CN107254983B - 基于x型软钢片的可更换耗能台座 - Google Patents

基于x型软钢片的可更换耗能台座 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于X型软钢片的可更换耗能台座，其包括台座底板、台座顶板以及连接在台座底板与台座顶板之间的横向标准单元与纵向标准单元，所述横向标准单元具有沿横向间隔排列的X型软钢片，且与所述台座底板以及台座顶板可纵向滚动地相接；所述纵向标准单元具有沿纵向间隔排列的X型软钢片，且与所述台座底板以及台座顶板可横向滚动地相接。当地震作用发生时，通过X型软钢片的塑性变形大量消耗地震(或其他震动)的输入能量，能够大幅度降低地震作用。地震发生后，检查X型软钢片的工作状态，可对发生破坏的标准单元进行及时的拆除和快速的更换。

Description

基于X型软钢片的可更换耗能台座
技术领域
本发明涉及建筑、设备和馆藏文物减震耗能领域，具体涉及一种基于X型软钢片的可更换耗能台座。
背景技术
中国地处两条主要的地震带-欧亚地震带和环太平洋地震带之间，是世界上遭受到地震危害最为严重的国家之一。历史上，在长江三角洲和珠江三角洲曾经多次发生6级以上的强震，在京津环渤海地区，近300年来，平均每44年就发生一次7级以上的大地震。随着城市化进程的加快，大量的国民财富快速的向城市及城市群地区集中。而我国三分之一以上的已建或拟建的城市群位于可能会发生7级以上大地震的地区。地震是由于地壳岩层处于复杂的应力状态中，随着地壳的不断变化，地应力的作用超过某处岩层的极限强度时，岩层就会发生突然的断裂和错动，从而引起震动，并以弹性波的形式传到地表，引起地表附近的具有一定质量的物体产生惯性力，当物体本身具有的抵抗这种惯性作用的抗震能力不足时，物体发生破坏。而当地震动的卓越周期和物体的自振周期比较接近时，物体的破坏就将更加严重。而通过对物体设置一定的隔震装置可以显著改变物体的自振周期，从而避开地震的卓越周期，从而显著的降低作用于物体的惯性力，减小物体在地震作用下的破坏，增加物体在地震下的安全。
另一种降低地震作用的手段就是采用耗能的方式，通过设置减震支座，阻尼器和耗能支撑等方式来对建筑进行被动控制。这种控制方法允许地震能量往建筑传递，但在上部建筑中却设置了特定的耗能装置(阻尼器)，把本来应由主体建筑消耗的地震能量大部分转移给耗能装置来耗散，大大减轻建筑自身由于塑性耗能所产生的损伤，有效避免建筑在地震中发生严重损伤和倒塌，因此这种技术具有很好的经济性和应用前景。与隔震技术相比，耗能减震技术既适用于新建建筑，又适用于已有建筑的抗震加固，同时对高层建筑的控制效果要更为明显，因此其实际应用要更为广泛。尽管这方面的理论研究已经取得了很多的进展，但是开发相应的耗能减震装置并实用化还处于探索阶段。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种能够实现耗能减震的基于X型软钢片的可更换耗能台座。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于X型软钢片的可更换耗能台座，其特征在于：包括台座底板、台座顶板以及连接在台座底板与台座顶板之间的横向标准单元与纵向标准单元，其中：
所述横向标准单元包括若干个沿横向间隔排列的X型软钢片，且所述横向标准单元通过标准单元转轴分别与所述台座底板以及台座顶板可纵向滚动地相接；
所述纵向标准单元包括若干个沿纵向间隔排列的X型软钢片，且所述纵向标准单元通过标准单元转轴分别与所述台座底板以及台座顶板可横向滚动地相接。
