可調節水平布置sma預應變的橡膠隔震支座的製作方法

2023-05-29 22:12:06

專利名稱：可調節水平布置sma預應變的橡膠隔震支座的製作方法
技術領域：
本實用新型是適用於橋梁及其它工程結構物的形狀記憶合金(SMA)減隔震板式橡膠支座，屬於建築結構工程領域。
背景技術：
我國是多地震國家，地震區的橋梁結構需要良好的隔震減震性能。而在隔震控制系統中，關鍵的技術是隔震支座，研製性能好的隔震支座是非常關鍵的。
隔震支座一般由隔震器和復位裝置組成，隔震器作為結構支撐的同時改變結構的頻率，復位裝置用來消耗能量、控制變形並在地震後使結構恢復原位。目前常用的橋梁及其它結構物隔震支座有許多種，其中普通板式橡膠支座可有效延長結構周期，避免引起共振反應，並減小地震能量向上部結構的傳遞，從而達到降低上部結構地震響應的目的。普通板式橡膠支座復位裝置依靠橡膠本身完成，水平剛度低，耗能減震能力稍弱。SMA作為一種抗疲勞性能和抗腐蝕性能好的新型智能材料已經應用於耗能減震領域。板式橡膠支座側面對角線斜交叉布置SMA絲的橡膠支座一定程度上增強了隔震支座的耗能能力和水平剛度，增加了支座的回覆力，避免橡膠支座因相對位移過大而發生翻滾失穩，並且消除震後使用的安全隱患，但是未能充分發揮SMA的利用率，水平回復力較小。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種適用於地震區，且在使用中能有效耗散地震能量，增加水平剛度，控制水平方向位移，防止結構物破壞的一種減隔震型支座。
本實用新型的技術方案參見圖1、2在板式橡膠支座的下支座板6的一對邊靠近端部的位置開鑿與搖臂1、4相適應的豁口9，另一對邊側面靠近兩個端部的位置分別鑽孔5，通過螺栓將搖臂1、4帶孔一端與下支座板鑽孔處鉸接，搖臂另一端與上支座板2側面緊密接觸但無任何約束。搖臂1、4的構造使搖臂1、4隻能向外擺動而不能向內擺動，構造如圖5所示。每對搖臂1、4之間水平布置SMA絲3，用專用的可調節預應變的SMA錨具8與搖臂1、4固定連接。
板式橡膠支座7可由滑板橡膠支座代替。
當支座上支座板2下支座板6發生相對位移時，一對搖臂1受阻靜止不動，而另外一對搖臂4則受支座上支座板2推擠而向外運動，從而拉伸SMA絲3使其發生伸長變形，在SMA絲3反覆伸長變形過程中耗散地震能量，並且增加橡膠支座的剛度，阻止結構位移過大，避免橡膠支座翻滾失穩，並產生回復力使結構恢復原位，以滿足結構正常使用要求，同時增強橡膠支座的自恢復能力，達到減震要求。根據不同性能要求，可調節錨具8來改變SMA絲3的預應變或者改變SMA絲3的直徑大小以達到最佳耗能效果。
本實用新型所達到的有益效果1、SMA絲水平放置，減少了SMA絲的用量。作用過程中SMA絲始終處於水平狀態或接近水平狀態，可提供的水平方向回復力大。
2、提高了SMA絲的利用效率，水平位移下SMA絲始終處於拉伸狀態，使SMA絲的利用效率達到100％。
3、支座的自適應性強，通過調整不同的SMA預應變水平可改變SMA橡膠支座的力學性能，增大其適用範圍。


