帶形狀記憶合金的多維自復位橡膠隔震支座的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于土木工程結構抗震減振技術領域，尤其涉及一種帶形狀記憶合金的多維自復位橡膠隔震支座。
【背景技術】
[0002]地震是一種自然災害，其產生的巨大作用往往是導致地震區(qū)工程結構發(fā)生破壞甚至倒塌的主要因素?，F代土木工程是容納大量的人員和社會財富的場所，采用合理的技術措施降低工程結構的地震響應、提高結構的抗震性能，從而有效保證結構自身的抗震安全性和適用性，因此，隔震理論及應用裝置便應運而生。隔震是發(fā)展較早的被動控制措施，大量的理論研究、模型試驗和實際工程強震觀測記錄表明隔震可大幅度降低工程結構的地震響應。隔震技術的原理是將結構物本身與地面或下部支承結構之間安裝隔震支座，利用隔震支座較小的水平剛度，延長結構物的振動周期，從而減小結構地震作用的動力放大效應。工程結構隔震系統(tǒng)應具有如下特性:承載特性、隔震特性、復位特性、耗能特性以及穩(wěn)定性和耐久性。
[0003]目前應用最為廣泛的鉛芯橡膠支座依靠其彈塑性變形可有效降低地震作用影響，鉛芯橡膠支座由上封板、鉛芯、多層橡膠、加勁鋼板、保護層橡膠和下封板組成，多層橡膠、加勁鋼板構成多層橡膠支座承擔建筑物重量和水平位移的功能，鉛芯在多層橡膠支座剪切變形時，靠塑性變形吸收能量。但是單獨鉛芯橡膠支座的使用會使其自復位能力相對較差，很難滿足高層建筑的隔震的要求，由于地震本身具有多維特性，當地震來臨后，隔震支座上、下蓋板之間會產生較大相對位移，其中的鉛芯橡膠支座也會產生塑性變形，而塑性變形的積累會使隔震支座失去隔震能力，因此確保支座塑性變形后能恢復到原始位置就顯得尤為重要和必要。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供一種帶形狀記憶合金的多維自復位橡膠隔震支座，能夠及時消耗地震能量能有效保證建筑結構的完整性，并且具有一定的自復位能力。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:帶形狀記憶合金的多維自復位橡膠隔震支座，它包括鉛芯橡膠支座和圓形支座，所述鉛芯橡膠支座的上封板的上側面設置有弧頂朝上的上球面，鉛芯橡膠支座的下封板的下側面設置有弧頂朝下的下球面；所述圓形支座由圓形的上連接板和下連接板組成，上連接板和下連接板上下對應設置；上連接板和下連接板之間設置有多個所述鉛芯橡膠支座，多個所述鉛芯橡膠支座繞所述圓形支座的中心軸線均布排列設置，該處的鉛芯橡膠支座稱之為圓周鉛芯橡膠支座；上連接板和下連接板之間位于所述圓形支座的中心位置也設置有所述鉛芯橡膠支座，該處的鉛芯橡膠支座稱之為中心鉛芯橡膠支座；上連接板上與每個所述鉛芯橡膠支座的上球面對應設置處有相配合的上球面凹槽，下連接板上與每個所述鉛芯橡膠支座的下球面對應設置處有相配合的下球面凹槽，所述鉛芯橡膠支座的上球面和下球面分別設置在所述上球面凹槽和下球面凹槽內；中心鉛芯橡膠支座與每個圓周鉛芯橡膠支座之間均設置有形狀記憶合金彈簧，形狀記憶合金彈簧的兩端分別與中心鉛芯橡膠支座和圓周鉛芯橡膠支座固定連接；連接板和下連接板之間位于圓周鉛芯橡膠支座外圍的位置處設置有多個形狀記憶合金棒，形狀記憶合金棒繞所述圓形支座的中心軸線均布排列設置，每個形狀記憶合金棒的兩端分別與上連接板和下連接板固定連接。
[0006]所述中心鉛芯橡膠支座與每個圓周鉛芯橡膠支座之間均設置有兩條形狀記憶合金彈簧，分別稱之為上形狀記憶合金彈簧和下形狀記憶合金彈簧，上形狀記憶合金彈簧的兩端分別與中心鉛芯橡膠支座和圓周鉛芯橡膠支座的上封板固定連接，下形狀記憶合金彈簧的兩端分別與中心鉛芯橡膠支座和圓周鉛芯橡膠支座的下封板固定連接。
