本實用新型涉及建筑隔震減震技術領域，具體而言，涉及一種新型自復位裝配式隔震框架結構。

背景技術：

我國是一個地震頻發(fā)的國家，受太平洋板塊、印度洋板塊和菲律賓板塊的擠壓作用，造成了我國地址構造復雜，地震斷裂帶十分發(fā)育，而且地震活動的范圍廣、強度大、頻率高。據(jù)不完全統(tǒng)計，在全球大陸地區(qū)的大地震中，大約有1/4到1/3是發(fā)生在我們國家。自1900年至20世紀末，我國已發(fā)生四級以上地震3800余次，其中6～6.9級地震460余次，7～7.9級地震99次，8級以上地震9次，再加上最近一次發(fā)生的汶川大地震，地震烈度直接達到12度，遠遠超過了本地的設防烈度。因此，如何抗震是我們在建筑設計中必須要考慮的問題。

同時，隨著我國勞動力成本的不斷提高和環(huán)境污染的不斷加重，裝配式建筑得到了國家高層領導的重視，它彌補了現(xiàn)澆結構的不足，它是將整個建筑拆分成多個構件，在工廠生產(chǎn)完畢之后，運送到現(xiàn)場拼裝起來的一種建筑，具有污染低、施工周期短、精細化程度高、勞動力用量少等優(yōu)點。但是，裝配式建筑也有其不足之處，由于是拼裝起來的，因此整體性沒有現(xiàn)澆結構好，抗震性能較差，尤其對于裝配式混凝土框架結構，其節(jié)點連接不好的話，很容易導致在地震作用下破壞，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。

近年來隔震技術在房屋建筑領域的應用也是非常的突出，而比較容易實現(xiàn)和有效的隔震方法就是采用隔震支座。目前國內(nèi)外比較常用的幾種隔震支座主要有橡膠隔震支座、摩擦滑移隔震支座和滾動隔震支座等。

橡膠隔震支座分為天然橡膠隔震支座，鉛芯橡膠隔震支座和高阻尼橡膠隔震支座三類。橡膠隔震支座隔振效果明顯，能夠吸收到大部分地震能量，在多層和小高層混凝土建筑結構當中能夠發(fā)揮很好的作用。但是橡膠隔震支座也有一些比較明顯的缺點，橡膠隔震支座老化現(xiàn)象比較明顯，有一定的服役期限，達到服役期限后，隔震效果就會嚴重降低，這樣為了保證能夠達到隔震作用，就得需要更換橡膠墊，在橋梁結構里面更換橡膠墊還相對容易一些，但是在房屋建筑里面就非常的麻煩，更換難度非常大，成本也比較高。另外，橡膠隔震支座的自復位功能很差，甚至是沒有自復位功能，當經(jīng)歷一次地震作用之后，有可能隔震支座就會發(fā)生永久移位，失去了隔震功能，當?shù)卣鹪俅蝸砼R的時候，就無法起到隔震的效果。

摩擦滑移隔震支座設置摩擦滑移元件和限位件，通過滑移運動產(chǎn)生的摩擦力而消耗地震能量。但是這種隔震方式也有其弊端，就是當?shù)卣疬^大導致位移偏大后容易造成限位元件的破壞，同時也需要單獨設置復位機構，這使得施工難度非常大，自然建造成本也很高，因此其應用也并不廣泛。

滾動隔震支座即在基礎與上部結構之間鋪設具有良好滑動性能的滾球或滾軸，使基礎與建筑物之間產(chǎn)生相對滑動，并利用摩擦阻尼來消耗地震能，但是這種支座不具有自復位的功能，經(jīng)歷過一次地震之后就會永久性的失去隔震功能，因此應用也具有很大的局限性。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的在于針對上述問題，提供一種新型自復位裝配式隔震框架結構。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下的技術方案：

一種新型自復位裝配式隔震框架結構，包括復位板和設置于復位板上方的上部框架結構，二者通過液壓阻尼器連接，復位板分為上部復位板和下部復位板，上部復位板底面和下部復位板頂面上對稱設置有多個凹槽，上下凹槽形成空腔，空腔內(nèi)設置有滾珠，滾珠與凹槽表面相接觸。

進一步的，液壓阻尼器頂部為方形鋼板筒，方形鋼板筒內(nèi)壁焊接有抗剪栓釘，與上部框架結構澆筑連接在一起；

進一步的，液壓阻尼器底部為墊板，上部復位板頂面上預埋鋼板，墊板與上部復位板上預埋的鋼板通過高強螺栓連接；

進一步的，上部復位板和下部復位板的接觸面上均設置有滑動摩擦鋼板；

進一步的，滑動摩擦鋼板厚度為1-2cm；

進一步的，滑動摩擦鋼板背面焊接有抗剪栓釘，滑動摩擦鋼板與上下復位板同時澆筑。

本實用新型具有以下有益效果：

(1)本實用新型的上下復位板之間設置有滑動摩擦鋼板和滾珠，滑動摩擦鋼板在地震作用下能夠起到耗能的作用，滾珠使其具有自復位功能；

(2)本實用新型在服役期間不會產(chǎn)生老化的現(xiàn)象，也不需要進行更換，完全能夠保證達到建筑結構的設計使用年限，具有良好的經(jīng)濟效益；

(3)本實用新型在復位板和上部框架結構之間設置有液壓阻尼器，液壓阻尼器可以抵消掉當上下復位板發(fā)生相對位移時上部復位板的抬升位移，保證上部結構紋絲不動，達到居住者對房屋舒適度的要求。

