本发明属于建筑工程隔震技术领域,主要涉及滑槽式抗拉隔震装置。
背景技术:
橡胶支座隔震技术是目前比较成熟的隔震技术。但由于支座内部橡胶和和钢板之间为粘合连接,当高层建筑受竖向地震作用时,或支座发生较大水平剪切位移时,或建筑高宽比较大时,支座易受拉,而橡胶支座受拉易发生橡胶层与钢板的撕裂破坏,进而影响支座的水平隔震性能,或直接导致建筑发生倾覆破坏。
根据国家标准GB50011-2010《建筑抗震设计规范》的要求,橡胶隔震支座在汉语地震的水平和竖向地震同时作用下,拉应力不应大于1MPa。但在强烈地震作用下,中、高层建筑的橡胶隔震支座可能承受高于限制的拉应力,由于橡胶隔震支座的抗拉能力有限,因此其应用范围受到限制。为了提高橡胶隔震支座的抗拉能力,国内外学者进行了各种研究,日本学者开发了直线式滑动支座,它由两个正交方向的轨道构成,可以沿着轨道交叉往复滑动,因而可以隔离任意方向的震动,同时具有很大的竖向抗压能力和抗拔能力,但该支座尺寸巨大,同时对轨道的摩擦要求高,生产成本高昂。中国学者提出了内部有预应力钢绞线的预应力橡胶隔震支座,在隔震支座周围布置适量竖向钢筋的构造措施,这种抗拉措施在支座发生大变形时预应力绞线和钢筋将产生不可恢复变形,将不利于支座的水平隔震。
总之,现有的抗拉技术存在构造复杂,安装成本高,抗拉装置影响支座的水平刚度,影响支座的隔震性能的问题。因此,橡胶隔震支座抗拉能力不足成为高层建筑隔震领域亟待解决的问题。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种解决橡胶隔震支座在高层建筑中抗拉能力不足的问题,且构造简单、体型小、抗拉能力强的滑槽式抗拉隔震装置。适用于高宽比较大的建筑或多为地震作用下容易使支座出现拉应力的建筑结构。该装置能减小地震竖向作用或风荷载作用对支座主体的损害,提高建筑的抗拉拔抗倾覆能力。
为实现上述发明目的,本发明采用的技术方案为:
滑槽式抗拉隔震装置,该隔震装置包括连接板1、支座主体2、抗拉构件3。连接板1由滑槽板4和盖板5两部分组成,滑槽板4上设有滑槽6;滑槽板4与支座主体2之间,滑槽板4与盖板5之间均通过高强螺栓11连接,抗拉构件3的悬臂置于滑槽6内,当支座主体2发生沿地震作用的主轴方向的剪切位移时,抗拉构件3在滑槽6内滑动,与剪切位移方向平行的两根抗拉构件3沿支座主体径向抽出,而与剪切位移方向垂直的两根抗拉构件3沿连接板1边缘滑动,并一直保持竖直状态,为隔震装置提供有效拉力,增强隔震装置的抗拉能力。
所述抗拉构件3既能沿支座主体2径向抽出,又能沿连接板1边缘滑动,因此,当支座主体2发生剪切位移时,抗拉构件3将一直保持竖直状态,为隔震装置提供有效拉力。
所述上盖板6的下表面与上表面之间的距离小于抗拉构件4的高度,在地震作用下,隔震装置的竖向压缩量不会导致抗拉构件4受压,从而保证抗拉构件4能够随支座主体3运动。
滑槽6的边缘设有限位板8,而限位板8长度和宽度足以满足支座主体2发生大变形时抗拉构件3的滑动位移。
抗拉构件3的悬臂末端设有限位卡件9,因此,在支座主体2变形过程中抗拉构件3不会完全从滑槽6中抽出,从而保证抗拉构件3一直能够提供有效拉力。
所述支座主体2为叠层橡胶隔震支座、铅芯橡胶隔震支座或其他橡胶隔震支座。
所述连接板1和抗拉构件3均为钢质材料。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
在地震作用下支座主体发生剪切位移时,抗拉构件在滑槽内滑动,抗拉构件将一直处于竖直状态,若有拉应力则抗拉构件提供拉力,从而保护支座主体免受损伤;该装置构造简单,体型小,抗拉能力强,适用于高层隔震建筑。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为滑槽式抗拉隔震装置立面图;
图2为滑槽式抗拉隔震装置剖面图;
图3为滑槽式抗拉隔震装置水平变形示意图;
图4为滑槽式抗拉隔震装置滑槽板;
图5为滑槽式抗拉隔震装置盖板;
图6为抗拉构件。
图中:1-连接板,2-支座主体,3-抗拉构件,4-滑槽板,5-盖板,6-滑槽,7-承压柱体,8-限位板,9-限位卡件,10-螺栓孔,11-高强螺栓。
具体实施方式
以下结合附图,对本发明的具体实施方式做进一步描述。
如附图1-6所示,本发明一种滑槽式抗拉隔震装置包括连接板、支座主体、抗拉构件;若支座采用橡胶隔震支座,直径D为300mm,高140mm,横截面面积为70683.75mm,上下封板厚度为20mm;盖板横截面为边长450mm的正方形,厚度为30mm;滑槽板横截面为边长450mm的正方形,厚度为30mm,而限位板的高度为15mm,承压柱体横截面为边长100mm的正方形,高为55mm。
若C型抗拉构件的竖向抗拉件采用半径为14mm的钢棒,而悬臂长为175mm,截面为边长30mm的正方形,材质均为Q345,则单根抗拉构件的最小屈服拉力约为212KN,两组抗拉构件可为支座主体提供约424KN的拉力,支座主体将额外增加约6Mpa的抗拉能力。
本装置的工作原理为,在地震作用下,支座主体发生剪切位移时,抗拉构件在滑槽内滑动,既可以沿支座主体径向抽出,又可以沿连接板边缘滑动,从而一直处于竖直状态,若有拉应力则抗拉构件提供拉力,从而保护支座主体免受损伤。
本装置构造简单、体型小、抗拉能力强,可以满足建筑结构在多维地震以及风荷载作用下抗拉拔抗倾覆能力。