本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)減隔震技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種底面整體滑動摩擦擺式隔震層。

背景技術(shù)：

隔震技術(shù)是50年來結(jié)構(gòu)抗震領(lǐng)域突出的研究成果，在我國得到廣泛的應(yīng)用。隔震措施可以使上部結(jié)構(gòu)在大震作用下處于彈性或弱非線性狀態(tài)，減小上部結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。然而由于其失效模式明確，在超大震作用下隔震層變形、結(jié)構(gòu)整體傾覆是隔震結(jié)構(gòu)突出的問題。常見的建筑結(jié)構(gòu)隔震裝置包括橡膠支座及摩擦擺支座，其水平變形能力受支座尺寸限制。對于橡膠支座，加大支座尺寸又會引起隔震層剛度增大，導(dǎo)致整體隔震效果下降；此外橡膠支座的抗拉能力低，摩擦擺支座幾乎不能抗拉，嚴(yán)重影響了高層隔震結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有的隔震支座難以滿足高設(shè)防水準(zhǔn)隔震建筑的抗超大震性能的問題，本發(fā)明提供了一種底面整體滑動摩擦擺式隔震層。本發(fā)明將隔震層底面整體設(shè)計為大跨度大曲率半徑球殼，上部設(shè)為可滑動框架，取代傳統(tǒng)隔震層中互相獨立的隔震支座，通過滑動框架整體在底面球殼上的滑動，保證隔震層具有充足的水平變形能力。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種底面整體滑動摩擦擺式隔震層，包括底面球殼和上部球面框架，其中：

所述底面球殼的上表面為大跨度大曲率半徑圓弧形球面；

所述上部球面框架由若干滑塊、連梁、承重柱、連接構(gòu)件連接而成，連接構(gòu)件下部與滑塊焊接，連接構(gòu)件側(cè)部與連梁連接，連接構(gòu)件上部通過承重柱與上部結(jié)構(gòu)相連，滑塊與底面球殼的上表面搭接，且滑塊下表面與對應(yīng)位置圓弧形球面保持一致，避免出現(xiàn)點接觸。

本發(fā)明與現(xiàn)有的隔震支座相比，具有以下有益效果：

1、本發(fā)明通過滑塊間連接形成可滑動的球面框架，與底面球殼組合形成底面整體滑動摩擦擺式隔震層；底面球殼跨度很大，水平方向允許變形遠(yuǎn)大于隔震支座，完全可以滿足超大震下隔震層水平變形。

2、本發(fā)明底面球殼與上部球面框架間雖未連接，但在地震作用下隔震層發(fā)生整體轉(zhuǎn)動，上部球面框架與底面球殼始終保持整體接觸，滑塊與上部球面框架不易發(fā)生分離；滑塊與下部球面僅為搭接，地震下同樣允許邊緣滑塊與下部球面產(chǎn)生間隙；在隔震層大變形下，上部結(jié)構(gòu)所受地震作用明顯減小，結(jié)構(gòu)重力與邊緣滑塊正壓力已可保證上部結(jié)構(gòu)不發(fā)生傾覆，滑塊處無需具備抗拉能力。

3、本發(fā)明隔震層整體性好，隔震層允許整體扭轉(zhuǎn)，質(zhì)心與剛心重合，上部結(jié)構(gòu)不易發(fā)生扭轉(zhuǎn)。

4、本發(fā)明下部球面設(shè)有抗風(fēng)環(huán)，保證隔震層在風(fēng)振下不發(fā)生振動，在接近平衡位置處更易復(fù)位；下部球面外緣設(shè)有限位環(huán)，保證隔震層變形在設(shè)計范圍內(nèi)。

附圖說明

圖1是底面整體滑動摩擦擺式隔震層的剖面圖；

圖2是底面整體滑動摩擦擺式隔震層的俯視圖；

圖3是上部球面框架的俯視圖；

圖4是連接組件的剖面圖；

圖5是連接組件的俯視圖；

圖6是連接組件的仰視圖；

圖7是上部球面框架的俯視圖；

圖8是底面球殼波形鍍鋅壓型鋼板的剖面圖1；

圖9是底面球殼波形鍍鋅壓型鋼板的剖面圖2；

圖10是平鋼板的剖面圖；

圖中，1-連梁，2-混凝土基礎(chǔ)或下層結(jié)構(gòu)，3-底面球殼，4-限位環(huán)，5-滑塊，6-連接組件，7-承重柱，8- 梁端角鋼板，9-柱腳螺栓，10-柱腳耳板，11- 抗風(fēng)環(huán)，12-波形鍍鋅壓型鋼板，13-圓弧形球面，14-平鋼板，15-上部球面框架，16-組合柱蓋板，17-鋼套筒。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。

