CN101705722A - 双曲面减震抗拉支座 - Google Patents

Abstract

双曲面减震抗拉支座涉及一种土木工程技术领域，具体涉及一种用于土木工程结构的减震抗拉支座。支座主体内设有阻尼机构，阻尼机构包括圆形腔体内侧上部的内弧表面，内弧表面覆有第一球面金属板层；第一球面金属板层下方设有一球面滑块，球面滑块上方覆有第一工程塑料滑板；球面滑块下方覆有第二球面金属板层；第二金属板层下方设有一上下两面为球面的双曲球冠板，双曲球冠板的上球面覆有第二工程塑料滑板；双曲球冠板的下球面覆有第三球面金属板层，第三球面金属板层下方设有一球面支座板，球面支座板上方覆有第三工程塑料滑板；球面支座板下方与圆形腔体内侧下部固定连接。具有构造简单、减震效果好、承载力高、耐久性好等优点。

Description

双曲面减震抗拉支座

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种用于土木工程结构的减震抗拉支座。

背景技术

在建筑结构设计中，地震对工程结构的影响不可忽视。减震抗拉支座作为一种常见的建筑结构的重要构件，不但需要将上部结构的载荷传递给下部结构，还需要能够实现一定程度的滑动和转动，同时还应具备一定的减震作用。

目前应用于建筑结构上的减震抗拉支座主要有天然橡胶支座、铅芯橡胶支座和铸钢球形支座，这些减震抗拉支座可以在地震中或其他外力影响下对建筑结构起到一定的保护作用，但是仍然存在诸多不足之处。

天然橡胶支座承载力小、耐久性差、使用维护保养的费用较高；铅芯橡胶支座虽然具有一定的阻尼减震作用，但除了天然橡胶支座的上述缺点外，铅作为一种重金属，对环境的污染也很严重，不满足环保要求；铸钢球形支座承载力较大，但一般不具备减隔震作用，且普通铸钢球形支座使用时在拉力作用下很难实现自由转动和滑动。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种双曲面减震抗拉支座，具有耐久性好、承载力高、在较大拉力作用下能实现自由转动和滑动等优点，而且具有减震作用。双曲面减震抗拉支座除了能够满足一般建筑工程的要求外，还可以满足抗震要求较高的大型建筑工程的要求。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

双曲面减震抗拉支座包括一支座主体，所述支座主体上方设有用于连接上部结构的上部结构连接件，所述支座主体内设有阻尼机构，所述阻尼机构上部通过一中间拉杆连接所述上部结构连接件，其特征在于，所述支座主体设有一圆形腔体，所述阻尼机构设于所述圆形腔体内；

所述阻尼机构包括圆形腔体内侧上部设有的内弧表面，在所述内弧表面贴覆有第一球面金属板层，所述第一球面金属板层为一球面金属板层；

所述第一球面金属板层下方设有一弧度搭配的球面滑块，所述球面滑块上方覆有第一工程塑料滑板，所述第一工程塑料滑板为一工程塑料层；

所述球面滑块上方中部，连接所述中间拉杆；

所述圆形腔体内侧上部的内弧表面中部开口，所述中间拉杆从该开口伸出；

所述球面滑块下方的内弧表面贴覆有第二球面金属板层；

所述第二金属板层下方设有一上下两面为球面的双曲球冠板，所述双曲球冠板的上球面覆有第二工程塑料滑板，所述第二工程塑料滑板与第二球面金属板层的弧度相配合；

所述双曲球冠板的下球面覆有第三球面金属板层，所述第三球面金属板层下方设有一球面支座板，所述球面支座板上方为球面，并覆有第三工程塑料滑板，所述第三工程塑料滑板与第三球面金属板层的弧度相配合；

所述球面支座板下方与所述圆形腔体内侧下部固定连接。

上述设计在正常使用情况下，双曲面减震抗拉支座可起到普通铸钢球形支座的作用，将建筑上部结构的载荷通过上部结构连接件、中间拉杆、阻尼机构等，均匀地传递给建筑下部结构。各部件的连接处多采用球面设计，并在连接处设置压合的球面金属板层和工程塑料层，具有减震、阻尼等作用。可在较大拉、压力的情况下吸收上部结构因徐变和温度变化所引起的伸缩位移及转动；另一方面，通过所述阻尼机构，在地震发生时可减小地震对上部结构的影响，起到减隔震作用。

