CN103046647A - 一种圆形非接触式橡胶支座保护机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种圆形非接触式橡胶支座保护机构，属于建筑结构减震与隔震技术领域，包括外磁铁、内磁铁、反力支座、下连接板和上连接板。外磁铁和内磁铁均有四块弧形磁铁组成圆形，外磁铁和内磁铁的同性磁极相对，内外磁铁之间留有一定的预留距离；当两块磁铁之间的距离减小时，两磁铁之间会产生相斥的作用力，阻碍橡胶支座的变形，使橡胶支座变形处于安全范围之内。

Description

一种圆形非接触式橡胶支座保护机构
技术领域
本发明涉及一种圆形非接触式橡胶支座保护机构，属于工程结构减震与隔震技术领域，主要用于隔震建筑及桥梁中橡胶支座的保护。 
背景技术
隔震结构通过叠层橡胶支座，将上下部结构分开，通过减小隔震层刚度，增大隔震层位移的办法，减小上部结构的地震反应，由于该结构形式在地震中的卓越表现，其应用越来越广泛。在对震后的隔震建筑进行调查时，曾发现有隔震层与基础相撞的现象，发生这种现象的原因可能有两种，其一为，由于地震波的不规律性，地震波的低频部分与结构发生共振（类共振），导致隔震支座的位移大于原设计值；其二为，当实际发生的地震大于设防地震时，隔震层位移可能大于原设计值。 
为防止橡胶支座在位移过大时发生破坏，需要对橡胶支座加以保护，目前研究较多的方法有两种，一种是变刚度保护，一种是对隔震层进行限位。两种办法均是按照橡胶支座发生x向或y向变形而设计。当橡胶支座发生45度方向变形，或者其他x、y双方向变形时，原有的保护橡胶支座和限位的措施会大打折扣，或完全失去作用。基于以上原因，需要找到一种更优越的保护橡胶支座的措施。 
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种圆形非接触式橡胶支座保护机构，其根据磁铁同性相斥的原理，对橡胶支座进行有效保护。 
本发明的技术方案如下： 
一种圆形非接触式橡胶支座保护机构，其特征在于：包括外磁铁、内磁铁、反力支座、下连接板和上连接板；所述外磁铁和内磁铁均由多块弧形磁铁组成为一圆形，其中，所述外磁铁和内磁铁的同性磁极相对，且内、外磁铁之间设有一预留距离；外磁铁通过第一反力支座和下连接板相连，下连接板与橡胶支座的下钢板相连；内磁铁通过第二反力支座和上连接板相连，上连接板与橡胶支座的上钢板相连。
所述外磁铁和内磁铁均由四块弧形磁铁组成一圆形，弧形磁铁沿圆周均匀分布。 
所述外磁铁的N极向里，即朝向橡胶支座的方向，内磁铁的N极向外，即背离橡胶支座的方向，或者外磁铁的N极向外，内磁铁的N极向里，使外磁铁和内磁铁同性相斥。 
所述第一、第二反力支座采用非磁性材料制作而成，以免工作过程中被磁化而影响保护效果。 
所述内外磁铁均为永久磁铁，属于被动保护的范畴，不会因为地震时发生停电等因素而失去作用。 
所述内、外磁铁之间的预留距离可以根据橡胶支座的设计剪应变确定，内、外磁铁的磁场强度可以根据设防烈度、结构自身的刚度和阻尼等情况确定。 
所述下连接板和上连接板均预留有螺栓孔，用于和下部及上部建筑结构相连。 
其工作原理为，当橡胶支座发生过大变形时，外磁铁和内磁铁之间的距离会减小，根据磁铁同性相斥的原理，两磁铁之间会产生相斥的作用力，而且伴随着两块磁铁之间距离越近，磁场强度越大，相斥的作用力也越大，从而限制了橡胶支座的变形，保护了橡胶支座。在整个工作过程中，相斥的作用力为非接触力，而且随着橡胶支座变形的增大逐渐增大，不会给结构带来冲击；另一方面，内外磁铁均为圆形，无论橡胶支座在哪个方向发生变形，该保护机构均能起到保护橡胶支座的作用。 
有益效果：本发明的一种圆形非接触式橡胶支座保护机构可以有效地限制橡胶支座的位移，防止隔震层发生破坏，且不会对隔震层和上部结构产生冲击。 
附图说明
图1为圆形非接触式橡胶支座保护机构平面示意图； 
图2为圆形非接触式橡胶支座保护机构立面示意图；
图3为反力支座示意图；
图4为单块外磁铁示意图；
图5为单块内磁铁示意图；
图6为圆形非接触式橡胶支座保护机构螺栓连接示意图
其中：1-外磁铁；2-内磁铁；3-反力支座；4-下连接板；5-上连接板；6-橡胶支座。
具体实施方式
如图1-6所示，本发明的一种圆形非接触式橡胶支座保护机构，其具体实施方式如下： 
外磁铁1和内磁铁2均有四块弧形磁铁组成圆形，外磁铁1的N极向里，内磁铁2的N极向外（或外磁铁1的S极向里，内磁铁2的S极向外），内外磁铁之间留有一定的预留距离；外磁铁1通过第一反力支座3和下连接板4相连，下连接板4与橡胶支座6的下钢板相连；内磁铁2通过第二反力支座3和上连接板5相连；上连接板5与橡胶支座6的上钢板相连。所有连接均为螺栓连接。下连接板4和上连接板5均预留螺栓孔，用于和下部及上部建筑结构相连。其中，第一、第二反力支座3采用非磁性材料制作而成，内、外磁铁2、1均为永久磁铁。内、外磁铁2、1之间的预留距离可以根据橡胶支座6的设计剪应变确定，内、外磁铁2、1的磁场强度可以根据设防烈度、结构自身的刚度和阻尼等情况确定。
当橡胶支座6发生过大变形时，外磁铁1和内磁铁2之间的距离会减小，根据磁铁同性相斥的原理，两磁铁之间会产生相斥的作用力，阻碍橡胶支座6的变形，使橡胶支座6的变形处于安全范围之内。 
以上是本发明的一个典型实施例，本发明的实施不限于此。 

