带形状记忆合金的多维自复位橡胶隔震支座的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于土木工程结构抗震减振技术领域，尤其涉及一种带形状记忆合金的多维自复位橡胶隔震支座。
【背景技术】
[0002]地震是一种自然灾害，其产生的巨大作用往往是导致地震区工程结构发生破坏甚至倒塌的主要因素。现代土木工程是容纳大量的人员和社会财富的场所，采用合理的技术措施降低工程结构的地震响应、提高结构的抗震性能，从而有效保证结构自身的抗震安全性和适用性，因此，隔震理论及应用装置便应运而生。隔震是发展较早的被动控制措施，大量的理论研究、模型试验和实际工程强震观测记录表明隔震可大幅度降低工程结构的地震响应。隔震技术的原理是将结构物本身与地面或下部支承结构之间安装隔震支座，利用隔震支座较小的水平刚度，延长结构物的振动周期，从而减小结构地震作用的动力放大效应。工程结构隔震系统应具有如下特性:承载特性、隔震特性、复位特性、耗能特性以及稳定性和耐久性。
[0003]目前应用最为广泛的铅芯橡胶支座依靠其弹塑性变形可有效降低地震作用影响，铅芯橡胶支座由上封板、铅芯、多层橡胶、加劲钢板、保护层橡胶和下封板组成，多层橡胶、加劲钢板构成多层橡胶支座承担建筑物重量和水平位移的功能，铅芯在多层橡胶支座剪切变形时，靠塑性变形吸收能量。但是单独铅芯橡胶支座的使用会使其自复位能力相对较差，很难满足高层建筑的隔震的要求，由于地震本身具有多维特性，当地震来临后，隔震支座上、下盖板之间会产生较大相对位移，其中的铅芯橡胶支座也会产生塑性变形，而塑性变形的积累会使隔震支座失去隔震能力，因此确保支座塑性变形后能恢复到原始位置就显得尤为重要和必要。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种带形状记忆合金的多维自复位橡胶隔震支座，能够及时消耗地震能量能有效保证建筑结构的完整性，并且具有一定的自复位能力。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:带形状记忆合金的多维自复位橡胶隔震支座，它包括铅芯橡胶支座和圆形支座，所述铅芯橡胶支座的上封板的上侧面设置有弧顶朝上的上球面，铅芯橡胶支座的下封板的下侧面设置有弧顶朝下的下球面；所述圆形支座由圆形的上连接板和下连接板组成，上连接板和下连接板上下对应设置；上连接板和下连接板之间设置有多个所述铅芯橡胶支座，多个所述铅芯橡胶支座绕所述圆形支座的中心轴线均布排列设置，该处的铅芯橡胶支座称之为圆周铅芯橡胶支座；上连接板和下连接板之间位于所述圆形支座的中心位置也设置有所述铅芯橡胶支座，该处的铅芯橡胶支座称之为中心铅芯橡胶支座；上连接板上与每个所述铅芯橡胶支座的上球面对应设置处有相配合的上球面凹槽，下连接板上与每个所述铅芯橡胶支座的下球面对应设置处有相配合的下球面凹槽，所述铅芯橡胶支座的上球面和下球面分别设置在所述上球面凹槽和下球面凹槽内；中心铅芯橡胶支座与每个圆周铅芯橡胶支座之间均设置有形状记忆合金弹簧，形状记忆合金弹簧的两端分别与中心铅芯橡胶支座和圆周铅芯橡胶支座固定连接；连接板和下连接板之间位于圆周铅芯橡胶支座外围的位置处设置有多个形状记忆合金棒，形状记忆合金棒绕所述圆形支座的中心轴线均布排列设置，每个形状记忆合金棒的两端分别与上连接板和下连接板固定连接。
[0006]所述中心铅芯橡胶支座与每个圆周铅芯橡胶支座之间均设置有两条形状记忆合金弹簧，分别称之为上形状记忆合金弹簧和下形状记忆合金弹簧，上形状记忆合金弹簧的两端分别与中心铅芯橡胶支座和圆周铅芯橡胶支座的上封板固定连接，下形状记忆合金弹簧的两端分别与中心铅芯橡胶支座和圆周铅芯橡胶支座的下封板固定连接。