[0007]每個形狀記憶合金棒上均設置有外螺紋，其兩端分別穿過所述上連接板和下連接板并套設有鎖緊螺母。
[0008]本實用新型的有益效果:
[0009]1、本實用新型利用中心和圓周分布的多個鉛芯橡膠支座來支撐上部建筑結構，并提供豎向和水平剛度。
[0010]2、本實用新型能量消耗方式有四種:利用鉛芯橡膠隔震支座；利用圓周均勻對稱分布的形狀記憶合金棒的超彈性；利用鉛芯橡膠支座在凹槽(上球面凹槽和下球面凹槽)內滑動過程中動能、勢能的轉化；利用圓周均勻對稱分布的形狀記憶合金彈簧的超彈性，通過這四種方式能夠及時消耗地震能量，能有效保證建筑結構的完整性，使建筑結構在地震中不會發(fā)生倒塌。
[0011]3、本實用新型具有三重保障的自復位能力:其一，利用圓周均勻對稱分布的形狀記憶合金棒的自復位性能；其二，利用圓周均勻對稱分布的形狀記憶合金彈簧的彈性恢復力以及形狀記憶合金材料自身的自復位性能；其三，利用鉛芯橡膠支座的重力使其在凹槽內恢復到原始位置。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的結構俯視圖；
[0013]圖2是圖1中A-A剖面示意圖；
[0014]圖3是圖2中B-B剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合圖1至圖3對本實用新型的結構和工作過程作進一步的說明。
[0016]本實用新型的帶形狀記憶合金的多維自復位橡膠隔震支座，它包括鉛芯橡膠支座和圓形支座，所述鉛芯橡膠支座的上封板7的上側面設置有弧頂朝上的上球面8，鉛芯橡膠支座的下封板10的下側面設置有弧頂朝下的下球面11 ;所述圓形支座由圓形的上連接板3和下連接板4組成，上連接板3和下連接板4上下對應設置；上連接板3和下連接板4之間設置有多個所述鉛芯橡膠支座，多個所述鉛芯橡膠支座繞所述圓形支座的中心軸線均布排列設置，該處的鉛芯橡膠支座稱之為圓周鉛芯橡膠支座2 ;上連接板3和下連接板4之間位于所述圓形支座的中心位置也設置有所述鉛芯橡膠支座，該處的鉛芯橡膠支座稱之為中心鉛芯橡膠支座1 ;上連接板3上與每個所述鉛芯橡膠支座的上球面8對應設置處有相配合的上球面凹槽9，下連接板4上與每個所述鉛芯橡膠支座的下球面11對應設置處有相配合的下球面凹槽12，所述鉛芯橡膠支座的上球面8和下球面11分別設置在所述上球面凹槽9和下球面凹槽12內；中心鉛芯橡膠支座1與每個圓周鉛芯橡膠支座2之間均設置有兩條形狀記憶合金彈簧，分別稱之為上形狀記憶合金彈簧13和下形狀記憶合金彈簧14，上形狀記憶合金彈簧13的兩端分別與中心鉛芯橡膠支座1和圓周鉛芯橡膠支座2的上封板7固定連接，下形狀記憶合金彈簧14的兩端分別與中心鉛芯橡膠支座1和圓周鉛芯橡膠支座2的下封板10固定連接；連接板3和下連接板4之間位于圓周鉛芯橡膠支座2外圍的位置處設置有多個形狀記憶合金棒5，形狀記憶合金棒5繞所述圓形支座的中心軸線均布排列設置，每個形狀記憶合金棒5上均設置有外螺紋，其兩端分別穿過所述上連接板3和下連接板4并套設有鎖緊螺母6。
[0017]本實用新型利用中心和圓周分布的多個鉛芯橡膠支座來支撐上部建筑結構，并提供豎向和水平剛度，其能量消耗方式有四種:利用鉛芯橡膠隔震支座；利用圓周均勻對稱分布的形狀記憶合金棒5的超彈性；利用鉛芯橡膠支座在凹槽(上球面凹槽9和下球面凹槽12)內滑動中動能、勢能的轉化；利用圓周均勻對稱分布的形狀記憶合金彈簧13和14的超彈性，通過這四種方式能夠及時消耗地震能量，能有效保證建筑結構的完整性，使建筑結構在地震中不會發(fā)生倒塌。本實用新型利用圓周均勻對稱分布的形狀記憶合金棒5的自復位性能、利用圓周均勻對稱分布的形狀記憶合金彈簧13和14的彈性恢復力以及形狀記憶合金材料自身的自復位性能、利用鉛芯橡膠支座的重力使其在凹槽內恢復到原始位置，實現了三重保障的自復位能力。
