一种抗拉拔剪切闭锁装置.pdf

本发明涉及一种抗拉拔剪切闭锁装置，包括上梁，下梁，钢构件，锥形套筒，剪力连接件，柱体陶瓷；两个所述钢构件分别与所述上梁和下梁相连接；所述锥形套筒设置在所述钢构件的预留孔中，并与所述钢构件固定连接；所述剪力连接件的上部和下部分别与一个所述锥形套筒相连接，所述剪力连接件的中部无任何部件支撑，为薄弱段；所述柱体陶瓷设置在所述钢构件中心的柱体预留孔中，贯穿上下两个所述钢构件。本闭锁装置装配完成后上下梁在地震作用下产生水平位移，此时钢构件传力给剪力连接件，在小震作用下起水平锁定作用，大地震时剪力连接件断裂，隔震支座开始发挥作用，水平发生移动消耗能量，通过锥形套筒的连接形式可以起到抗拉拔的效果。

1.  一种抗拉拔剪切闭锁装置，其特征在于：包括上梁，下梁，钢构件，锥形套筒，剪力连接件，柱体陶瓷；
两个所述钢构件分别与所述上梁和所述下梁相连接；所述锥形套筒设置在所述钢构件的预留孔中，并与所述钢构件固定连接；所述剪力连接件的上部和下部分别与一个所述锥形套筒相连接，所述剪力连接件的中部无任何部件支撑，为薄弱段；所述柱体陶瓷设置在所述钢构件中心的柱体预留孔中，贯穿上下两个所述钢构件。

