[发明专利]组合式预压自动回弹型水平剪切闭锁装置

说明书

技术领域

本发明属于建筑结构减震隔震领域，特别涉及组合式预压自动回弹型水平剪切闭锁装置。

背景技术

核电厂结构作为一种特殊结构体系，地震是其安全的最大威胁之一。当遭受地震时，核电站所有的结构、系统、部件和设备几乎同时受到激发，会危及结构的完整性和设备、部件功能的完好性。

特大地震造成的生命财产损失触目惊心，如果核电站所在区域发生特大地震，造成的后果将是灾难性的。1999年集集地震导致台湾第一核电站2个机组停机，2007年日本新潟地震，导致柏崎刈羽核电站关闭，2011年日本宫城县近海发生9.0级大地震，导致福岛核电站4个机组发生爆炸，造成严重核泄漏事故，造成的经济、环境损失难以估量。

当前的核电站结构设计仍以传统的抗震技术为主，新兴的隔震减震技术在核电站结构领域的研究与应用严重滞后，迄今为止在全世界所有已经商业运行的核电厂中，只有两座使用了基底隔震技术。1977年首次将橡胶隔震器用于南非的Koeberg核电站，1984年应用于法国的Cruas核电站。隔震能有效降低核岛的加速度地震反应，但同时隔震层的过大位移可能导致进出核岛管线断裂，易造成次生破坏。这成为限制隔震技术在核电结构中应用的关键问题。

发明内容

考虑现有的技术的局限性，本发明的目的是提供组合式预压自动回弹型水平剪切闭锁装置，用于对隔震层位移敏感建筑结构的隔震设计，使得核电站隔震结构在中小地震作用下，由上部结构抵抗地震作用，隔震装置处于闭锁状态，当大震来临时闭锁装置解锁，隔震支座进入工作，通过隔震支座的水平向变形消耗地震能量保证上部结构的安全。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

组合式预压自动回弹型水平剪切闭锁装置，包括上体内环、上体外环、剪切销、内本体、高强螺栓、下体、橡胶垫、钢板；所述上体内环和上体外环通过焊接连接；所属上体内环和内本体通过剪切销连接；所述内本体与下体通过高强螺栓连接；所述橡胶垫和下体通过粘结材料粘结固定；所属钢板与下体通过高强螺栓连接，装置左右对称。

进一步地，所述剪切销的端部设有螺纹，通过扭紧螺纹将上体内环与内本体固定住。

与现有技术相比，本发明具有如下突出的优点：

1)解决了中、小地震作用下，隔震核电站隔震层位移过大导致管线破裂从而造成次生破坏的问题，而在大震作用下闭锁装置解锁，隔震支座进入工作消耗地震能量。

2)可通过调节高强剪力件的材料、数量、尺寸和薄弱段直径来改变闭锁装置的闭锁阈值，从而达到设计要求。

3)闭锁装置与下体连接的橡胶垫具有回弹特性，高强螺栓连接钢板、下体与内本体时，橡胶垫预压，剪切销剪断后，橡胶回弹，内本体产生竖向位移，避免了在支座来回移动时对上体内环移动的阻碍。

4)闭锁装置解锁后剪切销被剪断，上体和下体均未损坏，震后可重复利用。

附图说明

图1是水平剪切闭锁隔震装置剖面图。

图2是水平剪切闭锁隔震装置上体剖面图。

图3是水平剪切闭锁隔震装置上体上视图。

图4是水平剪切闭锁隔震装置上体内环正视图。

图5是水平剪切闭锁隔震装置上体内环上视图。

图6是水平剪切闭锁隔震装置上体外环剖面图。

图7是水平剪切闭锁隔震装置上体外环上视图。

图8是水平剪切闭锁隔震装置剪切销示意图。

图9是水平剪切闭锁隔震装置内本体剖面图。

图10是水平剪切闭锁隔震装置内本体上视图。

图11是水平剪切闭锁隔震装置下体剖面图。

图12是水平剪切闭锁隔震装置下体上视图。

具体实施方式

下面结合附图，对发明的具体实施例作进一步的说明。

实施例

如图1-图12所示，本实施例所述水平剪切闭锁隔震装置包括上体内环2、上体外环1、剪切销3、内本体4、高强螺栓5-6、下体7、橡胶垫8、钢板9；所述剪切销3端部设有螺纹；所述内本体4上下两面均设有螺纹孔；所述上体内环2和上体外环1通过焊接连接；所属上体内环2和内本体4通过剪切销连接；所述内本体4与下体7通过高强螺栓6连接；所述橡胶垫8和下体7通过粘结材料粘结固定；所述钢板9与下体7通过高强螺栓6连接，装置左右对称。

本闭锁装置装配完成后上体和下体在地震作用下产生水平位移，此时内本体4传力给剪切销3，剪切销3此刻受力，在小震作用下起水平锁定作用，当大地震来临时剪切销3被剪切断裂，橡胶支座开始发挥作用，水平发生移动消耗能量，通过橡胶垫8预压可以使内本体4产生竖向位移，避免支座来回移动时对内本体4移动的阻碍。