑性滯回曲線的穩定性差，制約了鉛芯增大截面后的效果。

此外，加大鉛芯截面導致鉛的用量增大，制造成本增加；且大直徑鉛體中的氣孔體積含量不易控制，芯孔中壓力灌鉛難度增加，質量不易保證。

發明內容

本發明為了解決現有鉛芯橡膠支座在側移大變形時存在抗側剛度低、水平恢復力小、鉛芯容易損傷破壞且力學性能不佳的問題，提供了一種抗側剛度大、水平恢復力大、性能優良且方便制造的套箍分層連續約束的鉛體圍封式支座。

本發明是采用如下技術方案實現的：套箍分層連續約束的鉛體圍封式支座，包括支承工程結構物的支座基體，支座基體是由若干鋼板層與橡膠粘結層上下交替疊置粘合制成的，支座基體設置有至少一個豎向的孔洞，孔洞內設置有若干上下緊密迭置且與孔洞緊密貼合的約束鋼套箍，約束鋼套箍為封閉環形結構，且約束鋼套箍的內環壁呈弧狀結構，約束鋼套箍的豎向厚度大于橡膠粘結層的厚度，最上層約束鋼套箍的上表面位于最上層鋼板層上下端面之間，約束鋼套箍內部的空腔內嵌填有與其緊密貼合的圍封鉛體。