具體實施方式一：如圖1-2所示，本實施方式的底面整體滑動摩擦擺式隔震層由底面球殼3和上部球面框架15，其中：

所述底面球殼3下側(cè)與混凝土基礎(chǔ)或下層結(jié)構(gòu)1整澆，上表面為大跨度大曲率半徑圓弧形球面13；

所述上部球面框架15由若干滑塊5、連梁1、承重柱7、連接構(gòu)件6連接而成，連接構(gòu)件6下部與滑塊5焊接，連接構(gòu)件6側(cè)部與連梁1連接，連接構(gòu)件6上部通過承重柱7與上部結(jié)構(gòu)相連，上部結(jié)構(gòu)依靠承重柱7連接隔震層，滑塊5與底面球殼3的上表面搭接，且滑塊5的下表面與對應(yīng)位置的圓弧形球面13保持一致，避免出現(xiàn)點接觸。

本實施方式通過大跨度底面球殼和上部球面框架形成整體隔震層，解決隔震層允許變形難以滿足超大震需求的問題；通過設(shè)計隔震層弧形球面參數(shù)，可以調(diào)整隔震層剛度及結(jié)構(gòu)自振頻率，使其遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)隔震結(jié)構(gòu)自振頻率，隔震效果更明顯；地震作用的明顯降低同時有助于高層隔震結(jié)構(gòu)抗傾覆；隔震層允許整體扭轉(zhuǎn)保證了地震下結(jié)構(gòu)的抗扭能力。

具體實施方式二：如圖3-7所示，本實施方式中，連接構(gòu)件6的橫截面為箱型，內(nèi)部填充混凝土并埋入螺栓9，連接構(gòu)件6下部蓋板與滑塊5頂部焊接，連接構(gòu)件6側(cè)部通過梁端角鋼板8螺栓連接與翼緣處焊接和工字型連梁1栓焊混合連接，整體形成上部球面框架15。

連接構(gòu)件6上部設(shè)有圓形或矩形鋼套筒17，鋼套筒17內(nèi)灌注混凝土形成承重柱7與上部結(jié)構(gòu)相連；連接構(gòu)件6上表面蓋板與鋼套筒17底面組合柱蓋板16焊接，鋼套筒17外側(cè)設(shè)有柱腳耳板10，并通過柱腳螺栓9與連接構(gòu)件16相連。加工時在連接構(gòu)件16上表面蓋板打孔，在連接構(gòu)件16內(nèi)預(yù)埋柱腳螺栓9后澆筑混凝土，再將其上表面蓋板焊入連接構(gòu)件16。

滑塊5為扁圓柱形，上表面為圓形平面，下表面為圓弧球面，與底面球殼3的上表面對應(yīng)位置的圓弧形球面13保持一致，表面噴涂防腐材料及聚四氟乙烯等低摩擦材料；滑塊5下表面邊緣打磨更薄，端部打磨為圓角。

具體實施方式三：如圖1、2、7所示，本實施方式中，底面球殼3跨度大于上部球面框架15，邊緣高度接近或達(dá)到地表平面，并在圓弧形球面13邊緣設(shè)有限位環(huán)4，在圓弧形球面13最外側(cè)滑塊5平衡位置外側(cè)設(shè)有抗風(fēng)環(huán)11。

具體實施方式四：如圖8-10所示，本實施方式中，底面球殼3的整體由混凝土澆筑成型，上表面為圓弧形球面不銹鋼板，表面噴涂聚四氟乙烯等低摩擦材料；下表面整體為棱臺形，棱臺側(cè)表面為波形鍍鋅壓型鋼板12，豎向開槽，棱臺底面為普通平鋼板14，波形鍍鋅壓型鋼板12和平鋼板14采用焊接連接，并與混凝土基礎(chǔ)或下層結(jié)構(gòu)2整體澆筑。