本實(shí)用新型涉及一種建筑物隔震支座，特別是一種具有水平隔震、耗能減震、豎向抗拉能力以及變剛度變阻尼特性的形狀記憶合金限位保護(hù)隔震支座，屬于工程結(jié)構(gòu)隔震、耗能減震領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隔震支座是近些年來發(fā)展的一種用于建筑結(jié)構(gòu)底部的減隔震(振)技術(shù)，其特點(diǎn)是有效隔斷水平地震作用力經(jīng)基礎(chǔ)傳遞至上部結(jié)構(gòu)，以此減小上部結(jié)構(gòu)的水平振動(dòng)因而有效保護(hù)上部結(jié)構(gòu)。目前在工程結(jié)構(gòu)隔震領(lǐng)域技術(shù)較為成熟、應(yīng)用較為廣泛的隔震原件是普通疊層橡膠支座和鉛芯疊層橡膠支座。雖然現(xiàn)有的疊層橡膠支座具有較高的豎向承載力、水平向的剪切變剛度和耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些不足，特別是在遭遇較強(qiáng)地震時(shí)，結(jié)構(gòu)反應(yīng)會(huì)明顯增大，特別當(dāng)?shù)卣鹉芰考性诘皖l段時(shí)，結(jié)構(gòu)的反應(yīng)會(huì)更大。此時(shí)，由于帶有隔震支座的隔震層的剛度比上部結(jié)構(gòu)層間剛度小100倍，甚至更小，變形將主要集中發(fā)生在隔震層。出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮，隔震支座的直徑不可能用的太大，其水平位移就有可能超過其變形極限，從而導(dǎo)致失穩(wěn)現(xiàn)象發(fā)生?，F(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中為防止橡膠支座在較大的水平剪切變形情況下，剪壓受荷有效面積過小而失去承載能力或局部區(qū)域產(chǎn)生受拉破壞，規(guī)定了支座水平剪切變形不應(yīng)大于0.55倍橡膠支座的有效直徑和300％的較小值。另外現(xiàn)有普通疊層橡膠支座和鉛芯疊層橡膠支座的抗拉強(qiáng)度較低，不足抗壓強(qiáng)度的10％，故現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中建議采用疊層橡膠支座的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)高寬比不宜大于4，防止邊緣支座發(fā)生受拉破壞。普通疊層橡膠支座的上述不足成為了其在工程結(jié)構(gòu)隔震應(yīng)用中的主要障礙。

此外，國內(nèi)外學(xué)者對水平隔震的研究開展了較多就工作，而對豎向隔震的研究涉及較少。一般認(rèn)為，水平地震對結(jié)構(gòu)的破壞其控制作用，但是，大量地震災(zāi)害表明，豎向地震對結(jié)構(gòu)物的影響有時(shí)是不能忽視的，它的作用有時(shí)會(huì)超過水平地震作用，特別是對于一些高烈度或震中附近的區(qū)域，其豎向地震分量非常明顯，有時(shí)達(dá)到水平地震分量的2/3以上。

形狀記憶合金(Shape Memory Alloy，SMA)材料相變超彈性的疲勞性能很好，普通材料則在加載和卸載循環(huán)中一般都不可避免地要出現(xiàn)損傷，影響壽命；常溫狀態(tài)下，形狀記憶合金材料的可恢復(fù)應(yīng)變可達(dá)6％～8％，極限拉應(yīng)變可達(dá)14％以上；由于形狀記憶合金材料奧氏體狀態(tài)的剛度大于馬氏體狀態(tài)的剛度，SMA的彈性模量將隨著溫度的升高而增大(普通金屬材料恰好相反)，這就可使材料在較高的溫度下仍保持高彈性模量。

因此，急需開發(fā)一種既能防止隔震支座發(fā)生水平失穩(wěn)，又能同時(shí)提供水平、豎向剛度和阻尼的隔震支座。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種形狀記憶合金限位保護(hù)隔震支座，用以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的支座失穩(wěn)問題以及水平和豎向隔震耗能問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

形狀記憶合金限位保護(hù)隔震支座，包括上連接板、中連接板、下連接板，中連接板和下連接板之間設(shè)置有疊層橡膠支座，上連接板和中連接板之間設(shè)置有豎向隔震裝置，還包括對稱設(shè)置于疊層橡膠支座前后兩側(cè)的形狀記憶合金拉索，每側(cè)的所述形狀記憶合金拉索共為8根，其中，4根形狀記憶合金拉索的一端分別與中連接板以及下連接板的兩端鉸接，而另外4根形狀記憶合金拉索通過鉸接點(diǎn)鉸接構(gòu)成平行四邊形形狀，從而成為一變形限位裝置，所述變形限位裝置的各個(gè)鉸接點(diǎn)分別與之前的4根形狀記憶合金拉索的另一端鉸接。

進(jìn)一步地，所述形狀記憶合金拉索為形狀記憶合金絞線或形狀記憶合金絲束。

進(jìn)一步地，所述豎向隔震裝置由套筒、碟形彈簧以及阻尼器構(gòu)成，所述套筒以及阻尼器固定設(shè)置在中連接板上，所述阻尼器位于套筒中間，所述上連接板底部深入并滑動(dòng)設(shè)置于所述套筒內(nèi)，所述阻尼器滑動(dòng)設(shè)置于所述上連接板底部的凹槽內(nèi)，所述阻尼器的活塞桿頂部與上連接板連接，所述碟形彈簧滑動(dòng)套設(shè)在阻尼器上并設(shè)置于套筒以及上連接板底部圍成的空間內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述阻尼器粘滯阻尼器或磁流變阻尼器。

