变刚度复合铅芯橡胶支座隔震器.pdf

本发明涉及一种变刚度复合铅芯橡胶支座隔震器，可应用于建筑结构隔震控制。包括有下连接板、下铅芯橡胶支座、中连接板、上铅芯橡胶支座、上连接板、限位钢筒。下铅芯橡胶支座和上铅芯橡胶支座通过中连接板串联；下铅芯橡胶支座的下端与下连接板固结，上铅芯橡胶支座的上端与上连接板固结；限位钢筒套在上铅芯橡胶支座外面，其下端与中连接板固结起来。限位钢筒用于限制上铅芯橡胶支座发生过大的变形。当上铅芯橡胶支座的变形被限位钢筒限制后，隔震器的变形将由下铅芯橡胶支座承担，由此实现变刚度。

1、  一种变刚度复合铅芯橡胶支座隔震器，包括有下铅芯橡胶支座(7)和上铅芯橡胶支座(9)，其特征在于：下铅芯橡胶支座(7)和上铅芯橡胶支座(9)通过中连接板(8)串联；下铅芯橡胶支座(7)的下端与下连接板(6)固结，上铅芯橡胶支座(9)的上端与上连接板(10)固结；下铅芯橡胶支座(7)的直径大于上铅芯橡胶支座(9)的直径，下铅芯橡胶支座(7)的水平变形刚度大于上铅芯橡胶支座(9)的水平变形刚度；限位钢筒(11)套在上铅芯橡胶支座(9)外面，限位钢筒(11)下端与中连接板(8)固结起来，限位钢筒(11)外侧与中连接板(8)的外边缘齐平，限位钢筒(11)的上端边缘具有向内的凸起，凸起的底端与上连接板(10)的底端齐平；所述限位钢筒(11)与上连接板(10)之间留有变形空间。

变刚度复合铅芯橡胶支座隔震器
技术领域
本发明涉及一种隔震器，尤其是一种变刚度复合铅芯橡胶支座隔震器，可应用于工程结构的隔震控制。
背景技术
铅芯橡胶支座隔震器是一种用于减轻由于基础水平运动而导致的上部结构振动的幅度的装置。常规的铅芯橡胶支座隔震器如图1和图2所示。该类铅芯橡胶支座隔震器包括下连接板、叠层橡胶、叠层钢板、铅芯和上连接板。使用时，上部结构固定于上连接板，下连接板固定于基础上。图1所示的常规铅芯橡胶支座隔震器存在两个缺点：(1)对于层数不是很高的建筑，为了保证隔震器有足够的变形能力需要应用比较大的直径和高度，这样的隔震器价格贵，承载力则有富余；而如果采用尺寸较小的隔震器，在大震下的变形能力又不够；(2)变形能力比较小的隔震器没有针对大变形的保护措施，按照多遇地震设计的隔震器，在罕遇地震作用下可能发生过大的变形，导致隔震器的损坏，进而发生工程结构的破坏。
发明内容
本发明的目的在于针对现有铅芯橡胶支座隔震器对承载能力和变形能力适应性较差，且对于大变形没有保护措施的问题，提出一种具有变刚度功能的复合铅芯橡胶支座隔震器，该隔震器能够在建筑物层数不是很高的情况下，较好的协调承载能力和变形能力之间的矛盾。
为了实现上述目的，本发明的设计方案如下：
变刚度复合铅芯橡胶支座隔震器包括有下连接板、下铅芯橡胶支座、中连接板、上铅芯橡胶支座、上连接板、限位钢筒。下铅芯橡胶支座和上铅芯橡胶支座通过中连接板串联；下铅芯橡胶支座的下端与下连接板固结，上铅芯橡胶支座的上端与上连接板固结；下铅芯橡胶支座的直径大于上铅芯橡胶支座的直径，下铅芯橡胶支座的水平变形刚度大于上铅芯橡胶支座的水平变形刚度；限位钢筒套在上铅芯橡胶支座外面，其下端与中连接板固结起来，限位钢筒外侧与中连接板外边缘齐平，限位钢筒的上端边缘具有向内的凸起，凸起的底端与上连接板的底端齐平；所述限位钢筒与上连接板之间留有变形空间。限位钢筒用于限制上铅芯橡胶支座发生过大的变形。当上铅芯橡胶支座的变形被限位钢筒限制后，隔震器的变形将由下铅芯橡胶支座承担。
本发明中将两个直径不同的铅芯橡胶支座在竖向串联起来，由于上铅芯橡胶支座的水平变形刚度小于下铅芯橡胶支座的水平变形刚度，因而当上连接板相对于下连接板发生较小水平相对运动时，水平变形主要发生在上铅芯橡胶支座中。当上连接板与限位钢筒接触后，上铅芯橡胶支座的变形不再增加。此后，上连接板与下连接板之间的水平变形将主要由下铅芯橡胶支座承担。所以，当上连接板与限位钢筒接触后，变刚度复合铅芯橡胶支座隔震器的水平刚度将变大，从而防止隔震器的变形过大。
附图说明：
图1常规铅芯橡胶支座隔震器示意图。
图2常规铅芯橡胶支座隔震器a-a断面图。
图3本发明提出的变刚度复合铅芯橡胶支座隔震器示意图。
图4本发明提出的变刚度复合铅芯橡胶支座隔震器b-b断面图。
图5本发明实施例变刚度复合铅芯橡胶支座隔震器的应用形式。
图6上铅芯橡胶支座被限位前的变形状态。
图7上铅芯橡胶支座被限位后的变形状态。
图中：1、下连接板，2、叠层橡胶，3、叠层钢板，4、铅芯柱，5、上连接板，6、下连接板，7、下铅芯橡胶支座，8、中连接板，9、上铅芯橡胶支座，10、上连接板，11、限位钢筒，12、建筑物基础，13、建筑物上部结构，14、建筑物周围土体。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
如图5所示的为采用变刚度复合铅芯橡胶支座隔震器的隔震建筑结构示意图，其中隔震器构造如图3所示。变刚度复合铅芯橡胶支座隔震器是由上铅芯橡胶支座9和下铅芯橡胶支座7组成串联系统。隔震器的上连接板10与建筑物上部结构13的底层柱柱脚固结，下连接板6与建筑物基础12固结。隔震器与建筑物周围土体14之间留有变形空间。图6、7表示变刚度复合铅芯橡胶支座的工作机理。图6所示为发生小变形时隔震器的变形主要集中于上铅芯橡胶支座9处；图7所示为上铅芯橡胶支座9达到预定的最大变形后，即上连接板10与限位钢筒11上端边缘向内的凸起接触后，变形将由下铅芯橡胶支座7承担。由于下铅芯橡胶支座7的水平变形刚度大于上铅芯橡胶支座9的水平变形刚度，所以当地面发生振动时，隔震器既能隔离一部分振动能量向上部结构的传递，又能防止隔震器发生过大变形。