所述的基于X型软钢片的可更换耗能台座，其中所述X型软钢片的宽度从上到下呈先渐窄再渐宽的形状。
所述的基于X型软钢片的可更换耗能台座，其中所述横向标准单元包括标准单元底板、标准单元顶板以及连接在标准单元底板与标准单元顶板之间的所述若干个沿横向间隔排列的X型软钢片，在标准单元底板的下侧设有两根相对设置的标准单元立板，在标准单元顶板的上侧也设有两根相对设置的标准单元立板，在两根相对设置的标准单元立板之间均设有若干根能够沿纵向自由滚动的所述标准单元转轴。
所述的基于X型软钢片的可更换耗能台座，其中所述纵向标准单元包括标准单元底板、标准单元顶板以及连接在标准单元底板与标准单元顶板之间的所述若干个沿纵向间隔排列的X型软钢片，在标准单元底板的下侧设有两根相对设置的标准单元立板，在标准单元顶板的上侧也设有两根相对设置的标准单元立板，在两根相对设置的标准单元立板之间均设有若干根能够沿横向自由滚动的所述标准单元转轴。
所述的基于X型软钢片的可更换耗能台座，其中四个横向标准单元呈矩阵式拼接而构成一个横向标准段组，四个纵向标准单元呈矩阵式拼接而构成一个纵向标准段组，两个横向标准段组与两个纵向标准段组交错排列并呈矩阵式拼接在一起。
与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于：地震作用发生时，台座中的X型软钢片能够大量的消耗地震动的输入能量，从而大幅度降低地震作用；地震发生后，检查X型软钢的工作状态，即可对发生破坏的台座或其某一个标准段组进行及时的拆除和快速的更换。
附图说明
图1为本发明整体轴测图；
图2为本发明整体左视图；
图3为本发明整体俯视图；
图4为本发明整体轴测图(去掉上部连接板和下部连接板)；
图5为本发明整体俯视图(去掉上部连接板和下部连接板，图中粗线标注出单元块)；
图6为本发明标准单元轴测图；
图7、图7A为本发明标准单元左视图与A-A剖面图；
图8、图8A为本发明标准单元右视图与B-B剖面图；
图9为本发明标准单元耗能元件右视图。
图10为本发明标准单元耗能元件顶板(底板)俯视图。
附图标记说明：1-台座底板；2-横向标准单元；3-纵向标准单元；4-台座顶板；5-横向标准段组；6-纵向标准段组；7-标准单元转轴；8-标准单元立板；9-标准单元底板；10-X型软钢片；11-标准单元顶板。
具体实施方式
下面主要结合附图及具体实施例对本发明的一种基于X型软钢片的可更换耗能台座进一步详细的说明。
如图1至图10所示，本发明提供的一种基于X型软钢片的可更换耗能台座，包括台座底板1、台座顶板4以及连接在台座底板1与台座顶板4之间的横向标准单元2与纵向标准单元3，其中：
所述横向标准单元2包括标准单元底板9、标准单元顶板11以及连接在标准单元底板9与标准单元顶板11之间的若干个沿横向间隔排列的X型软钢片10，所述X型软钢片10的宽度从上到下呈先渐窄再渐宽的形状；在标准单元底板9的下侧设有两根相对设置的标准单元立板8，在标准单元顶板11的上侧也设有两根相对设置的标准单元立板8，在两根相对设置的标准单元立板8之间均设有若干根能够沿纵向自由滚动的标准单元转轴7；
所述纵向标准单元3包括标准单元底板9、标准单元顶板11以及连接在标准单元底板9与标准单元顶板11之间的若干个沿纵向间隔排列的X型软钢片10，所述X型软钢片10的宽度从上到下呈先渐窄再渐宽的形状；在标准单元底板9的下侧设有两根相对设置的标准单元立板8，在标准单元顶板11的上侧也设有两根相对设置的标准单元立板8，在两根相对设置的标准单元立板8之间均设有若干根能够沿横向自由滚动的标准单元转轴7；