所述圆形腔体内侧上部的内弧表面中部开口与所述中间拉杆间设有一柔性的防尘罩。防止灰尘或其他杂物进入所述圆形腔体内。

所述第一球面金属板层、第二球面金属板层、第三球面金属板层，均采用不锈钢材料的球面金属板层。不锈钢材料具有耐腐蚀性好、硬度高、不易形变等优点。

所述第一工程塑料滑板、第二工程塑料滑板、第三工程塑料滑板，均采用聚乙烯材料的工程塑料层。聚乙烯材料的工程塑料层具有耐腐蚀性好、硬度较高并具有一定弹性、不易形变等优点。

所述支座主体下方设有螺栓孔，支座主体下方的螺栓孔为便于连接支座主体与连接建筑下部结构的下支座板(球面支座板)的沉头螺栓孔。整个支座与下部结构的连接还是采用与下部结构预埋件焊接的方式。

上述技术方案解决了长期以来建筑工程中缺少承载力高、耐久性好、在较大拉力和压力下均能实现自由转动和滑动、屈服后位移大的减震抗拉支座的难题。双曲面减震抗拉支座生产中，在满足上述要求的情况下，不必采用昂贵的特殊材料和复杂的结构，使双曲面减震抗拉支座在成本和体积方面都得到了有效控制。可见双曲面减震抗拉支座具有构造简单、减震效果好、承载力高、耐久性好、能保证上部结构与下部结构良好的共同工作等优点。对抗震建筑的建设具有重要意义。

附图说明

图1为本发明的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1，双曲面减震抗拉支座包括一支座主体。支座主体上方设有用于连接建筑上部结构的上部结构连接件1。支座主体内设有阻尼机构2，阻尼机构2上部通过一中间拉杆3连接上部结构连接件1。支座主体内设有一圆形腔体，阻尼机构2设于所述圆形腔体内。阻尼机构2包括圆形腔体内侧上部设有的内弧表面，在内弧表面贴覆有第一球面金属板层211，第一球面金属板层211是采用不锈钢材料的球面金属板层。也可以是铝合金材料的球面金属板层。

第一球面金属板层211下方设有一弧度搭配的球面滑块31.球面滑块31与中间拉杆3一体，中间拉杆3位于球面滑块31上方中部.圆形腔体内侧上部的内弧表面中部开口，中间拉杆3从该开口伸出.圆形腔体的开口处与中间拉杆3间设有一柔性的防尘罩6.防止灰尘或其他杂物进入圆形腔体内.

球面滑块31上方覆有第一工程塑料滑板221，第一工程塑料滑板221为一工程塑料层。第一工程塑料滑板221优选工程塑料中的聚乙烯材料，特别优选改性超高分子量聚乙烯复合材料。改性超高分子量聚乙烯复合材料特别具有耐腐蚀性好、硬度较高并具有一定弹性、不易形变、不易磨损、耐久性好等优点。第一工程塑料滑板221与第一球面金属板层211的弧度相适应，以便于产生滑动和转动。

球面滑块31下方的内弧表面贴覆有第二球面金属板层212。第二金属板层212下方设有一个上下两面为球面的双曲球冠板4。双曲球冠板4的上球面覆有第二工程塑料滑板222，第二工程塑料滑板222与第二球面金属板层212的弧度相配合，以便于产生滑动和转动。

双曲球冠板4的下球面覆有第三球面金属板层213，第三球面金属板层213下方设有一球面支座板5，球面支座板5上方为球面，并覆有第三工程塑料滑板223。第三工程塑料滑板223与第三球面金属板层213的弧度相配合，以便于产生滑动和转动。球面支座板5下方与圆形腔体内侧下部用沉头螺栓7固定连接。

具体使用中，根据工程中实际的耐压强度、耐腐蚀性等具体要求，第一球面金属板层211、第二球面金属板层212、第三球面金属板层213，可以全部采用铝合金材料，也还可以全部采用不锈钢材料，或者可以穿插使用铝合金材料和不锈钢材料。