附圖說明

圖1是本實用新型結構示意圖；

圖2是液壓阻尼器結構示意圖；

其中，上述附圖包括以下附圖標記：1、上部框架結構；2、液壓阻尼器；3、上部復位板；4、下部復位板；5、滾珠；6、方形鋼板筒；7、墊板；8、抗剪栓釘。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，一種新型自復位裝配式隔震框架結構，包括復位板和設置于復位板上方的上部框架結構1，二者通過液壓阻尼器2連接，該液壓阻尼器與常規(guī)阻尼器的區(qū)別在于，液壓阻尼器頂部為方形鋼板筒6，底部為墊板7，其他部分與常規(guī)阻尼器機構相同，其中方形鋼板筒內(nèi)壁焊接有抗剪栓釘8，與上部框架結構同時澆筑連接在一起；

復位板分為上部復位板3和下部復位板4，上部復位板頂面上預埋鋼板，鋼板與液壓阻尼器底部的墊板通過高強螺栓連接。

上下復位板的厚度之和要滿足相關基礎設計規(guī)范的要求，還要滿足上部框架結構相應的抗壓承載力和抗沖切承載力，同時上下每塊復位板的厚度還要滿足如下要求：

A₁＝l×l-π×r₁²

式中：

P—上部框架結構的豎向荷載

A₁—沖切力的作用面積

l—復位板上單個凹槽的計算邊長

r₁—沖切力作用面底部圓形的半徑

f_t—復位板的抗拉強度

b_m—沖切破壞椎體斜裂面上下邊長的平均值

上部復位板底面和下部復位板頂面上對稱設置有多個凹槽，上下凹槽形成空腔，空腔內(nèi)設置有滾珠5，滾珠與凹槽表面相接觸，在上下復位板沒有發(fā)生相對位移的時候，滾珠不參與受力，當上下復位板發(fā)生相對位移的時候，上部結構的重量全部由這些滾珠承受，所有滾珠的承載能力之和不能小于上部結構的總重，因此，滾珠的個數(shù)n要滿足如下要求：

式中：

P—單個滾珠所分擔的上部荷載

G—上部框架結構總重力荷載，可取G＝G_eq

q—滾珠的最大壓應力

E₁、E₂—分別為復位板和滾珠材料的彈性模量

R、r—分別為凹槽的半徑和滾珠的半徑

滾珠的材質(zhì)為超高強度鋼制材料，或其他形式的超高強度和剛度的材料。

上部復位板和下部復位板的接觸面上均設置有滑動摩擦鋼板，滑動摩擦鋼板的厚度為1-2cm，其背面焊接有抗剪栓釘，與上下復位板同時澆筑而成，在澆筑的時候能夠保證與混凝土結合的更加牢固，同時也能夠起到抗剪的作用。

滑動摩擦鋼板的接觸面要有一定的摩擦力，摩擦力大小要等于結構的總水平地震作用標準值，即：

F＝F_Ek，F(xiàn)_Ek＝α₁G_eq

式中：

F—摩擦力

F_Ek—結構總水平地震作用標準值

α₁—相應于結構基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值，應按現(xiàn)行《建筑抗震設計規(guī)范》第5.1.1、第5.1.5條確定

G_eq—結構等效總重力荷載，單質(zhì)點應取總重力荷載代表值，多質(zhì)點可取總重力荷載代表值的85％

鋼板之間接觸面的摩擦系數(shù)要滿足如下要求：

F＝μG

式中：

F—摩擦力

μ—摩擦系數(shù)

G—上部框架結構總重力荷載，可取G＝G_eq

本實用新型的上下復位板的凹槽內(nèi)設置有超高強度滾珠，當上下復位板發(fā)生相對滑動的時候，上部復位板會向上抬升，由于上部復位板與上部框架結構通過液壓阻尼器連接，這樣由于液壓阻尼器的作用抵消掉上部復位板的抬升位移，保證上部結構紋絲不動。達到居住者對房屋舒適度的要求。

本實用新型具有自復位功能，地震結束之后能夠恢復到原來的狀態(tài)，可以反復使用，同時水平地震作用下，上部結構不會發(fā)生振動或者出現(xiàn)任何方向的位移，理想狀態(tài)下能夠做到地震發(fā)生時也能夠達到靜止不動的效果，且不會對結構產(chǎn)生應力發(fā)生破壞；另外也不會發(fā)生老化的現(xiàn)象，不需要對其更換，在一定程度上能夠降低造價，具有一定的經(jīng)濟效益。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。