[发明专利]一种多重可调节滑动面的高承载力抗拉耗能隔震装置

权利要求书

1.一种多重可调节滑动面的高承载力抗拉耗能隔震装置，用于设置在结构体系的底部进行隔震，其特征在于，包括：上部连接板(1)、上部翼缘板(2)、U型支撑(3)、上部滑移面(5)、下部滑移面(6)、曲面滑移槽(7)、曲面滑移块(8)、下部翼缘板(9)、下部连接板(10)；

上部连接板(1)的周围设置有上部翼缘板(2)；上部连接板(1)的下表面设置有上凹的上部滑移面(5)；

下部连接板(10)的周围设置有下部翼缘板(9)；下部连接板(10)的上表面设置有下部滑移面(6)；

在下部滑移面(6)上，放置曲面滑移槽(7)；曲面滑移槽(7)底部滑移面的曲率半径与下部滑移面(6)的曲率半径相同；曲面滑移槽(7)上端面设有下凹的内部滑移面，其中放置曲面滑移块(8)；曲面滑移块(8)的底部滑移面的曲率半径与曲面滑移槽(7)内部滑移面的曲率半径相同；曲面滑移块(8)的顶部滑移面与上部滑移面(5)预留一指定距离，并且曲面滑移块(8)顶部滑移面的曲率半径与上部滑移面(5)的曲率半径相同；

在上部翼缘板(2)与下部翼缘板(9)之间沿周向设置多个规格相同的U型支撑(3)；U型支撑(3)具有平行设置的上肢和下肢，以及连接上肢和下肢的弯曲部；U型支撑(3)的上肢固定于上部翼缘板(2)上，U型支撑(3)的下肢固定于下部翼缘板(9)上。

2.如权利要求1所述的一种多重可调节滑动面的高承载力抗拉耗能隔震装置，其特征在于，上部连接板(1)、上部翼缘板(2)以及上部滑移面(5)一体化成型；下部连接板(10)、下部翼缘板(9)、以及下部滑移面(6)一体化成型。

3.如权利要求1所述的一种多重可调节滑动面的高承载力抗拉耗能隔震装置，其特征在于，曲面滑移块(8)的竖向高度大于曲面滑移槽(7)的深度；曲面滑移槽(7)底部滑移面的尺寸小于曲面滑移槽(7)在下部滑移面(6)上的运动耗能半径；在平衡状态下，曲面滑移块(8)的中心轴线、曲面滑移槽(7)的中心轴线以及下部滑移面(6)的中心轴线重合。

4.如权利要求1所述的一种多重可调节滑动面的高承载力抗拉耗能隔震装置，其特征在于，多个规格相同的U型支撑(3)沿上部翼缘板(2)与下部翼缘板(9)的周围均匀分布；U型支撑(3)与上部翼缘板(2)之间采用高强螺栓(4)连接，U型支撑(3)与下部翼缘板(9)之间采用高强螺栓(4)连接。

5.如权利要求4所述的一种多重可调节滑动面的高承载力抗拉耗能隔震装置，其特征在于，上部连接板(1)和下部连接板(10)的材料为高强钢、铝合金或记忆合金；U型支撑(3)的材料为软钢、铝合金或记忆合金；曲面滑移块(8)、曲面滑移槽(7)、上部滑移面(5)以及下部滑移面(6)的材料为高强钢、铝合金或记忆合金。

6.如权利要求1～4任意一项所述的一种多重可调节滑动面的高承载力抗拉耗能隔震装置，其特征在于，曲面滑移块(8)的顶部滑移面与底部滑移面涂有用于节滑移面之间的摩擦力大小的涂抹材料；通过改变曲面滑移槽(7)的内部滑移面与底部滑移面涂有用于节滑移面之间的摩擦力大小的涂抹材料；上部滑移面(5)与下部滑移面(6)涂有用于节滑移面之间的摩擦力大小的涂抹材料。

7.如权利要求1～4任意一项所述的一种多重可调节滑动面的高承载力抗拉耗能隔震装置，其特征在于，曲面滑移块(8)的球面直径与上部连接板(1)的长宽的比值范围为1:5～1:50；曲面滑移块(8)的球面直径与曲面滑移槽(7)的内部滑移面的球面直径相同；曲面滑移槽(7)的内部滑移面深度与内部滑移面的球面直径的比值范围为1:2～1:1；下部滑移面(6)的底部深度范围为0.02m～0.15m；U型支撑(3)上下两肢的相对距离范围为0.05m～0.5m。

8.如权利要求1所述的一种多重可调节滑动面的高承载力抗拉耗能隔震装置，其特征在于，多重可调节滑动面的高承载力抗拉耗能隔震装置在外界荷载作用下应满足如下条件：

G_y≥G₀

G_y＝G_y1+G_y2

G_y1≤f_y·A_y

G_y2＝nK_y2·μ_y

其中，G_y为该多重可调节滑动面的高承载力抗拉耗能隔震装置的竖向承载力；G₀为土木结构体系底部的荷载；G_y1为曲面滑移块(8)与曲面滑移槽(7)的竖向承载力；G_y2为U型支撑(3)的竖向承载力；f_y为曲面滑移块(8)与曲面滑移槽(7)的抗压强度设计值；A_y为曲面滑移槽(7)与下部滑移面(6)之间的接触面积；K_y2为U型支撑(3)的竖向刚度；μ_y为U型支撑(3)的竖向变形量；n为U型支撑(3)的设置数量；F为该多重可调节滑动面的高承载力抗拉耗能隔震装置的所受到的水平荷载；K_U为U型支撑(3)的水平等效抗侧刚度；R₁为下部滑移面(6)的曲率半径；R₂为上部滑移面(5)的曲率半径；θ₁为曲面滑移槽(7)的中心轴线偏离竖直方向的夹角；θ₂为曲面滑移块(8)的中心轴线偏离竖直方向的夹角；X为上部连接板(1)与下部连接板(10)的水平相对位移；k₁为下部滑移面(6)的水平等效抗侧刚度；k₂为上部滑移面(5)的水平等效抗侧刚度；F₁为下部滑移面(6)与曲面滑移槽(7)之间的摩擦力；F₂为上部滑移面(5)与曲面滑移块(8)之间的摩擦力。