CN101532316A - 平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震器 - Google Patents

Abstract

平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震器。从已经取得的地震记录可以看出，每一地震记录都有其特定的优势频率，即在某些频率上具有丰富的能量。普通非隔震多层建筑物的刚度大、周期短，其基本周期正好在地震输入能量最大的频段上，因此相应的加速度反应比地面运动大得多。如果使结构运动的频率错过这些含能量丰富的优势频率，就可以减少结构的地震响应。本产品的组成包括：圆柱形铅芯橡胶底座4，圆柱形铅芯橡胶底座4上部伸入到聚四氟乙烯空心圆杆5内，聚四氟乙烯空心圆杆5上表面为凹形球面，凹形球面内置半圆球型凸面滑动关节6，半圆球型凸面滑动关节6通过聚四氟乙烯薄板7与上承板9相接触，聚四氟乙烯薄板7与上承板9的接触面为光滑球面，光滑球面的边缘焊接有环形限位器8，上承板9通过上预埋钢筋11与上承台梁10相连，圆柱形铅芯橡胶底座4固定在下承台板3上，下承台板3通过下预埋钢筋1与下承台梁2相连。本发明可以用来抵御未来可能发生的强烈地震动。

Description

平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震器

技术领域：

本发明涉及一种平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震器。

背景技术：

从已经取得的地震记录可以看出，由于地震发生机制、距离远近和场地土层性质的不同，每一地震记录都有其特定的优势频率，即在某些频率上具有丰富的能量。普通非隔震多层建筑物的刚度大、周期短，其基本周期正好在地震输入能量最大的频段上，因此相应的加速度反应比地面运动大得多。如果使结构运动的频率错过这些含能量丰富的优势频率，就可以减少结构的地震响应。摩擦隔震消能的主要原理是将结构物本身与地面隔离，利用滑动面的设计周期来延长结构物的振动周期，以大幅度减少结构物因受地震作用而引起的放大效应。

此外，还可利用滑动面与滑块之间的摩擦来达到大量消耗地震能量，减少地震力输入的目的。在各种隔震系统中，摩擦隔震的方法也是最经济的，建造技术也不复杂，当基础的摩擦系数确定以后，隔震的参数也就基本确定了。

发明内容：

本发明的目的是提供一种平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震器。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震器，其组成包括：1、上承板，2、聚四氟乙烯垫层，3、支座本体。支座本体由圆柱形铅芯橡胶底座和聚四氟乙烯凹形球面空心圆杆及半圆球型凸面滑动关节组成。所述的支座本体凹形球面内置半圆球型凸面滑动关节，半圆球型凸面滑动关节通过聚四氟乙烯垫层与上承板接触，所述的上承板上固定有上预埋钢筋，所述的支座本体下面设有下承板，所述的下承板下焊有下预埋钢筋。

这个技术方案有以下有益效果：

1、平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震器设置在建筑物的底部与基础的顶面之间，使上部结构与固结在地基中的基础分离，延长结构的自振周期。如果建筑物的阻尼不变，则加速度反应被大大降低，从而减少结构的地震反应，阻碍地震波向上部结构传播，降低或消除了结构构件的损坏，更好地保证了建筑物的安全，达到结构“大震不倒”的目的。因此本发明可以用来抵御未来可能发生的强烈地震动。

2、平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震装置的滑动面为球面，结构自重及竖向地震作用由钢支座承担。平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震装置下部与地面固结。当地震到来时，地面的水平运动会促使滑动关节在其圆弧面内水平滑动，从而迫使上部结构轻微抬高。然后，滑块又会在自身重力作用下恢复到原来的平衡位置。因此平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震特有的圆弧滑动面使其具有自限、自复位功能和良好的振动稳定性，无需附设阻尼向心机构，使其在实际应用中更为简便，增加隔震装置的可靠度，具有较好的隔震效果。支座本体的凹形球面内置的半圆球型凸面滑动关节，可以与上承板滑动面完全贴合并使上承板的顶面在其沿滑道滑动时保持水平状态。滑动面与之间都是面接触，能在滑动过程中通过摩擦耗散能量。滑动关节也采用聚四氟乙烯摩擦材料，减小了摩擦系数。

3、平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震装置施工简单，不受上部结构重量影响，所以本发明对结构形式和层数没有特别限制，但有下述适用条件：