進(jìn)一步地，所述疊層橡膠支座為由一層鋼板一層橡膠疊加而成。

進(jìn)一步地，所述疊層橡膠支座內(nèi)部設(shè)置有鉛芯。

采用本實(shí)用新型的形狀記憶合金限位保護(hù)隔震支座取得了以下有益效果：

本實(shí)用新型的形狀記憶合金限位保護(hù)隔震支座，在不發(fā)生振動(dòng)時(shí)，所述變形限位裝置為矩形，提供的初始剛度較??；當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，疊層橡膠支座水平位移，所述變形限位裝置隨支座的水平位移而發(fā)生變形，從而帶動(dòng)形狀記憶合金拉索進(jìn)行拉伸變形，并為支座提供一定的非線性變化的剛度和阻尼，起到了限制支座水平位移的進(jìn)一步增大，防止了支座發(fā)生失穩(wěn)，同時(shí)耗散了地震能量，為支座提供了一定的剛度和阻尼；此外，在豎向地震的作用下，隔震支座上述的豎向隔震裝置能夠有效減輕豎向地震作用，同時(shí)耗散地震能量，而且疊層橡膠支座兩側(cè)的形狀記憶合金拉索可上下拉伸，有效限制疊層橡膠支座豎向變形，同時(shí)耗散地震能量，有效的提高了隔震支座的抗拉抗拔以及抗傾覆能力。同時(shí)，由于簡單的采用了形狀記憶合金材料，其相對于現(xiàn)有的限位或剛度阻尼附加保護(hù)措施，能夠大大的減少能耗以及節(jié)約材料，也具有節(jié)能或節(jié)材的作用。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型變形前結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中變形限位裝置及其連接的形狀記憶合金拉索示意圖；

圖3為本實(shí)用新型變形后結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-上連接板；2-套筒；3-中連接板；4-形狀記憶合金拉索；5-下連接板；6-疊層橡膠支座；7-變形限位裝置；8-阻尼器；9-碟形彈簧。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1-3所示，本實(shí)用新型的一種形狀記憶合金限位保護(hù)隔震支座，包括上連接板1、中連接板3、下連接板5，上連接板1和下連接板5分別與上述建筑以及地基螺栓連接。其中，中連接板3和下連接板5之間設(shè)置有疊層橡膠支座6，疊層橡膠支座6為由一層鋼板一層橡膠疊加而成，其內(nèi)部設(shè)置有鉛芯。上連接板1和中連接板3之間設(shè)置有豎向隔震裝置，對稱設(shè)置于疊層橡膠支座6前后兩側(cè)的形狀記憶合金拉索4，每側(cè)的所述形狀記憶合金拉索4共為8根，形狀記憶合金絞線或形狀記憶合金絲束。其中，4根形狀記憶合金拉索4的一端分別與中連接板3以及下連接板5的兩端鉸接，而另外4根形狀記憶合金拉索4通過鉸接點(diǎn)鉸接構(gòu)成平行四邊形形狀，從而成為一變形限位裝置7，所述變形限位裝置7的各個(gè)鉸接點(diǎn)分別與之前的4根形狀記憶合金拉索4的另一端鉸接。豎向隔震裝置由套筒2、碟形彈簧9以及阻尼器8構(gòu)成，套筒2以及阻尼器8固定設(shè)置在中連接板3上，阻尼器8位于套筒2中間，上連接板1底部深入并滑動(dòng)設(shè)置于所述套筒2內(nèi)，阻尼器8滑動(dòng)設(shè)置于所述上連接板1底部的凹槽內(nèi)，阻尼器8的活塞桿頂部與上連接板1連接，碟形彈簧9滑動(dòng)套設(shè)在阻尼器8上并設(shè)置于套筒2以及上連接板1底部圍成的空間內(nèi)。阻尼器8采用粘滯阻尼器。

如圖1-2所示，在靜止?fàn)顟B(tài)不發(fā)生振動(dòng)時(shí)，變形限位裝置7為矩形；當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，如圖3所示，疊層橡膠支座6水平位移變形，變形限位裝置7隨支座的水平位移而發(fā)生變形，其形狀記憶合金拉索進(jìn)行拉伸變形，為疊層橡膠支座6提供一定的隨水平位移變化而非線性變化的剛度和阻尼，限制了支座水平位移的進(jìn)一步增大，防止了支座發(fā)生失穩(wěn)，同時(shí)耗散了地震能量；此外，在豎向地震的作用下，疊層隔震支座6上的豎向隔震裝置能夠有效減輕豎向地震作用，同時(shí)耗散地震能量，而且疊層橡膠支座6兩側(cè)的形狀記憶合金拉索可上下拉伸，有效限制疊層橡膠支座6豎向變形，同時(shí)耗散地震能量，為豎向提供了一定的剛度和阻尼，有效的提高了隔震支座的抗拉抗拔以及抗傾覆能力。

采用本實(shí)用新型的形狀記憶合金限位保護(hù)隔震支座布置時(shí)，其隔震層可布置不同方向的該形狀記憶合金限位保護(hù)隔震支座，如兩個(gè)支座兩側(cè)的形狀記憶合金拉索4可垂直布置，使其滿足水平兩向及豎向隔震的要求，從而達(dá)到三維隔震的要求；或者可在疊層隔震支座6的四周均布置上述形狀結(jié)構(gòu)的形狀記憶合金拉索4。

上述實(shí)施例只是為了更清楚說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的列舉，并非對本實(shí)用新型的限定，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍仍以所附權(quán)利要求限定的范圍為準(zhǔn)。