[0007]每个形状记忆合金棒上均设置有外螺纹，其两端分别穿过所述上连接板和下连接板并套设有锁紧螺母。
[0008]本实用新型的有益效果:
[0009]1、本实用新型利用中心和圆周分布的多个铅芯橡胶支座来支撑上部建筑结构，并提供竖向和水平刚度。
[0010]2、本实用新型能量消耗方式有四种:利用铅芯橡胶隔震支座；利用圆周均匀对称分布的形状记忆合金棒的超弹性；利用铅芯橡胶支座在凹槽(上球面凹槽和下球面凹槽)内滑动过程中动能、势能的转化；利用圆周均匀对称分布的形状记忆合金弹簧的超弹性，通过这四种方式能够及时消耗地震能量，能有效保证建筑结构的完整性，使建筑结构在地震中不会发生倒塌。
[0011]3、本实用新型具有三重保障的自复位能力:其一，利用圆周均匀对称分布的形状记忆合金棒的自复位性能；其二，利用圆周均匀对称分布的形状记忆合金弹簧的弹性恢复力以及形状记忆合金材料自身的自复位性能；其三，利用铅芯橡胶支座的重力使其在凹槽内恢复到原始位置。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构俯视图；
[0013]图2是图1中A-A剖面示意图；
[0014]图3是图2中B-B剖面示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合图1至图3对本实用新型的结构和工作过程作进一步的说明。
[0016]本实用新型的带形状记忆合金的多维自复位橡胶隔震支座，它包括铅芯橡胶支座和圆形支座，所述铅芯橡胶支座的上封板7的上侧面设置有弧顶朝上的上球面8，铅芯橡胶支座的下封板10的下侧面设置有弧顶朝下的下球面11 ;所述圆形支座由圆形的上连接板3和下连接板4组成，上连接板3和下连接板4上下对应设置；上连接板3和下连接板4之间设置有多个所述铅芯橡胶支座，多个所述铅芯橡胶支座绕所述圆形支座的中心轴线均布排列设置，该处的铅芯橡胶支座称之为圆周铅芯橡胶支座2 ;上连接板3和下连接板4之间位于所述圆形支座的中心位置也设置有所述铅芯橡胶支座，该处的铅芯橡胶支座称之为中心铅芯橡胶支座1 ;上连接板3上与每个所述铅芯橡胶支座的上球面8对应设置处有相配合的上球面凹槽9，下连接板4上与每个所述铅芯橡胶支座的下球面11对应设置处有相配合的下球面凹槽12，所述铅芯橡胶支座的上球面8和下球面11分别设置在所述上球面凹槽9和下球面凹槽12内；中心铅芯橡胶支座1与每个圆周铅芯橡胶支座2之间均设置有两条形状记忆合金弹簧，分别称之为上形状记忆合金弹簧13和下形状记忆合金弹簧14，上形状记忆合金弹簧13的两端分别与中心铅芯橡胶支座1和圆周铅芯橡胶支座2的上封板7固定连接，下形状记忆合金弹簧14的两端分别与中心铅芯橡胶支座1和圆周铅芯橡胶支座2的下封板10固定连接；连接板3和下连接板4之间位于圆周铅芯橡胶支座2外围的位置处设置有多个形状记忆合金棒5，形状记忆合金棒5绕所述圆形支座的中心轴线均布排列设置，每个形状记忆合金棒5上均设置有外螺纹，其两端分别穿过所述上连接板3和下连接板4并套设有锁紧螺母6。