(1)有较完整的承台梁。

(2)上部结构构造连接(如圈梁、构造柱等)较多

附图说明：

附图1是本产品的结构示意图。附图标记说明如下：

1——下预埋钢筋；2——下承台梁；3——下承台板；4——圆柱形铅芯橡胶底座；5——聚四氟乙烯空心圆杆；6——半圆球型凸面滑动关节；7——聚四氟乙烯薄板；8——环形限位器；9——上承板；10——上承台梁；11——上预埋钢筋

具体实施方式：

实施例1：

平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震器，其组成包括，圆柱形铅芯橡胶底座4，圆柱形铅芯橡胶底座4上部伸入到聚四氟乙烯凹面空心圆杆5内，聚四氟乙烯空心圆杆5的上表面为凹形球面，凹形球面内置半圆球型凸面滑动关节6，凸面滑动关节6通过聚四氟乙烯薄板7与上承板9相接触，圆柱形铅芯橡胶底座4固定在下承台板3上，下承台板3通过下预埋钢筋1与下承台梁2相连。

实施例2：

上述的平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震器，所述的上承板9下表面为光滑球面，所述的上承板9通过上预埋钢筋11与上承台梁10相连，当支座本体(圆柱形铅芯橡胶底座4、聚四氟乙烯凹面空心圆杆5、半圆球型凸面滑动关节6)顶面相对上承板9的球面滑动后，上部结构的重力会给顶帽提供一个回到原平衡位置的恢复力，所述的聚四氟乙烯半圆球型凸面滑动关节6的凸形球面6半径与上承板9光滑球面一致，但凸形球面弦长要控制在上承板弦长的1/3~1/4。

工作过程描述：

上述的平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震，对于新建房屋，在设计时要考虑支座上下各需要一层承台梁，保证支座层上下各成整体。

当中强地震发生时，隔震装置的水平刚度较小，聚四氟乙烯空心圆杆5与聚四氟乙烯薄板7之间的摩擦力很小，结构在该层上下发生水平柔性滑动，使“刚性”的抗震体系变为“柔性”的隔震结构体系，其自振周期大大延长(例如T＝2~4s)，远离上部结构的自振周期(Ts＝0.2~1.2s)和场地特征周期(Tg＝0.2~1.0s)，从而把地面振动有效地隔开，明显地降低上部结构的地震反应；聚四氟乙烯半圆球型凸面滑动关节6与上承板9光滑球面滑道完全贴合并使上部结构在地震时始终保持水平状态，克服了一般摩擦摆隔震支座在强烈地震时不能完全复位的缺点。

平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震器的作用是：一方面支撑建筑物的全部重量，另一方面能延长建筑物的自振周期，使结构的基频处于高能量地震频率范围之外，从而能够有效地降低建筑物的地震反应。平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震器在支撑建筑物时不仅不能丧失它的承载能力，而且还要能够承受基础与上部结构之间的较大位移。在设计阶段还要考虑到施工规划中搬入、搬出隔震装置的方法以及安装顺序。

对于隔震加固工程应采取隔震装置后安装方式。切断隔断层部分的桩、柱或墙壁后再安装隔震装置，此时必须针对房屋基础周边回填土开挖后将出现的危险情况对房屋整体或局部进行必要的临时支撑、防护，保证施工安全；对施工顺序、施工精度、施工中的抗震对策等做好设计。

如果是桩基础部分的隔震加固工程，可按下列顺序安装隔震装置：

(1)开挖基坑，在建筑物周围挖掘下部基础；

(3)打设承压板，安装临时支撑结构，切断桩、柱；

(4)安装金属预埋件和隔震装置；

(5)撤走临时支撑；

(6)基础土方回填、夯实。

Claims (2)

1、一种平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震器，其组成包括：固定在下承台梁上的圆柱形铅芯橡胶底座，所述的圆柱形铅芯橡胶底座上部伸入到聚四氟乙烯凹形球面空心圆杆内，所述的凹形球面内置半圆球型凸面滑动关节，所述的半圆球型凸面滑动关节通过聚四氟乙烯薄板与上承板相接触，所述的上承板与上承台梁相连。

2、根据权力要求1所述的平动型铅芯橡胶摩擦摆复合隔震器，其特征是：所述的上承板下部为光滑球面，所述的聚四氟乙烯凹形球面空心圆杆的半径与半圆球型凸面滑动关节一致，半圆球型凸面滑动关节的凸面直径与一致上承板光滑球面一致，但凸形球面弦长要小于上承板的弦长。

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