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一种具有双向滑移支撑的高承载力抗拉隔震装置

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-02-23 10:34:24

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 喻鑫 | 2023-02-23 10:34:24

本发明提供了一种具有双向滑移支撑的高承载力抗拉隔震装置,其目的在于,通过双向滑移支撑以及摩擦滑移面承载机构的结构设计,提升隔震装置的承载力及隔震性能,从而获得一种兼具高承载力特性、良好水平隔震性能以及抗拉耗能作用的具有双向滑移支撑的高承载力抗拉隔震装置。为实现上述目的,本发明提供了一种具有双向滑移支撑的高承载力抗拉隔震装置,用于设置在结构体系的底部或者支撑结构的顶部进行隔震,包括:上部支撑板、上部水平滑移槽、U型支撑、曲面滑移球、曲面滑移槽、下部滑移面、下部水平滑移槽以及下部支撑板;上部支撑板的外边缘设置有上部水平滑移槽;上部支撑板的下表面固结设置有曲面滑移球;下部支撑板的外边缘设置有下部水平滑移槽;下部支撑板的上表面设置下部滑移面,下部滑移面与下部支撑板一体化成型;

本发明公开了一种具有双向滑移支撑的高承载力抗拉隔震装置,属于土木工程结构隔震技术领域。该装置包括上部支撑板、上部水平滑移槽、U型支撑、支撑滑移块、滑移槽限位器、曲面滑移球、曲面滑移槽、下部滑移面、下部水平滑移槽和下部支撑板。曲面滑移球与上部支撑板同步运动。曲面滑移槽能够围绕曲面滑移球进行旋转与摆动。曲面滑移球的底部滑移面与曲面滑移槽的底部滑移面之间的竖向距离等同于多个规格相同的U型支撑上下两肢的竖向相对位移。水平滑移槽与下部水平滑移槽能够保证U型支撑发生平面内屈曲耗能,而不发生平面外扭转屈曲,使得U型支撑使用寿命更长。本隔震装置具有高承载力、良好水平隔震以及高抗拉耗能特性,经济耐用,绿色环保。

土木工程结构隔震技术主要通过隔离装置将地震动与上部结构隔离开来,以达到降低结构地震动响应的效果。现有的隔震装置类型主要包括天然橡胶隔震支座(LNR)、铅芯橡胶隔震支座(LRB)、高阻尼橡胶支座(HDR)等。这些隔震支座在许多土木结构中被普遍使用,特别是对地震作用、风荷载、爆炸冲击荷载等比较敏感的建筑结构。然而,随着当代土木结构向着大跨度、超高层、大型化综合体、高面压等结构形式发展,传统隔震支座可能存在支座承载能力不足,抗拉能力弱,使得隔震支座无法正常工作等问题。

因此,寻找一种兼具高承载力特性、良好隔震性能以及抗拉耗能作用的新型隔震装置已成为土木工程领域亟待解决的关键技术问题。

华中科技大学(Huazhong University of Science and Technology),简称华中大、华科大 ,位于湖北省武汉市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流” “985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0,是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地,为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

能够取得下列有益效果:

1、本发明能够有效地提供一种兼具高承载力特性、良好水平隔震性能以及抗拉耗能作用的隔震装置,解决传统隔震支座在大跨度、超高层、大型化综合体、高面压等结构中存在支座承载能力不足或者竖向不抗拉的问题。

2、本发明的U型支撑,不仅能够提供竖向刚度,在水平方向上消能减振,限制隔震装置在大震下的过大位移,也能够起到隔震装置的抗拉作用,解决传统隔震装置不抗拉的缺陷,保证隔震装置的正常工作,经济实用,绿色环保。

3、本发明的曲面滑移球与曲面滑移槽能够相互协调工作,还能够一起提供竖向刚度;曲面滑移球以及曲面滑移槽在所受合力作用下,能够自然地回到平衡状态;而且曲面滑移球能够在曲面滑移槽的内部滑移面上摇摆旋转,不仅能够耗散外部能量、防止隔震层的上部结构扭转与摆动,还能够有效地调节曲面滑移球与下部滑动面的竖向相对位移,保证该隔震装置的上部支撑板与下部支撑板只发生水平运动,从而有效降低大跨度、超高层、大型化综合体、高面压等结构的复杂运动状态下的动力响应。

4、上部水平滑移槽与下部水平滑移槽能够保证U型支撑发生平面内屈曲耗能,而不发生平面外扭转屈曲,不仅可以耗能,还能使的U型支撑使用寿命更长。而且,支撑滑移块与上部水平滑移槽或者下部水平滑移槽之间的摩擦作用,也能起到消耗能量的作用,使得该隔震装置消耗能量更明显。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。