Claims (7)

1.一种圆形非接触式橡胶支座保护机构，其特征在于：包括外磁铁(1)、内磁铁(2)、反力支座(3)、下连接板(4)和上连接板(5)；所述外磁铁(1)和内磁铁(2)均由多块弧形磁铁组成为一圆形，其中，所述外磁铁(1)和内磁铁(2)的同性磁极相对，且内、外磁铁之间设有一预留距离；外磁铁(1)通过第一反力支座(3)和下连接板(4)相连，下连接板(4)与橡胶支座(6)的下钢板相连；内磁铁(2)通过第二反力支座(3)和上连接板(5)相连，上连接板(5)与橡胶支座(6)的上钢板相连。
2.根据权利要求1所述的一种圆形非接触式橡胶支座保护机构，其特征在于：所述外磁铁(1)和内磁铁(2)均由四块弧形磁铁组成一圆形，弧形磁铁沿圆周均匀分布。
3.根据权利要求1所述的一种圆形非接触式橡胶支座保护机构，其特征在于：所述外磁铁(1)的N极向里，即朝向橡胶支座(6)的方向，内磁铁(2)的N极向外，即背离橡胶支座(6)的方向，或者外磁铁(1)的N极向外，内磁铁(2)的N极向里，使外磁铁(1)和内磁铁(2)同性相斥。
4.根据权利要求1所述的一种圆形非接触式橡胶支座保护机构，其特征在于：所述第一、第二反力支座(3)采用非磁性材料制作而成。
5.根据权利要求1所述的一种圆形非接触式橡胶支座保护机构，其特征在于：所述内、外磁铁均为永久磁铁。
6.根据权利要求1所述的一种圆形非接触式橡胶支座保护机构，其特征在于：所述内、外磁铁之间的预留距离根据橡胶支座(6)的设计剪应变确定，内、外磁铁的磁场强度根据设防烈度、结构自身的刚度和阻尼来确定。
7.根据权利要求1所述的一种圆形非接触式橡胶支座保护机构，其特征在于：所述下连接板(4)和上连接板(5)均预留有螺栓孔，用于和下部及上部建筑结构相连。
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