一种抗拉拔支座结构及其抗拉拔方法技术

本发明专利技术涉及桥梁、建筑、大型钢结构等结构减震领域，具体为一种抗拉拔支座结构，包括橡胶隔震支座，所述橡胶隔震支座两侧分别与上锚固件、下锚固件连接，使橡胶隔震支座与上锚固件、下锚固件形成“三明治”结构；所述上锚固件与橡胶隔震支座安装面两侧设置有曲面导轨，为所述橡胶隔震支座水平方向运动提供轨道；所述曲面导轨与所述下锚固件表面设置的导轨卡槽配合，为橡胶隔震支座竖直方向运动时，实现竖向抗拉状态不随支座水平运动发生改变。本发明专利技术的抗拉拔支座结构解决橡胶隔震支座抗拉拔力不足的问题，节约了隔震层布置空间和建筑造价。进一步保护隔震橡胶支座，特别适应于大型土木工程的被动振动控制，涉及桥梁、建筑、大型钢结构抗震领域。钢结构抗震领域。钢结构抗震领域。

【技术实现步骤摘要】
一种抗拉拔支座结构及其抗拉拔方法


[0001]本专利技术涉及一种抗拉拔支座结构及其抗拉拔方法，属于桥梁、建筑、大型钢结构等结构减震领域。

技术介绍

[0002]抗拉拔装置是一种被动式减震装置，具有竖向抗拉的功能，广泛应用于桥梁、建筑、大型钢结构等结构减震领域。
[0003]支座抗拉拔装置的基本工作原理，就是通过结构上下卡滞限位的方式，将原本活动单元限制在设计方向上，从而减轻地震、强风等较大荷载对结构的破坏。
[0004]现有的技术中，由于隔震橡胶支座为水平面内多向型支座，且橡胶体无法承受竖向拉拔，在结构中如采用传统的导轨卡槽结构难以实现支座竖向抗拉拔，一般的解决方法是单独设计抗拉拔装置与隔震橡胶支座进行并联，这样就造成了建筑结构隔震层空间的拥挤，且造价昂贵。
[0005]经检索，CN102677778A公开了抗拉拔软性连接装置及其应用，能便捷有效地应用到各种抗拉拔支座中，支座在无拉拔力作用时，支座保持原有的功能绳索呈波浪状，在有拉拔力作用下，绳索（如钢丝绳等）张紧呈锯齿状，承受拉力，从而达到抗拉拔的目的。另外，绳索（如钢丝绳等）还可以根据拉拔力方向的不同，自动调整各个受力点之间的绳长，从而使得支座整体受力趋于分散均衡，避免抗拉拔软性连接装置的应力集中。但此申请中并未解决隔震橡胶支座竖向抗拉拔不足的问题。
[0006]CN106522378A公开了形状记忆合金变刚度变阻尼限位保护隔震支座，本专利技术能有效保护支座不发生失稳，同时还有效提高了支座的抗拉抗拔及抗倾覆能力。但本结构中的拉索在受到较大拉力时容易有被拉断的风险，并且此结构的拉索运动是相互约束，使用时不够便利。
[0007]综上所述，如何设计一种抗拉拔支座及其抗拉拔方法，以解决隔震橡胶支座竖向抗拉拔不足的问题，是当下亟须解决的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种软性拉索连接的结构，解决橡胶隔震支座抗拉拔力不足的问题，节约了隔震层布置空间和建筑造价。进一步保护隔震橡胶支座，特别适应于大型土木工程的被动振动控制，涉及桥梁、建筑、大型钢结构抗震领域。
[0009]本抗拉拔支座结构通过软性拉索的结构空间设置，使整个结构采用椭圆曲面轨道结构，保证了支座竖向高度不变的情况下，软性拉索的长度及刚度不变。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术公开了如下方案：公开了一种抗拉拔支座结构，包括橡胶隔震支座，所述橡胶隔震支座两侧分别与上锚固件、下锚固件连接，使橡胶隔震支座与上锚固件、下锚固件形成“三明治”结构；所述
上锚固件与橡胶隔震支座安装面两侧设置有曲面导轨，为所述橡胶隔震支座水平方向运动提供轨道；所述曲面导轨与所述下锚固件表面设置的导轨卡槽配合，为橡胶隔震支座竖直方向运动时，实现竖向抗拉状态不随支座水平运动发生改变。
[0011]本专利技术的抗拉拔支座结构通过软性拉索将上锚固件和下锚固件连接，通过曲面导轨的轨道和导轨卡槽的通道设置，可以使软性拉索在上下两个通道上移动，实现整个结构按照椭圆曲面轨道移动，同时满足竖向抗拉和橡胶隔震支座水平方向运动中的竖向抗拉的工况使用。
[0012]进一步地，使用软性拉索穿过与所述曲面导轨滑动配合的曲面滑块，其两端分别固定在直线滑块上，使软性拉索呈三角形。软性拉索呈三角形可以根据拉拔力方向的不同，自动调整软性拉索各个受力点之间的绳长，从而使得橡胶隔震支座整体受力趋于分散均衡，避免抗拉拔支座结构的应力集中。
[0013]进一步地，所述曲面导轨包括采用椭圆曲面拱形滑道，所述拱形滑道与曲面滑块滑动配合。作为另一个备选方案，曲面导轨采用椭圆曲线滑道。
