一种具有屈服储备刚度变形能力的多铅芯橡胶抗拉减隔震支座

本发明涉及建筑工程，具体是一种在小、中、大震采用的多铅芯橡胶抗拉减隔震支座。

背景技术：

1、目前，在抗拉铅芯橡胶支座方面，国内外学者已经开展了一系列的研究，并取得了一定的研究进展。

2、在支座抗拉技术方面。支座抗拉技术应用于橡胶隔震支座，橡胶隔震支座抗拉伸能力远小于其竖向压缩能力，在水平大变形下或竖向地震与水平地震共同作用影响下，可能会发生受拉层状撕裂破坏。因此，有必要提高橡胶隔震支座的抗拉能力。有学者对其进行了研究，如，竖直索线抗拉橡胶支座和v形索线抗拉橡胶支座。

3、在隔震技术方面。隔震技术是在建筑上部结构与地基之间采用柔性连接，设置足够安全的隔震系统。隔震系统吸收大部分地震能量，使建筑物自振周期延长，降低地震反应，保证结构安全。隔震技术在工程实践中得到了广泛应用，如桥梁支座、建筑结构基础隔震、机场等。

4、在消能减震技术方面。消能减震技术是在结构某些部位设置耗能装置，通过该装置产生摩擦、弹塑性滞回变形来耗散地震输入能，减少主体结构的地震反应，保护主体结构不被破坏。然而，普通的耗能装置其耗能能力较为单一。为此，“多种耗能体系共同耗能”的思想不断发展，其研究主要集中在复合基础隔震和混合基础隔震。

5、传统的抗震理念是以刚制刚，在地震作用时会导致结构在相对薄弱环节破坏。如果能够通过复合消能减震装置消耗地震能量，兼顾支座抗拉性能防止结构倾覆，实现抗拉技术、隔震技术和消能技术的联合应用，必能有效防止结构在地震中的破坏。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提出了一种具有屈服储备刚度变形能力的多铅芯橡胶抗拉减隔震支座。本发明通过以下技术方案实现。

2、一种具有屈服储备刚度变形能力的多铅芯橡胶抗拉减隔震支座，由上封板、下封板以及设置在所述上、下封板之间的铅芯橡胶支座、提供铅芯橡胶支座屈服后硬化刚度装置和抗拉装置组成；

3、所述铅芯橡胶支座设置有四个，分别置于所述上、下封板的四角，其上下分别与所述上、下封板通过螺栓固定，每一所述铅芯橡胶支座均由铅芯橡胶、内置在所述铅芯橡胶中心的铅芯以及设置在所述铅芯橡胶上下端面的封钢板组成；

4、所述提供橡胶支座屈服后硬化刚度装置由两部分构成，包括一空心圆棒形金属耗能器和套筒，所述空心圆棒形金属耗能器由位于上部的圆棒和位于底部的法兰盘两部分组成，其法兰盘通过螺栓固定于所述下封板的中心处，所述套筒位于所述空心圆棒形金属耗能器的正上方，并通过螺栓或焊接固定于所述上封板的中心处；

5、所述抗拉装置由上至下依次由内置滑块、拉索、外置滑块、外置滑道以及外置滑道限位挡板组成，所述拉索竖向设置在所述内置滑块和外置滑块之间，其上端和下端分别与所述内置滑块的下端面和外置滑块的上端面固定连接，所述外置滑块嵌套于所述外置滑道上，所述外置滑道设置在所述外置滑道限位挡板上，所述抗拉装置设置在所述铅芯橡胶支座的两侧，并通过螺栓固定，所述上封板的下端面对应两侧所述抗拉装置处分别设有用于嵌套所述内置滑块的内置滑道。

6、进一步的，所述空心圆棒形金属耗能器置于四个所述铅芯橡胶支座的中心。

7、进一步的，所述铅芯和空心圆棒形金属耗能器为串并联，所述空心圆棒形金属耗能器能为支座提供屈服储备刚度，保护结构在大变形下不被破坏。

8、进一步的，所述圆棒由顶部圆球、中部实心圆棒和下部空心圆棒组成，中部实心圆棒外截面为直线设计段，下部空心圆棒截面曲线按照等强梁原理设计，力图达到全截面屈服，下部空心圆棒内截面曲线和外截面曲线相同，同为三次抛物线形。

9、进一步的，所述顶部圆球置于所述套筒的中心并留有间隙。

10、进一步的，所述内置滑道与外置滑道呈十字交叉形设置，满足支座各个方向的水平运动，同时为支座提供稳定的拉力。

11、本发明的有益效果：

12、(1)尽管普通铅芯橡胶支座可为结构提供稳定的附加阻尼比，但普通铅芯橡胶支座在地震力作用下容易发生层状撕裂，导致结构破坏，本发明提出的多铅芯橡胶抗拉减隔震支座在大震作用下实现了对隔震层位移的限制；

13、(2)与已有的实心圆棒形金属耗能器相比，本发明提出的空心圆棒形金属耗能器充分利用并节省材料，实现耗能器的全截面屈服，同时该构件易于更换；

14、(3)抗拉构件可为支座提供稳定的拉力，防止结构倾覆，多铅芯橡胶抗拉减隔震支座构造简单，方便灵活，各构件受力形式明确、简单，构件易于更换；

15、综上所述，多铅芯橡胶抗拉减隔震支座实现了隔震技术、消能技术和支座抗拉技术的结合，体现了消能技术、隔震技术和支座抗拉技术在结构中的运用，是结构抗震领域的一种新型结构体系。

1.一种具有屈服储备刚度变形能力的多铅芯橡胶抗拉减隔震支座，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种具有屈服储备刚度变形能力的多铅芯橡胶抗拉减隔震支座，其特征在于：所述空心圆棒形金属耗能器置于四个所述铅芯橡胶支座的中心。

3.根据权利要求1所述的一种具有屈服储备刚度变形能力的多铅芯橡胶抗拉减隔震支座，其特征在于：所述铅芯和空心圆棒形金属耗能器为串并联，所述空心圆棒形金属耗能器能为支座提供屈服储备刚度，保护结构在大变形下不被破坏。

4.根据权利要求1所述的一种具有屈服储备刚度变形能力的多铅芯橡胶抗拉减隔震支座，其特征在于：所述圆棒由顶部圆球、中部实心圆棒和下部空心圆棒组成，中部实心圆棒外截面为直线设计段，下部空心圆棒截面曲线按照等强梁原理设计，力图达到全截面屈服，下部空心圆棒内截面曲线和外截面曲线相同，同为三次抛物线形。

5.根据权利要求4所述的一种具有屈服储备刚度变形能力的多铅芯橡胶抗拉减隔震支座，其特征在于：所述顶部圆球置于所述套筒的中心并留有间隙。

6.根据权利要求1所述的一种具有屈服储备刚度变形能力的多铅芯橡胶抗拉减隔震支座，其特征在于：所述内置滑道与外置滑道呈十字交叉形设置，满足支座各个方向的水平运动，同时为支座提供稳定的拉力。