[发明专利]一种地震作用下防火隔震支座装置和防火隔震方法

说明书

本发明公开了一种地震作用下防火隔震支座装置和防火隔震方法，隔震支座包括上下间隔层叠设置的橡胶层和夹层钢板，且隔震支座中部从上至下贯穿设有支撑芯，隔震支座外周环绕设有缓震防火保护层，缓震防火保护层为网状结构，包括作为网状结构结点的多个防火球，相邻的防火球通过刚性弹簧连接；防火球包括球壳和设在球壳中心的形状记忆合金块，所述球壳中在形状记忆合金块周围填充防火涂料，且防火球表面分布设有涂料溢出孔；缓震防火保护层与隔震支座之间的空隙填充有防火岩棉。本发明防火性能良好、发生火灾时也能够达到正常的隔震效果，可以确保建筑的安全性；且不会由于地震震动导致隔震支座结构破坏和隔震失效，能够对建筑物提供持久的保护。

技术领域

本发明涉及一种地震作用下防火隔震支座装置和防火隔震方法，属于建筑结构防震减灾领域。

背景技术

近年来，我国发生过多次震级和破坏程度较大的地震，例如汶川Ms 8.0地震共造成了近9万人死亡或失踪、芦山Ms 7.0地震共造成196人遇难和21人失踪等。随着我国国民经济快速发展，近年来我国隔震建筑的建造数量增长迅速，据中国勘察设计协会统计，截止2016年12月全国隔震建筑数量超过3000栋。隔震建筑减震效果的实现离不开其隔震构造设计，而隔震支座就是其中的一部分。

隔震支座是橡胶制品，在隔震建筑中是重要的部件，但一方面其耐火性能较差，在火灾发生后，将会对建筑的正常使用造成较大影响，为了确保隔震建筑在发生火灾时也能够正常使用，进而确保建筑的安全性，必须着重考虑隔震建筑隔震节点的防火构造；另一方面，隔震建筑设计时要求与隔震相关的建筑构件需要在地震来临时可以自由移动，但是在地震的不规则震动作用下，隔震支座上部结构与下部结构会发生相对错动，此时上部结构与下部结构之间的隔震支座会发生较大的位移，继而导致支座结构的破坏和隔震的失效，无法对建筑物有效保护。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种地震作用下防火隔震支座装置和防火隔震方法，防火性能良好、发生火灾时不影响正常使用，且不会由于地震震动导致结构破坏和隔震失效，能够对建筑物提供持久的保护。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种地震作用下防火隔震装置，包括设在上部建筑结构和下部建筑结构之间的隔震支座，所述隔震支座包括上下间隔层叠设置的橡胶层和夹层钢板，且隔震支座中部从上至下贯穿设有支撑芯，隔震支座外周环绕设有缓震防火保护层，缓震防火保护层为网状结构，包括作为网状结构结点的多个防火球，相邻的防火球皆通过刚性弹簧连接；防火球包括球壳和设在球壳中心的形状记忆合金块，所述球壳中在形状记忆合金块周围填充防火涂料，且防火球表面分布设有多个涂料溢出孔；所述缓震防火保护层的上边缘固定在上部建筑结构上，缓震防火保护层的下边缘固定在下部建筑结构上，缓震防火保护层与隔震支座之间的空隙填充有防火岩棉。

优选的，所述防火球的球壳包括两个陶瓷气凝胶半球壳，两个陶瓷气凝胶半球壳的开口相对且分别粘结在一圆形连接环的两侧表面，两个陶瓷气凝胶半球壳围成的空腔中在形状记忆合金块周围填充防火涂料，且涂料溢出孔环绕陶瓷气凝胶半球壳的开口分布设在陶瓷气凝胶半球壳的表面。气凝胶是由空气或自由空间与陶瓷、金属、颗粒、粉末或碳固体介质组成，其中空气或自由空间的比例>99％，因此，气凝胶可以非常轻，而陶瓷气凝胶具有更多优异的性能，例如轻质、优异的隔热性和化学稳定性，可在腐蚀性环境中的高温条件下操作，从而在火灾中起到有效的防火作用，因此采用陶瓷气凝胶作为防火球的球壳材质。为方便制作防火球，同时方便更换，该小球由两个半球壳通过圆形连接环用胶粘在一起，使用过程中由于操作不当而造成防火球损坏需要更换时，将防火球拆分为两个半球，损坏的部分直接更换为新的即可，从而使小球的安装或更换更加便捷。

优选的，陶瓷气凝胶半球壳的材质为三维hBN陶瓷气凝胶。三维hBN陶瓷气凝胶具有优异的防火能力，且具有负的热膨胀系数和负的泊松比，不仅具备超轻和超级隔热的特点，还具有高的力学强度、火灾中能够提高隔震装置整体的支撑度，进一步降低了支座破坏的可能性。