2.  根据权利要求1所述的抗拉拔剪切闭锁装置，其特征在于：所述抗拉拔剪切闭锁装置的结构上下对称。

3.  根据权利要求1或2所述的抗拉拔剪切闭锁装置，其特征在于：所述抗拉拔剪切闭锁装置与隔震橡胶支座组合使用。

4.  根据权利要求1或2所述的抗拉拔剪切闭锁装置，其特征在于：所述锥形套筒与所述钢构件焊接连接。

5.  根据权利要求1或2所述的抗拉拔剪切闭锁装置，其特征在于：两个所述钢构件通过预留孔用高强度螺栓分别连接于所述上梁和所述下梁。

6.  根据权利要求1或2所述的抗拉拔剪切闭锁装置，其特征在于：所述钢构件为方底圆柱体。

7.  根据权利要求1或2所述的抗拉拔剪切闭锁装置，其特征在于：所述锥形套筒的连接形式具有抗拉拔的效果。

8.  根据权利要求1或2所述的抗拉拔剪切闭锁装置，其特征在于：所述剪力连接件为双头螺杆，与所述锥形套筒螺栓连接。

9.  根据权利要求1或2所述的抗拉拔剪切闭锁装置，其特征在于：所述柱体陶瓷为圆柱体，并与所述柱体预留孔相匹配。

10.  根据权利要求1或2所述的抗拉拔剪切闭锁装置，其特征在于：所述剪力连接件的材料、数量、尺寸或薄弱段的直径可调节，以满足不同的刚度需求。

一种抗拉拔剪切闭锁装置
技术领域
本发明属于建筑结构减震隔震领域，特别涉及一种抗拉拔剪切闭锁装置。
背景技术
核电厂结构作为一种特殊结构体系，地震是其安全的最大威胁之一。当遭受地震时，核电站所有的结构、系统、部件和设备几乎同时受到激发，会危及结构的完整性和设备、部件功能的完好性。
特大地震造成的生命财产损失触目惊心，如果核电站所在区域发生特大地震，造成的后果将是灾难性的。1999年集集地震导致台湾第一核电站2个机组停机，2007年日本新潟地震，导致柏崎刈羽核电站关闭，2011年日本宫城县近海发生9.0级大地震，导致福岛核电站4个机组发生爆炸，造成严重核泄漏事故，造成的经济、环境损失难以估量。
当前的核电站结构设计仍以传统的抗震技术为主，新兴的隔震减震技术在核电站结构领域的研究与应用严重滞后，迄今为止在全世界所有已经商业运行的核电厂中，只有两座使用了基底隔震技术。1977年首次将橡胶隔震器用于南非的Koeberg核电站，1984年应用于法国的Cruas核电站。隔震能有效降低核岛的加速度地震反应，但同时隔震层的过大位移可能导致进出核岛管线断裂，易造成次生破坏。这成为限制隔震技术在核电结构中应用的关键问题。
发明内容
考虑现有的技术的局限性，本发明的目的是提供一种抗拉拔剪切闭锁隔震装置，用于对隔震层位移敏感建筑结构的隔震设计，使得核电站隔震结构在中小地震作用下，由上部结构抵抗地震作用，隔震装置处于闭锁状态，当大震来临时闭锁装置解锁，隔震支座进入工作，通过隔震支座的水平向变形消耗地震能量保证上部结构的安全。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种抗拉拔剪切闭锁装置，包括上梁，下梁，钢构件，锥形套筒，剪力连接件，柱体陶瓷；两个所述钢构件分别与所述上梁和下梁相连接；所述锥形套筒设置在所述钢构件的预留孔中，并与所述钢构件固定连接；所述剪力连接件的上部和下部分别与一个所述锥形套筒相连接，所述剪力连接件的中部无任何部件支撑， 为薄弱段；所述柱体陶瓷设置在所述钢构件中心的柱体预留孔中，贯穿上下两个所述钢构件。
进一步地，所述抗拉拔剪切闭锁装置的结构上下对称。
进一步地，所述抗拉拔剪切闭锁装置与隔震橡胶支座组合使用。
进一步地，所述锥形套筒与所述钢构件焊接连接。
进一步地，两个所述钢构件通过预留孔用高强度螺栓分别连接于所述上梁和下梁。
进一步地，所述钢构件为方底圆柱体。
进一步地，所述锥形套筒的连接形式具有抗拉拔的效果。
进一步地，所述剪力连接件为双头螺杆，与所述锥形套筒螺栓连接。
进一步地，所述柱体陶瓷为圆柱体，并与所述柱体的预留孔相匹配。
进一步地，所述剪力连接件的材料、数量、尺寸或薄弱段的直径可调节，以改变闭锁装置的闭锁阈值，满足不同的刚度需求。
当所述剪力连接件受到的力大于预设的闭锁阈值时，所述剪力件被剪切断裂，闭锁装置解锁。应用在抗震中，所述上梁和下梁在地震作用下产生水平位移，此时钢构件传力给剪力连接件，在小震作用下起水平锁定作用，大地震时剪力连接件被剪切断裂，隔震支座开始发挥作用，水平发生移动消耗能量，通过锥形套筒的连接形式可以起到抗拉拔的效果。
与现有技术相比，本发明具有如下突出的优点：
1)解决了中、小地震作用下，隔震核电站隔震层位移过大导致管线破裂从而造成次生破坏的问题，而在大震作用下闭锁装置解锁，隔震支座进入工作消耗地震能量。
2)可通过调节剪力连接件的材料、数量、尺寸和薄弱段直径来改变闭锁装置的闭锁阈值，从而达到设计要求。
3)闭锁装置同时具有抗拉拔的特点，防止结构过大的竖向变形。
4)闭锁装置解锁后剪力连接件如双头螺杆被剪断，但锥形套筒未损坏，震后可重复利用。
附图说明
图1是抗拉拔剪切闭锁装置轴测图；
图2是抗拉拔剪切闭锁装置主视图；
图3是无上下梁抗拉拔剪切闭锁装置轴测图；
图4是无上下梁抗拉拔剪切闭锁装置剖面图；
图5是方底圆柱体钢构件轴测图；
图6是方底圆柱体钢构件剖面图；
图7是方底圆柱体钢构件仰视图；
图8是方底圆柱体钢构件俯视图；
图9是双头螺杆示意图；
图10是圆柱体陶瓷示意图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明。
如图1-图10所示，本实施例所述抗拉拔剪切闭锁装置包括上梁1，下梁2，方底圆柱体钢构件3，锥形套筒4，双头螺杆5，圆柱体陶瓷6，高强螺栓7；所述方底圆柱体钢构件3的方底板设有螺纹孔8，圆柱体处设有圆孔9，锥形孔10；方底圆柱体钢构件3通过预留孔8用螺栓7连接上下梁1，2；锥形套筒4设置在方底圆柱体钢构件3的预留孔10中，锥形套筒4上部圆柱体外径与钢构件圆柱体内预留孔内径相同，通过焊接相连固定
锥形套筒4与方底圆柱体钢构件3焊接连接；双头螺杆5与锥形套筒4螺栓连接；圆柱体陶瓷6设置在方底圆柱体钢构件3圆柱体预留孔9中；上下结构对称。
本闭锁装置装配完成后上梁和下梁在地震作用下产生水平位移，此时方底圆柱体钢构件3传力给双头螺杆5，双头螺杆5此刻受力，在小震作用下起水平锁定作用，当大地震来临时双头螺杆5被剪切断裂，隔震支座开始发挥作用，水平发生移动消耗能量，通过锥形套筒的连接形式可以起到抗拉拔的效果。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。