[發(fā)明專利]抵抗極罕遇地震的隔震裝置及建筑隔震方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111458845.1
• 申請(qǐng)日: 2021-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114319625B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉昆;霍競(jìng);王昱翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E04B1/98
• 分類(lèi)號(hào): E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 梁姍

本發(fā)明涉及抗震設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，提供一種抵抗極罕遇地震的隔震裝置及建筑隔震方法，其中，抵抗極罕遇地震的隔震裝置包括滑移部件和隔震支座，滑移部件包括基底以及滑移面板；隔震支座包括支座主體及設(shè)于支座主體底部的下連接板，下連接板設(shè)置于滑移面板上且與滑移面板同步滑動(dòng)。當(dāng)發(fā)生極罕遇地震時(shí)，隔震支座的支座主體受到的水平剪力將大于滑移面板與基底頂部之間的摩擦力，隔震支座將通過(guò)下連接板連接滑移面板并在基底上滑動(dòng)，這樣不僅可以限制隔震支座的水平剪切變形以避免剪切破壞，同時(shí)也限制了抵抗極罕遇地震的隔震裝置傳遞到上部結(jié)構(gòu)的地震力的大小，同時(shí)抵抗極罕遇地震的隔震裝置仍具有較高的地震能量耗散能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及抗震設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其提供一種抵抗極罕遇地震的隔震裝置及建筑隔震方法。

背景技術(shù)

對(duì)于基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)而言，鉛芯橡膠隔震支座(Lead?Rubber?Bearings，簡(jiǎn)稱LRB)體系是目前國(guó)內(nèi)外使用最為廣泛的基礎(chǔ)隔震體系。發(fā)明人對(duì)采用LRB隔震體系的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)(以下簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)RB基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu))初步探討了在極罕遇地震作用下的地震響應(yīng)特征，研究表明：1)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在遭受超大地震(極罕遇地震)作用時(shí)相對(duì)于傳統(tǒng)的基底固定結(jié)構(gòu)存在上部結(jié)構(gòu)損傷急劇增大的不安全性；2)雖然按照現(xiàn)行GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》降低上部結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)理念并不會(huì)根本影響LRB基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在設(shè)防和罕遇地震作用下的抗震性能，但在極罕遇地震作用下，對(duì)上部結(jié)構(gòu)采用降低抗震設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)方式并不可取；3)如何保證基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在設(shè)防和罕遇地震作用下良好的抗震性能以及極罕遇地震作用下的安全性能是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。

LRB基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在極罕遇地震作用時(shí)會(huì)出現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)損傷急劇增大的現(xiàn)象，其原因可以從鉛芯橡膠隔震支座不同剪應(yīng)變加載下的壓剪實(shí)驗(yàn)曲線中得到解釋。圖1給出了直徑300mm的鉛芯橡膠隔震支座(簡(jiǎn)稱LRB300隔震支座)在恒定豎向壓應(yīng)力作用下，不同剪應(yīng)變加載下的滯回曲線。該LRB300隔震支座的橡膠層總厚度為59.0mm；豎向壓應(yīng)力為10.0MPa；水平加載頻率和波形分別為0.25Hz和正弦波；水平加載剪應(yīng)變依次為100％、150％、200％、250％、300％、350％和400％(水平加載剪應(yīng)變?yōu)樗阶畲蠹虞d位移與橡膠層總厚度的比值)。從圖1可看出：隨著水平加載剪應(yīng)變的增加，LRB300隔震支座的硬化現(xiàn)象更加明顯，相應(yīng)的支座最大剪力也隨之增加；另外，根據(jù)GB/T20688.1-2007《橡膠支座第1部分：隔震橡膠支座試驗(yàn)方法》確定該LRB300隔震支座在不斷增加的水平加載剪應(yīng)變情況下，相應(yīng)的水平等效阻尼比隨之大幅度降低(依次為：24.2％、20.4％、18.5％、16.0％、14.5％、13.7％和12.8％)。因此LRB基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度不斷增加的地震作用下，一方面，傳遞到上部結(jié)構(gòu)的地震力也隨著隔震支座的最大水平剪應(yīng)變的增加不斷增加；另一方面，LRB隔震支座的地震能量耗散能力卻因?yàn)椴粩嘣黾拥母粽鹬ё郊魬?yīng)變反而減小。這就是LRB基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)在極罕遇地震作用下抗震性能不佳的原因之一。此外，橡膠隔震支座作為整個(gè)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件，在極罕遇地震作用下，橡膠隔震支座的水平剪切變形有可能超過(guò)其水平變形能力，從而導(dǎo)致這個(gè)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的破壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種抵抗極罕遇地震的隔震裝置，旨在解決現(xiàn)有的隔震支座無(wú)法滿足極罕遇地震下的隔震要求的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

第一方面，本發(fā)明提供了一種抵抗極罕遇地震的隔震裝置，用于在極罕遇地震下的隔震，包括滑移部件和隔震支座，滑移部件包括基底以及設(shè)于基底頂部的滑移面板，滑移面板用于克服摩擦力在基底的頂面上滑動(dòng)；隔震支座用于變形耗能以實(shí)現(xiàn)減震，隔震支座包括支座主體以及設(shè)于支座主體底部的下連接板，下連接板設(shè)置于滑移面板上且與滑移面板同步滑動(dòng)。