[发明专利]一种抗爆消能组合支座

说明书

本发明公开了一种抗爆消能组合支座，该组合支座包括壳体、弹性钢环和弹簧，壳体呈空心的圆柱状，在壳体的上表面上设置有贯穿壳体上下表面的安装孔，所述弹性钢环水平设置在壳体内，所述安装孔贯穿弹性钢环，弹簧设置在弹性钢环内，并且弹簧的中心轴线与所述安装孔的中心线位于同一直线上，弹簧的上下端部对应顶贴在弹性钢环内侧壁上。组合支座内的弹性钢环和变节距弹簧在爆炸荷载作用下可通过自身变形提供缓冲力和控制最大变形位移量，且自身可以吸能卸荷。

技术领域

本发明属于装配式抗爆防护结构技术领域，尤其涉及一种抗爆消能组合支座。

背景技术

为提高装配式抗爆结构的抗力，目前常用的传统途径主要是依靠材料和结构强度以刚克刚的方法抵御荷载压力，通过提高构件断面尺寸、结构厚度，必然会导致构件粗大，如防抗较大当量弹药打击，主要构件的重量达到300kg～400kg，无法满足轻质高强人工快速装配、高效机动的要求。

爆炸作用下，土中结构上的荷载与结构因荷载而发生的变形是相互影响的。结构沉降和变形会影响所受荷载的大小，沉降和变形量越大，结构上荷载的减小量越大。当土中压缩波作用于结构时，一方面，在结构表面产生反射，使压力增大；另一方面，结构在压缩波作用下产生运动，又使压力减小。压缩波的作用使结构获得运动速度，降低了结构界面上的反射压力。压缩波作用在结构上的压力，与结构上的拱效应值有关。压缩波在土中传播时，由于结构的存在而使其周围自由场的应力再分配，应力从相对柔性区域向刚性区域转移，在结构上方有土拱形成，土拱能承担部分荷载。对于土中掘开式浅埋结构，拱效应使结构上方与结构水平投影等面积且剪切面延伸至地面的土柱，在动荷载作用下与结构一起运动，此时在土柱周边产生剪应力，剪应力达到最大值时，拱效应最明显。

综合理论分析、数值计算、原理性试验研究结果，提出了结构整体主动沉降新型抗爆结构，主要由设在结构底部的沉降支座受力发生可控位移，实现结构沉降消能。其卸荷机理是：结构在承受动超过预定荷载作用时，底部卸荷支座的沉降使结构产生较大的整体运动或沉降，从而增强土与结构相互作用效果，综合发挥材料、构件、结构、介质及其相互作用的抗爆消能潜力，降低动荷载对结构的破坏效应。

对于可应用于浅埋结构的装配式卸荷支座机构，正是利用人为在结构基础设置变形空间，达到强动载作用下支座变形引起支座对应支撑结构的变形或沉陷。降低爆炸荷载对结构破坏效应，提高结构抗爆炸荷载的能力。对于提高结构抗力、减轻结构重量和提高装配式结构快快速装配构筑、快速机动转移都具有重要现实意义和应用价值。

发明内容

本发明提供了一种抗爆消能组合支座，该组合支座安装在支撑结构与结构基础之间，有效提高装配式抗爆结构的抗力。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种抗爆消能组合支座，该组合支座包括壳体、弹性钢环和弹簧，壳体呈空心的圆柱状，在壳体的上表面上设置有贯穿壳体上下表面的安装孔，所述弹性钢环水平设置在壳体内，所述安装孔贯穿弹性钢环，弹簧设置在弹性钢环内，并且弹簧的中心轴线与所述安装孔的中心线位于同一直线上，弹簧的上下端部对应顶贴在弹性钢环内侧壁上。

进一步优选，所述弹簧为变节距弹簧。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下优越性：

1、本发明在使用时，组合支座是安装在支撑结构的底部，组合支座通过采用弹性钢环以及弹簧，当作用的动荷载超过预定阈值时，组合支座产生压缩变形，其上部的支撑结构随组合支座的压缩变形而引发整体沉降，从而因底部组合支座的自身结构变形，减小结构荷载、介质和结构的相互作用，降低作用于结构上的动荷载效应，实现提高结构抗力。

2、组合支座内的弹性钢环和变节距弹簧在爆炸荷载作用下可通过自身变形提供缓冲力和控制最大变形位移量，且自身可以吸能卸荷。