[实用新型]锁位式全封闭摩擦消能隔震支座

说明书

本实用新型涉及一种在建筑工程、桥梁及其它土木工程中的摩擦消能隔震装置，尤其涉及一种锁位式全封闭摩擦消能隔震支座。

在工程结构中，通过设置隔震层并在隔震层设置减震消能隔震支座及其它部件，可有效减轻水平地震作用，保护结构物、人员及内部设施在强震中的安全。在隔震体系中，隔震层部件包括承受重力荷载的支座、阻尼装置、水平恢复力部件、抗风稳定性装置以及必要的锁位限位装置。研究表明，滑移摩擦支座的阻尼比极大，且其初刚度大，在隔震中既能有效地消能，又能大大减小隔震层的水平侧移，并兼作抗风装置及竖向承载装置，提高隔震层本身及工程结构整体的安全可靠性。因此滑移支座能在各种不同类型的隔震技术中发挥良好的力学性能和减震效果。

但摩擦隔震支座在实际工程应用中，由于需满足使用上的多种技术要求，特别是隔震支座水平侧移的安全性、支座摩擦界面的密封性以及摩擦性能的耐久性要求等，故设计制造难度较大。其中，支座水平位移的安全性直接影响整个工程结构的隔震可靠性，摩擦界面的密封性好坏影响支座摩擦性能的稳定性和耐久性。此外，由于往往过于强调支座的经济造价，致使难以满足上述必要的技术性能要求。

通常，为保证隔震支座在地震作用下水平侧移的可靠性，需限制滑动位移，并采用在隔震层附加限位构件的作法，限位构件与摩擦支座是分体式的，不便于设计和施工。另外，为解决摩擦界面的密封性问题，通常对摩擦界面作静态的密封处理或对隔震支座作临时的包装处理。在支座未发生滑移状态时具有一定程度的封闭性，但这类封闭措施的耐久性较差，且当发生滑移时，原来的封闭性在滑移过程中容易被破坏。

本实用新型设计所提出的锁位式全封闭摩擦消能隔震支座，合理地解决了滑动锁位限位及滑移界面在未发生滑移位移(正常使用)时及其在地震作用下滑移位移过程中的封闭性等问题。

本实用新型设计的目的是：地震作用下，在支座水平滑移初期，叠层滑板间产生滑移；在中央核芯体作用下，水平滑移变形均匀分布到支座高度方向上；同时滑板间产生摩擦阻尼，核芯体产生剪切变形和一定的恢复力；而锁位剪切杆或锁位拉杆不参与工作。当支座水平侧移增加至一定值时，剪切杆或拉杆开始产生剪切变形或拉伸变形并参与工作；支座各层滑板的圆孔两侧对相应剪切杆两侧产生一对方向相反的水平剪力，或是拉杆在支座上、下封板之间产生斜向拉力，同时剪切杆或拉杆约束滑板的滑移位移。此时，剪切杆或拉杆在隔震支座及隔震层增加了水平约束力，从而与隔震层部件所提供的恢复力、阻尼力一道，约束隔震层的水平位移，并将变位锁定在某一限值以内。

本实用新型是这样实现的：支座采用了多层叠置滑板的构造型式；支座的中央设置了核芯体，由圆柱形铅棒或橡胶棒等制成；支座周边部位设计了内置锁位限位剪切杆或限位拉杆；在叠层滑板外围用橡胶层进行了密封处理。

本实用新型的优点是，由于支座采用了叠层滑板的构造型式，中央设置了核芯体，所以滑移位移和速度可沿支座高度方向上均匀分布，而不是集中发生在某一个滑移界面上，有利于减小各滑移界面的位移，并减小支座的平面尺寸，更重要的是便于对支座的摩擦界面及主体部件进行密封处理，提高摩擦稳定性和耐久性。因为支座周边部位设计了内置锁位限位剪切杆或拉杆，故当支座水平侧移增大时，剪切杆或拉杆随之偏转；当侧移达到设计的允许值时，锁位剪切杆或拉杆参加工作，约束支座的滑移位移，这样在隔震支座及隔震层增加了水平约束力，约束隔震层的水平位移，并可锁定位移范围。此外，在水平二维地震作用下，锁位剪切杆或拉杆能够限定支座水平位移的半径范围，从而减小了支座因水平变形过大而发生竖向承载力失效的可能。另外，由于密封处理是在叠层滑板板边进行的，而每相邻两层滑板的相对滑动位移较小，因而支座在产生水平变位以后，这种密封性也能保持完好而不损坏。

下面结合附图对本实用新型进行详细描述：

图1(a)是剪切杆锁位式隔震支座的结构示意图。

图1(b)是剪切杆锁位式隔震支座水平滑移时的工作示意图。

图1(c)是剪切杆锁位式隔震支座的Ⅰ-Ⅰ剖面图。

图1(d)是剪切杆锁位式隔震支座的剪切杆结构示意图。

图2(a)是拉杆锁位式隔震支座的结构示意图。

图2(b)是拉杆锁位式隔震支座水平滑移时的工作示意图。

图2(c)是拉杆锁位式隔震支座的Ⅰ-Ⅰ剖面图。

图2(d)是拉杆锁位式隔震支座的拉杆结构示意图。