[0014]采用椭圆曲线滑道或者椭圆曲面拱形滑道有如下考虑：由于橡胶隔震支座在水平方向运动时，支座高度并不发生变化，但是软性拉索受运动变化出现拉索左右边长度L1和L2的变化，如果采用平面轨道出现软性拉索总长（L1+L2）非定值（即等高三角形，周长不一定相等），不断变化；但当采用符合设计要求的椭圆曲面轨道，就可以保证软性拉索总长为定值即（L1+L2=2L）。
[0015]更进一步地，所述直线滑块与直线导轨滑动配合。
[0016]本专利技术的另一目的公开一种上述抗拉拔支座结构的抗拉拔方法，当出现上下拉拔时，所述上锚固件直接传力至曲面滑块，并沿着软性拉索和直线滑块，传递给下锚固件实现竖向抗拉拔。
[0017]进一步地，当支座竖向高度并不发生变化，水平方向运动分解为X向、Y向，其中X向运动时，曲面滑块沿着曲面导轨中运动，软性拉索在曲面滑块中发生X向长度变化；Y向运动时，直线滑块在下锚固件直线导轨中运动，从而实现竖向抗拉状态不随支座水平运动发生改变。
[0018]进一步地，所述软性拉索在支座X向运动时总长度变化，采用结构为椭圆曲面的曲面导轨，在椭圆曲面上的两线段总长度不变，其符合以下规律：；其中：L为软性拉索一半的长度；N为椭圆曲面长边长度；M为软性拉索固定点之间的距离；H为椭圆曲面短边长度；S为支座水平方向位移。
[0019]本专利技术的有益效果是：1）本专利技术所述的抗拉拔支座结构实现了自适应橡胶隔震支座水平方向运动中的竖向抗拉，提供了橡胶隔震支座的竖向抗拉能力。
[0020]2）本专利技术所述的抗拉拔支座结构采用椭圆曲面轨道结构，保证了支座竖向高度不变的情况下，软性拉索的长度及刚度不变。
[0021]3）本专利技术所述的抗拉拔支座结构中，软性拉索可以是一股，也可以是多股并联，且
需在支座两侧对称布置，有利于将作用力分布均匀，使整个支座结构的使用可靠性增加。
[0022]4）本专利技术所述的抗拉拔支座结构，可以反向安装，亦可以达到抗拉拔功能。
[0023]5）本专利技术同时公开一种上述抗拉拔支座结构的抗拉拔方法，亦可以安装在多向型钢支座结构中，实现竖向抗拉拔的功能。
附图说明
[0024]图1为本专利技术所述抗拉拔支座结构的示意图。
[0025]图2为图1所述抗拉拔支座结构的左视图。
[0026]图3为本专利技术所述抗拉拔支座结构的自适应橡胶隔震支座水平方向运动中的竖向抗拉运动水平方向运动分解为X向示意图。
[0027]图4为本专利技术所述抗拉拔支座结构的自适应橡胶隔震支座水平方向运动中的竖向抗拉运动水平方向运动分解为Y向示意图。
[0028]图5为本专利技术所述抗拉拔支座结构的椭圆曲面导轨原理图。
[0029]附图标记包括：1、上锚固件；2、曲面导轨；21、拱形滑道；3、软性拉索；4、直线滑块；5、下锚固件；6、橡胶隔震支座；7、曲面滑块。
具体实施方式
[0030]以下结合附图1
‑
5对本实施例做进一步详细描述。
[0031]实施例1如图1－图2所示，本实施例的抗拉拔支座结构包括橡胶隔震支座6，其橡胶隔震支座6两侧分别通过螺栓与上锚固件1、下锚固件5连接，使橡胶隔震支座6与上锚固件1、下锚固件5形成“三明治”结构；上锚固件1与橡胶隔震支座6安装面两侧设置有曲面导轨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗拉拔支座结构，包括橡胶隔震支座（6），其特征在于，所述橡胶隔震支座（6）两侧分别与上锚固件（1）下锚固件（5）连接，使橡胶隔震支座（6）与上锚固件（1）下锚固件（5）形成“三明治”结构；所述上锚固件（1）与橡胶隔震支座（6）安装面两侧设置有曲面导轨（2），为所述橡胶隔震支座（6）水平方向运动提供轨道；所述曲面导轨（2）与所述下锚固件（5）表面设置的直线导轨配合，为橡胶隔震支座（6）竖直方向运动时，实现竖向抗拉状态不随支座水平运动发生改变。2.根据权利要求1所述抗拉拔支座结构，其特征在于，使用软性拉索（3）穿过与所述曲面导轨（2）滑动配合的曲面滑块（7），其两端分别固定在直线滑块（4）上，使软性拉索（3）呈三角形。3.根据权利要求2所述抗拉拔支座结构，其特征在于，所述曲面导轨（2）包括拱形滑道（21），所述拱形滑道（21）与曲面滑块（7）滑动配合。4.根据权利要求2所述抗拉拔支座结构，其特征在于，所述曲面导轨（2）包括椭圆曲线滑道。5.根据权利要求3或4所述抗拉拔支座结构，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩鹏飞，唐璐，管峰，段全通，刘军，夏俊勇，庾光忠，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：