专利名称：一种钢管砼柱隔震减震装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢管砼柱隔震减震装置。
背景技术：
地震常常造成严重人员伤亡，危害较大，但地震的发生具有复杂性和不确定性，对 地震进行准确预测是一件十分困难的工作，可见，做好建筑物的抗震设计，是减轻地震灾害 最直接、最有效的途径。我国现存的很多建筑都是80年代以前建造的，这些建筑多未考虑抗震设计或者 抗震能力较差，在一些偏远地区以及交通运输能力较差的地区，由于材料的限制，建筑主要 采用的是砌体结构或者多层框架结构，抗震性十分不理想，2008年的汶川地震中就说明了 这一点，由于房屋的倒塌造成了巨大的人员伤亡。目前，建筑抵抗地震的方法主要有三种 第一种，提高建筑结构的强度减少建筑结构的变形，常称抗震。第二种，减少建筑结构底层的刚度提高其强度和韧性，常称隔震。第三种，在必要的强度和韧性基础上增大结构在这些振动过程中的耗能和阻尼， 常称减震。目前使用最多的是橡胶叠层隔震装置，主要由连接钢板和隔震层组成，隔震层由 交叉叠加的经过硫化处理的橡胶板、钢板和设置于上下两端的钢板构成，主要是利用橡胶 板来吸收地震的能量，上部结构的层间位移和楼面的反应加速度可明显减弱，随着隔震装 置的变形，上部结构也发生平行位移，使建筑物内的人们感觉不到地震造成的剧烈摇动。而现有的隔震装置主要存在以下的问题①橡胶叠层隔震装置的抗压变形较小，而剪切变形较大，是通过调节水平剪切刚度让 系统的自振周期增大以达到隔震的目的，通常设置的隔震层的高度在1.2 2米之间，在纵 向的形变能力较差；②通常使用橡胶叠层隔震装置的建筑都是由专业的设计单位设计，并 且每个橡胶叠层隔震装置的单价为3 10万/个，工程造价较高，不适合大面积推广应用；③ 橡胶叠层隔震装置是可燃材料，在一些高温地区，存在橡胶软化问题，需要涂防火涂料，同 时在低温地区受气候影响，橡胶叠层隔震装置的刚度明显增大，极限位移减少，降低了橡胶 叠层隔震装置的隔震效果。
发明内容
本发明的目的即在于克服现有技术的缺陷，提出一种在隔震的基础上减震，从而 达到抗震的钢管砼柱隔震减震装置，利用钢管砼的高强度、低刚度、高韧性、高耗能的特性， 在抗震过程中隔震和耗能减震交互进行以实现在普通地震中几乎感觉不到楼层偏移，在特 大地震中建筑不倒的目的。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种钢管砼柱隔震减震装置，它包 括隔震构件和耗能减震支撑，隔震构件包括设置在建筑物底层的钢管砼隔震柱以及安装在钢管砼隔震柱下端的阻尼约束锥，阻尼约束锥内填充耗能材料，阻尼约束锥的端部设置有 弹塑性限位器；在建筑物底层结构上安装有耗能减震支撑。所述的耗能材料包括粘滞体、粘弹体以及不同硬度的泡沫。本发明的有益效果表现在钢管砼既作为隔震弹簧又起到柱的作用，支承了一层 空间甚至两层空间，没有增加任何专门隔震减震的构件或设备的投入，这种重要的理念保 证了该发明比任何传统方法更经济适用，采用常规建筑材料，主要是建筑钢管和高强砼，不 需要类似橡胶隔震装置，也不需要橡胶厂或机械厂等协作单位，而且施工制作单位就是常 规的钢结构公司和土建公司，受环境影响的因素较少，并且使用该钢管砼的装置在竖向不 占空间，并且具有良好的抗压性能、抗弯性能和抗剪性能。
图1为本发明的结构示意2为本发明在多遇地震作用下的工作状态示意图 图3为本发明在特大地震作用下的工作状态示意图 图中1-钢管砼隔震柱，2-耗能减震支撑，3-阻尼约束锥，4-弹塑性限位器。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的描述，但保护范围不局限于所述。如图1，一种钢管砼柱隔震减震装置，包括隔震构件和耗能减震支撑2，隔震构件 包括设置在建筑物底层的钢管砼隔震柱1以及安装在钢管砼隔震柱1下端的阻尼约束锥3， 阻尼约束锥3内填充耗能材料，阻尼约束锥3的端部设置有弹塑性限位器4 ；在建筑物底层 结构上安装有耗能减震支撑2。钢管砼隔震柱1的高度根据建筑物的高度做相应调整，钢 管砼隔震柱1的高度控制在两米至五米为宜，并在建筑物底层结构上安装耗能减震支撑， 在多遇地震作用下，此支撑不起作用，只有在结构整体位移超过某一临界位移时，才开始工 作，吸收能量达到减震效果。所述的耗能材料包括粘滞体、粘弹体以及不同硬度的泡沫。阻尼约束锥3设计的作用有其一是为增大耗能阻尼，加大自振周期，减小地震 力，从而在隔震的基础上通过能耗作用达到减震的效果；其二，约束建筑物整体位移防止整 体失稳。如图2，建筑物在多遇地震作用下，位移方向ν如图，由于底层刚度较小，建筑物的 自振周期较长，地震力小，达到了隔震的目的，同时钢管砼隔震柱1弯曲相应的变形和耗能 材料吸收能量，达到减震效果。如图3，建筑物在罕遇特大地震作用下，位移方向ν'如图，钢管砼隔震柱1弯曲相 应的变形和耗能材料吸收能量，耗能减震支撑2开始工作一方面产生塑性变形吸收能量， 另一方面和弹塑性限位器4 一起控制建筑物的位移，防止其超过临界位移导致建筑物整体 垮塌，保障人身财产安全。
权利要求
1.一种钢管砼柱隔震减震装置，其特征在于它包括隔震构件和耗能减震支撑(2)，隔 震构件包括设置在建筑物底层的钢管砼隔震柱(1)以及安装在钢管砼隔震柱(1)下端的阻 尼约束锥(3)，阻尼约束锥(3)内填充耗能材料，阻尼约束锥(3)的端部设置有弹塑性限位 器(4)；在建筑物底层结构上安装有耗能减震支撑(2)。
2.根据权利要求1所述的一种钢管砼柱隔震减震装置，其特征在于所述的耗能材料 包括粘滞体、粘弹体以及不同硬度的泡沫。
全文摘要
本发明公开了一种钢管砼柱隔震减震装置，它包括隔震构件和耗能减震支撑(2)，隔震构件包括设置在建筑物底层的钢管砼隔震柱(1)以及安装在钢管砼隔震柱(1)下端的阻尼约束锥(3)，阻尼约束锥(3)内填充耗能材料，阻尼约束锥(3)的端部设置有弹塑性限位器(4)；在建筑物底层结构上安装有耗能减震支撑(2)。本发明具有以下优点钢管砼既作为隔震弹簧又起到柱的作用，采用常规建筑材料，受环境影响的因素较少，并且使用该钢管砼的装置在竖向不占空间，并且具有良好的抗压性能、抗弯性能和抗剪性能。
文档编号E04B1/98GK102051928SQ20111003021
公开日2011年5月11日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者王尔其 申请人:王尔其