[0017]本实用新型利用中心和圆周分布的多个铅芯橡胶支座来支撑上部建筑结构，并提供竖向和水平刚度，其能量消耗方式有四种:利用铅芯橡胶隔震支座；利用圆周均匀对称分布的形状记忆合金棒5的超弹性；利用铅芯橡胶支座在凹槽(上球面凹槽9和下球面凹槽12)内滑动中动能、势能的转化；利用圆周均匀对称分布的形状记忆合金弹簧13和14的超弹性，通过这四种方式能够及时消耗地震能量，能有效保证建筑结构的完整性，使建筑结构在地震中不会发生倒塌。本实用新型利用圆周均匀对称分布的形状记忆合金棒5的自复位性能、利用圆周均匀对称分布的形状记忆合金弹簧13和14的弹性恢复力以及形状记忆合金材料自身的自复位性能、利用铅芯橡胶支座的重力使其在凹槽内恢复到原始位置，实现了三重保障的自复位能力。
[0018]以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.带形状记忆合金的多维自复位橡胶隔震支座，它包括铅芯橡胶支座和圆形支座，其特征在于:所述铅芯橡胶支座的上封板的上侧面设置有弧顶朝上的上球面，铅芯橡胶支座的下封板的下侧面设置有弧顶朝下的下球面；所述圆形支座由圆形的上连接板和下连接板组成，上连接板和下连接板上下对应设置；上连接板和下连接板之间设置有多个所述铅芯橡胶支座，多个所述铅芯橡胶支座绕所述圆形支座的中心轴线均布排列设置，该处的铅芯橡胶支座称之为圆周铅芯橡胶支座；上连接板和下连接板之间位于所述圆形支座的中心位置也设置有所述铅芯橡胶支座，该处的铅芯橡胶支座称之为中心铅芯橡胶支座；上连接板上与每个所述铅芯橡胶支座的上球面对应设置处有相配合的上球面凹槽，下连接板上与每个所述铅芯橡胶支座的下球面对应设置处有相配合的下球面凹槽，所述铅芯橡胶支座的上球面和下球面分别设置在所述上球面凹槽和下球面凹槽内；中心铅芯橡胶支座与每个圆周铅芯橡胶支座之间均设置有形状记忆合金弹簧，形状记忆合金弹簧的两端分别与中心铅芯橡胶支座和圆周铅芯橡胶支座固定连接；连接板和下连接板之间位于圆周铅芯橡胶支座外围的位置处设置有多个形状记忆合金棒，形状记忆合金棒绕所述圆形支座的中心轴线均布排列设置，每个形状记忆合金棒的两端分别与上连接板和下连接板固定连接。2.根据权利要求1所述的带形状记忆合金的多维自复位橡胶隔震支座，其特征在于:所述中心铅芯橡胶支座与每个圆周铅芯橡胶支座之间均设置有两条形状记忆合金弹簧，分别称之为上形状记忆合金弹簧和下形状记忆合金弹簧，上形状记忆合金弹簧的两端分别与中心铅芯橡胶支座和圆周铅芯橡胶支座的上封板固定连接，下形状记忆合金弹簧的两端分别与中心铅芯橡胶支座和圆周铅芯橡胶支座的下封板固定连接。3.根据权利要求1或2所述的带形状记忆合金的多维自复位橡胶隔震支座，其特征在于:每个形状记忆合金棒上均设置有外螺纹，其两端分别穿过所述上连接板和下连接板并套设有锁紧螺母。
【专利摘要】本实用新型公开了带形状记忆合金的多维自复位橡胶隔震支座，它包括铅芯橡胶支座和圆形支座所述铅芯橡胶支座的上封板的上侧面设置有弧顶朝上的上球面，铅芯橡胶支座的下封板的下侧面设置有弧顶朝下的下球面；所述圆形支座由圆形的上连接板和下连接板组成，上连接板和下连接板之间设置有多个所述铅芯橡胶支座，包括圆周铅芯橡胶支座和中心铅芯橡胶支座；中心铅芯橡胶支座与每个圆周铅芯橡胶支座之间均设置有形状记忆合金弹簧；连接板和下连接板之间位于圆周铅芯橡胶支座外围的位置处设置有多个形状记忆合金棒。本实用新型能够及时消耗地震能量能有效保证建筑结构的完整性，并且具有一定的自复位能力。
【IPC分类】E04B1/36, E04B1/98
【公开号】CN205012492
【申请号】CN201520750446
【发明人】钱辉, 余威, 张庆元, 闫威涛, 任泽鹏, 徐艺文, 洪陈凯
【申请人】郑州大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月25日