[0018]以上實施例僅用以說明而非限制本實用新型的技術方案，盡管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本實用新型進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.帶形狀記憶合金的多維自復位橡膠隔震支座，它包括鉛芯橡膠支座和圓形支座，其特征在于:所述鉛芯橡膠支座的上封板的上側面設置有弧頂朝上的上球面，鉛芯橡膠支座的下封板的下側面設置有弧頂朝下的下球面；所述圓形支座由圓形的上連接板和下連接板組成，上連接板和下連接板上下對應設置；上連接板和下連接板之間設置有多個所述鉛芯橡膠支座，多個所述鉛芯橡膠支座繞所述圓形支座的中心軸線均布排列設置，該處的鉛芯橡膠支座稱之為圓周鉛芯橡膠支座；上連接板和下連接板之間位于所述圓形支座的中心位置也設置有所述鉛芯橡膠支座，該處的鉛芯橡膠支座稱之為中心鉛芯橡膠支座；上連接板上與每個所述鉛芯橡膠支座的上球面對應設置處有相配合的上球面凹槽，下連接板上與每個所述鉛芯橡膠支座的下球面對應設置處有相配合的下球面凹槽，所述鉛芯橡膠支座的上球面和下球面分別設置在所述上球面凹槽和下球面凹槽內；中心鉛芯橡膠支座與每個圓周鉛芯橡膠支座之間均設置有形狀記憶合金彈簧，形狀記憶合金彈簧的兩端分別與中心鉛芯橡膠支座和圓周鉛芯橡膠支座固定連接；連接板和下連接板之間位于圓周鉛芯橡膠支座外圍的位置處設置有多個形狀記憶合金棒，形狀記憶合金棒繞所述圓形支座的中心軸線均布排列設置，每個形狀記憶合金棒的兩端分別與上連接板和下連接板固定連接。2.根據權利要求1所述的帶形狀記憶合金的多維自復位橡膠隔震支座，其特征在于:所述中心鉛芯橡膠支座與每個圓周鉛芯橡膠支座之間均設置有兩條形狀記憶合金彈簧，分別稱之為上形狀記憶合金彈簧和下形狀記憶合金彈簧，上形狀記憶合金彈簧的兩端分別與中心鉛芯橡膠支座和圓周鉛芯橡膠支座的上封板固定連接，下形狀記憶合金彈簧的兩端分別與中心鉛芯橡膠支座和圓周鉛芯橡膠支座的下封板固定連接。3.根據權利要求1或2所述的帶形狀記憶合金的多維自復位橡膠隔震支座，其特征在于:每個形狀記憶合金棒上均設置有外螺紋，其兩端分別穿過所述上連接板和下連接板并套設有鎖緊螺母。
【專利摘要】本實用新型公開了帶形狀記憶合金的多維自復位橡膠隔震支座，它包括鉛芯橡膠支座和圓形支座所述鉛芯橡膠支座的上封板的上側面設置有弧頂朝上的上球面，鉛芯橡膠支座的下封板的下側面設置有弧頂朝下的下球面；所述圓形支座由圓形的上連接板和下連接板組成，上連接板和下連接板之間設置有多個所述鉛芯橡膠支座，包括圓周鉛芯橡膠支座和中心鉛芯橡膠支座；中心鉛芯橡膠支座與每個圓周鉛芯橡膠支座之間均設置有形狀記憶合金彈簧；連接板和下連接板之間位于圓周鉛芯橡膠支座外圍的位置處設置有多個形狀記憶合金棒。本實用新型能夠及時消耗地震能量能有效保證建筑結構的完整性，并且具有一定的自復位能力。
【IPC分類】E04B1/36, E04B1/98
【公開號】CN205012492
【申請?zhí)枴緾N201520750446
【發(fā)明人】錢輝, 余威, 張慶元, 閆威濤, 任澤鵬, 徐藝文, 洪陳凱
【申請人】鄭州大學
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年9月25日