上述设计在正常使用情况下，双曲面减震抗拉支座可起到普通铸钢球形支座的作用，将建筑上部结构的载荷通过上部结构连接件、中间拉杆、阻尼机构等，均匀地传递给建筑下部结构。各部件的连接处多采用球面设计，并在连接处设置压合的球面金属板层和工程塑料层，具有减震、阻尼等作用。可在较大拉、压力的情况下吸收上部结构因徐变和温度变化所引起的伸缩位移及转动；另一方面，通过所述阻尼机构，在地震发生时可减小地震对上部结构的影响，起到减隔震作用。

本发明解决了长期以来建筑工程中缺少承载力高、耐久性好、在较大拉力和压力下均能实现自由转动和滑动、屈服后位移大的减震抗拉支座的难题。双曲面减震抗拉支座生产中，在满足上述要求的情况下，不必采用昂贵的特殊材料和复杂的结构，使双曲面减震抗拉支座在成本和体积方面都得到了有效控制。

当地震发生时，结构中形成的三对大半径球面摩擦副均可自由滑动，从而将地震产生的动能转换为势能，滑移过程中，摩擦阻力又可消耗一部分地震能量，达到减震效果，同时势能也可转化形成恢复力，使支座在地震后可有效复位。另外，通过结构中形成的三对大半径球面摩擦副处动能与势能的转换和摩擦消耗能量，延长震动周期，从而减小地震对结构的影响。

可见双曲面减震抗拉支座具有构造简单、减震效果好、承载力高、耐久性好、能保证上部结构与下部结构良好的共同工作等优点。对抗震建筑的建设具有重要意义。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点.本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内.本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定.

Claims (6)

1.双曲面减震抗拉支座包括一支座主体，所述支座主体上方设有用于连接上部结构的上部结构连接件，所述支座主体内设有阻尼机构，所述阻尼机构上部通过一中间拉杆连接所述上部结构连接件，其特征在于，所述支座主体设有一圆形腔体，所述阻尼机构设于所述圆形腔体内；

所述阻尼机构包括圆形腔体内侧上部设有的内弧表面，在所述内弧表面贴覆有第一球面金属板层，所述第一球面金属板层为一球面金属板层；

所述第一球面金属板层下方设有一弧度搭配的球面滑块，所述球面滑块上方覆有第一工程塑料滑板，所述第一工程塑料滑板为一工程塑料层；

所述球面滑块上方中部，连接所述中间拉杆；

所述圆形腔体内侧上部的内弧表面中部开口，所述中间拉杆从该开口伸出；

所述球面滑块下方的内弧表面贴覆有第二球面金属板层；

所述第二金属板层下方设有一上下两面为球面的双曲球冠板，所述双曲球冠板的上球面覆有第二工程塑料滑板，所述第二工程塑料滑板与第二球面金属板层的弧度相配合；

所述双曲球冠板的下球面覆有第三球面金属板层，所述第三球面金属板层下方设有一球面支座板，所述球面支座板上方为球面，并覆有第三工程塑料滑板，所述第三工程塑料滑板与第三球面金属板层的弧度相配合；

所述球面支座板下方与所述圆形腔体内侧下部固定连接。

2.根据权利要求1所述的双曲面减震抗拉支座，其特征在于：所述圆形腔体内侧上部的内弧表面中部开口与所述中间拉杆间设有一柔性的防尘罩。

3.根据权利要求2所述的双曲面减震抗拉支座，其特征在于：所述第一球面金属板层、第二球面金属板层、第三球面金属板层，均采用不锈钢材料的球面金属板层。

4.根据权利要求1、2或3所述的双曲面减震抗拉支座，其特征在于：所述第一工程塑料滑板、第二工程塑料滑板、第三工程塑料滑板，均采用聚乙烯材料的工程塑料层。

5.根据权利要求4所述的双曲面减震抗拉支座，其特征在于：所述第一工程塑料滑板、第二工程塑料滑板、第三工程塑料滑板，均采用改性超高分子聚乙烯复合材料。

6.根据权利要求5所述的双曲面减震抗拉支座，其特征在于：所述支座主体下方设有螺栓孔，所述螺栓孔为，便于连接支座主体与连接建筑下部结构的下支座板的沉头螺栓孔。

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