圖1可調節水平布置SMA預應變的橡膠隔震支座正立面示意圖，背立面與正立面相同；
圖2可調節水平布置SMA預應變的橡膠隔震支座俯視圖；圖3下支座板平面圖；圖4下支座板立面圖；圖5上支座板平面圖；圖6上支座板立面圖；圖7連接SMA絲的搖臂正立面圖；圖8連接SMA絲的搖臂側立面圖；1、左側搖臂，2、上支座板，3、SMA絲，4、右側搖壁，5、孔，6、下支座板，7、板式橡膠支座，8、錨具，9、豁口，10、下板凹槽，11、上板凹槽。
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本實用新型在板式橡膠減隔震支座的上支座板2的底面以及下支座板6的頂面有一與板式橡膠支座的上下承壓面外形尺寸相配合的凹槽10、凹槽11，板式橡膠支座7置於上支座板2和下支座板6的中間。在下支座板6的在一對邊靠近端部的位置開鑿與搖臂1、4相適應的豁口9，另一對邊側面靠近兩個端部的位置分別鑽孔5，通過螺栓將搖臂1、4帶孔一端與下支座板鑽孔處鉸接，搖臂1、4另一端與上支座板2側面緊密接觸但無任何約束。搖臂1、4的構造使搖臂1、4隻能向外擺動而不能向內擺動，構造如圖5所示。每對搖臂1、4之間水平布置SMA絲3，用專用的可調節預應變的SMA錨具8與搖臂1、4固定連接，如圖1、2所示。
當支座產生相對位移時，上支座板2推動一側搖臂1向橡膠支座之外的空間擺動，另一側搖臂4因構造而運動受阻，靜止不動，致使兩對搖臂1、4之間水平布置得SMA絲3受拉伸長，產生恢復力，增強橡膠隔震支座的水平剛度，限制結構位移，並在相對位移反覆變化過程中耗散地震能量，同時延緩地震荷載向上部結構的傳輸，減小結構的地震響應。
SMA產生的回覆力可增強橡膠支座的自恢復能力，使結構在震後恢復原位，滿足結構正常使用要求。當SMA橡膠隔震支座相對位移超出橡膠支座的允許位移要求時，SMA絲還可防止橡膠支座翻滾失穩。
根據結構以及隔震支座的不同減隔震要求，可分別調整兩對錨具8，改變SMA絲的預應變水平，從而為有效控制支座的水平剛度，滿足支座不同的位移要求，達到最佳耗能減震效果。SMA絲3的直徑以及預應變水平可根據不同的水平剛度和設計位移要求確定，如果有必要，可以放置兩組或者多組SMA耗能減震裝置。
本實用新型中的板式橡膠支座7由滑板橡膠支座代替，同樣能達到本實用新型的目的。
權利要求1.可調節水平布置SMA預應變的橡膠隔震支座，包括有板式橡膠支座(7)，其特徵在於還包括有分別設置在板式橡膠支座(7)兩側的左側搖臂(1)和右側搖臂(4)，兩側的搖臂之間水平布置的SMA絲(3)、將SMA絲(3)與每對搖臂固定、用來調節預應變的SMA錨具(8)；其中，下支座板(6)與搖臂鉸接的一對邊靠近端部的位置設有與左側搖臂(1)、右側搖臂(4)厚度相適應的豁口(9)，用螺栓通過豁口(9)兩側的孔(5)將搖臂一端與下支座板(6)鉸接，搖臂的另一端與上支座板(2)側面緊密接觸但無任何約束；搖臂與下支座板(6)鉸接的一端有一直角豁口，通過這一直角豁口搖臂卡在下支座板(6)的稜上，搖臂位於豁口(9)內的部分為光滑的圓弧形，使搖臂只能向外擺動而不能向內擺動。
2.根據權利要求1所述的可調節水平布置SMA預應變的橡膠隔震支座，其特徵在於所述的板式橡膠支座(7)可由滑板橡膠支座代替。
專利摘要可調節水平布置SMA預應變的橡膠隔震支座，屬於建築結構工程領域。本實用新型包括有板式橡膠支座(7)、分別設置在板式橡膠支座兩側的左側搖臂(1)和右側搖臂(4)，兩側的搖臂之間水平布置的SMA絲(3)、將SMA絲與每對搖臂固定的SMA錨具(8)；其中，下支座板(6)與搖臂鉸接的一對邊靠近端部的位置設有與搖臂厚度相適應的豁口(9)，用螺栓通過豁口兩側的孔(5)將搖臂一端與下支座板鉸接，搖臂的另一端與上支座板(2)側面緊密接觸但無任何約束；搖臂只能向外擺動而不能向內擺動。本實用新型在作用過程中SMA絲始終處於水平受拉狀態或接近水平受拉狀態，可提供的水平方向回復力大。
文檔編號E01D19/04GK2853883SQ20052012764
公開日2007年1月3日 申請日期2005年9月30日 優先權日2005年9月30日
發明者鄧宗才, 孫宏俊, 劉春國, 牛坤 申請人:北京工業大學