安装的时候，所述横向标准单元2通过上下两侧的标准单元转轴7与台座底板1以及台座顶板4可纵向滚动地相接，所述纵向标准单元3通过上下两侧的标准单元转轴7与台座底板1以及台座顶板4可横向滚动地相接；
本发明提供的台座，其含有的横向标准单元2与纵向标准单元3的数目并不固定，可以任意组合。图4、图5所示是一个较佳实施例，其是将四个横向标准单元2呈矩阵式拼接而构成一个横向标准段组5，将四个纵向标准单元3呈矩阵式拼接而构成一个纵向标准段组6，再将两个横向标准段组5与两个纵向标准段组6交错排列并呈矩阵式拼接在一起。采用这样的拼接组合方式，能够使横向和纵向上的隔震效果均衡且稳定。
当台座顶板4有横向移动的趋势时候，横向标准单元2的X型软钢片10发生变形并耗能，此时，纵向标准单元3由于有转轴7的存在，发生横向滚动，因此纵向标准单元3不受力。而当台座顶板4有纵向移动的趋势时候，纵向标准单元3的X型软钢片10发生变形并耗能，此时，横向标准单元2由于有转轴7的存在，发生纵向滚动，因此横向标准单元2不受力。这样，就保证了台座可以有效的通过X型软钢片10耗能。
建筑、设备和馆藏文物所在基础与基于X型软钢的可更换耗能台座底板连接，建筑、设备和馆藏文物与基于X型软钢的可更换耗能台座顶板连接，非地震时台座在各种常规荷载作用下达到受力平衡；地震作用发生时，台座中的X型软钢片能够大量的消耗地震动的输入能量，从而大幅度降低地震作用；地震发生后，检查X型软钢的工作状态，即可对发生破坏的台座或其某一个标准段组进行及时的拆除和快速的更换。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于X型软钢片的可更换耗能台座，其特征在于：包括台座底板、台座顶板以及连接在台座底板与台座顶板之间的横向标准单元与纵向标准单元，其中：
所述横向标准单元包括若干个沿横向间隔排列的X型软钢片，且所述横向标准单元通过标准单元转轴分别与所述台座底板以及台座顶板可纵向滚动地相接；
所述纵向标准单元包括若干个沿纵向间隔排列的X型软钢片，且所述纵向标准单元通过标准单元转轴分别与所述台座底板以及台座顶板可横向滚动地相接。
2.根据权利要求1所述的基于X型软钢片的可更换耗能台座，其特征在于：所述X型软钢片的宽度从上到下呈先渐窄再渐宽的形状。
3.根据权利要求1所述的基于X型软钢片的可更换耗能台座，其特征在于：所述横向标准单元包括标准单元底板、标准单元顶板以及连接在标准单元底板与标准单元顶板之间的所述若干个沿横向间隔排列的X型软钢片，在标准单元底板的下侧设有两根相对设置的标准单元立板，在标准单元顶板的上侧也设有两根相对设置的标准单元立板，在两根相对设置的标准单元立板之间均设有若干根能够沿纵向自由滚动的所述标准单元转轴。
4.根据权利要求1所述的基于X型软钢片的可更换耗能台座，其特征在于：所述纵向标准单元包括标准单元底板、标准单元顶板以及连接在标准单元底板与标准单元顶板之间的所述若干个沿纵向间隔排列的X型软钢片，在标准单元底板的下侧设有两根相对设置的标准单元立板，在标准单元顶板的上侧也设有两根相对设置的标准单元立板，在两根相对设置的标准单元立板之间均设有若干根能够沿横向自由滚动的所述标准单元转轴。
5.根据权利要求1所述的基于X型软钢片的可更换耗能台座，其特征在于：四个横向标准单元呈矩阵式拼接而构成一个横向标准段组，四个纵向标准单元呈矩阵式拼接而构成一个纵向标准段组，两个横向标准段组与两个纵向标准段组交错排列并呈矩阵式拼接在一起。
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