[實用新型]一種變剛度自復位隔震支座

有效

• 申請號: 202222020644.X
• 申請日: 2022-08-02
• 公開（公告）號: CN218521991U
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 許紫剛;鄒佳鵬;徐長節;莊海洋;張季;唐柏贊
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02;E04B1/36
• 代理公司: 南京創略知識產權代理事務所(普通合伙) 32358
• 代理人: 李榮芳

本實用新型公開了一種變剛度自復位隔震支座，包括上連接板、下連接板以及居中設置在上連接板和下連接板之間的疊層橡膠，所述疊層橡膠周圍環繞分布多根SMA棒。本實用新型采用SMA棒作為阻尼器，分布于疊層橡膠的周圍，可以發揮SMA和橡膠兩種材料各自的特性，在為建筑結構減輕地震作用的同時為隔震支座提供額外的恢復力，使結構可以在較大地震作用下回到初始位置。且本實用新型，中小震下，SMA棒不進入工作狀態且能保證小震下隔震層剛度較小，減小上部結構地震響應；大震下，其比傳統橡膠隔震層剛度大，有效限制水平位移，具有非常好的實用價值及應用前景。

技術領域

本實用新型涉及抗震技術，具體為涉及一種變剛度自復位隔震支座。

背景技術

地震是人類從古至今面臨的難題，它不僅造成巨大的財產損失，還給人們帶來嚴重的生命危險。因此，抗震是建筑領域必做的保護功課。傳統的抗震方式是采用抗震結構進行“硬抗”，即依靠抗震結構自身塑性變形來地震能量。這種抗震方式存在的最大最明顯的缺點是，大震情況下，建筑結構會產生較大的殘余變形，且這種殘余變形是不可恢復的，嚴重損害結構整體抵抗余震的能力，使建筑失去使用功能。因此，對于建筑的震后可恢復性，也就是韌性，成為抗震領域研究的熱點。

減震隔震技術是通過使用剛度較小的隔震層，增大結構的自振周期，從而減小建筑上部結構的位移和加速度的響應，進而對于結構主體和附屬結構都能起到很好的保護作用的減震體系。隔震支座是常見的隔震層部件，其使得上部結構保持彈性狀態，地震時使其發生“剛體平動”減小其對下層結構的影響。

傳統的隔震支座為橡膠支座，其雖然能耗散部分地震能力且提供一些自復位能力，但橡膠易老化而影響耐久性，且其在大震下可能因過大水平變形而難以復位。為了解決這一問題，國內外學者研發了一中SMA自復位支座，利用形狀記憶合金提高結構在大變形下的復位能力。形狀記憶合金(SMA)是一種具有形狀記憶效應和超彈性的新型智能材料，其具有極好的彈性應變極限及恢復極限。普通金屬的彈性應變約為0.2%，而SMA允許發生的應變極限可以達到6%～8%，其可恢復極限應變可達到10%，是普通金屬的50倍。且SMA產生大應變卸載后幾乎沒有殘余變形，可形成飽滿的滯回曲線，因此可以利用這種性能提高結構在大變形下的復位能力。

現有的SMA自復位支座多采用SMA絲和SMA絞線，例如中國專利文獻CN112696076A公布的一種SMA自復位隔震支座，通過狗骨形SMA棒通與下連接板相連，另一端與帶連接塊的鋼鏈相連，支座的兩側布置有SMA棒和鋼鏈，每一側有兩根SMA棒和鋼鏈組合體，整體上SMA棒和鋼鏈組合體上呈現X交叉型分布，以改善結構的隔震效果，減少震后的損失。其中SMA絲在支座轉折點處或轉角處使用，其與支座轉向裝置會發生摩擦和擠壓，容易造成SMA絲材的損傷；而SMA絞線則存在制作工藝復雜的情況，且SMA絲和SMA絞線均為直徑規格較小的部件，其緩沖應變有余而剛度有限，性能不夠穩定，小震時剛度夠小，能較好的保護結構，但是大震下韌度不夠，容易出現過大的水平變形，對構件保護作用不佳。

因此，如何設計一款韌性好的減震支座，保證小震時剛度夠小，大震下能避免出現過大的水平變形，提升對建筑結構的保護及恢復性能。

實用新型內容

針對上述現有的SMA自復位支座存在的問題，及為了實現上述設計一款韌性好的減震支座，保證小震時剛度夠小，大震下能避免出現過大的水平變形，提升對建筑結構的保護及恢復性能，本發明提供一種變剛度自復位隔震支座，將SMA棒作為阻尼器，布置到疊層橡膠支座上形成SMA橡膠支座，兩種材料發揮各自特性，改善結構的隔震效果。具體技術方案如下：

一種變剛度自復位隔震支座，包括上連接板、下連接板以及居中設置在上連接板和下連接板之間的疊層橡膠，所述疊層橡膠周圍環繞分布多根SMA棒。

前述的變剛度自復位隔震支座，所述上連接板設有SMA棒安裝孔，所述下連接板設有SMA棒限位孔；所述SMA棒，其上端固定安裝于上連接板的SMA棒安裝孔內，其下端懸設在下連接板上的SMA棒限位孔內，并與SMA棒限位孔的內壁之間均設有一定距離。