CN103556568B - 环向橡胶阻尼支座 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环向橡胶阻尼支座，其不同之处在于：在支座承重体上部外圈设置有环形橡胶圈，所述支座承重体的上端设置有固定在梁底的上支承钢板，所述上支承钢板下端设置有用于密封环形橡胶圈的密封钢板，所述支座承重体的底面为球面、侧面为弧面，所述支座承重体的下端设置有固定在墩顶或台顶的下支承钢板，所述支座承重体和所述下支承钢板之间的接触面为球面，所述下支承钢板上设置有用于限制支座承重体侧向位移的限位钢板，所述支座承重体和所述侧向限位钢板之间根据需要或有小间隙、或接触为切线接触。本发明核心优点在于能抵御各个方向的地震、消能减震效果好，同时兼具普通球型钢支座和阻尼抗震支座的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种环向橡胶阻尼支座，能用于桥梁、工业与民用建筑、核电站等土木建筑领域。
背景技术
地震是频发的自然灾害之一，长期以来，人类在这一自然灾害面前“无能为力”。地震造成生命和财产损失的直接原因是建筑物的剧烈震动、破坏和倒塌。自二十世纪以来，人类对建筑物的抗震、消能、减震的结构控制技术进行了不断的探索，先后发明和创造了用于结构防震减灾的产品和技术。
目前，较常用的以被动方式减隔震的结构控制产品有：
1）、铅芯橡胶支座：通过铅芯和橡胶的剪切变形吸收和耗散地震能量；
2）、液压粘滞阻尼器：通过液态或半固态的粘滞材料在缸体内的流动产生阻尼力来耗散、吸收地震能量；
3）、摩擦型阻尼支座：摩擦型阻尼支座采用上下不同半径的两个球面与配合位形成两个滑动摩擦副，保证支座正常的转动和滑移功能，当地震水平力超过阀值时，支座摩擦副间克服摩擦力产生相对滑动，大半径球面摩擦副可产生较大水平相对位移，即水平刚度较小，从而将地震产生的动能转换为势能，突破阀值后较小的水平刚度起到了“隔震”作用。同时由于摩擦阻力的存在，起到了“阻尼”作用，消耗了一部分地震能量。
但是铅芯橡胶支座和摩擦型阻尼支座虽然能起到环向减隔震的作用，但水平刚度过低，对软弱地基或者桥墩过柔时，减震效果降低，甚至会加大结构的地震响应。液压粘滞阻尼器目前是一种杆式结构，具有方向性，对减少轴向的地震作用效果明显，但地震对桥梁的地震作用方向事先是无法预知的，因而它的设置带有一定的盲目性，通常的做法是在桥梁的顺桥向和横桥向都安装液压阻尼器，这样一定程度上限制了其力学运动，降低了减震效果，并且它不具备回位功能，地震过后，靠外力作用回位。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种环向橡胶阻尼支座，该支座在水平面内的各个方向都能起到消能减震的作用，同时构造简单、安装方便，并具有普通球型钢支座和阻尼抗震支座的功能，既是支座、又是阻尼器。
本发明的技术方案为：环向橡胶阻尼支座，其不同之处在于：其包括支座承重体，所述支座承重体的上部外圈设置有环形橡胶圈，所述支座承重体的上端设置有固定在梁底的上支承钢板，所述上支承钢板下端设置有用于密封环形橡胶圈的密封钢板，所述支座承重体的下端设置有固定在墩顶或台顶的下支承钢板。
优选的，所述支座承重体的底面为球面，所述支座承重体的侧面为弧面，所述支座承重体和所述下支承钢板之间的接触面为球面，所述下支承钢板上设置有用于限制支座承重体侧向位移的侧向限位钢板，所述支座承重体和所述侧向限位钢板之间或有间隙，或其接触为切线接触。
优选的，所述密封钢板和所述侧向限位钢板之间设置有防尘罩。
优选的，所述支座承重体与所述上支承钢板、所述环形橡胶圈密封钢板之间均设置有四氟滑板。
优选的，所述环形橡胶圈、所述密封钢板、所述侧向限位钢板分别为整块构件。
优选的，所述环形橡胶圈、所述密封钢板、所述侧向限位钢板分别由分块构件构成。
对比现有技术，本发明的有益特点如下：
1）、该环向橡胶阻尼支座，支座承重体的外圈设置有环形橡胶圈，并且环形橡胶圈在密封受约束的条件下工作，能在水平面内的各个方向提供较大的水平刚度和阻尼、对地震作用提供较大的阻抗；
2）、该环向橡胶阻尼支座，支座承重体和下支承钢板之间的接触面为球面，支座承重体和侧向限位钢板之间的接触为切线接触，该环向橡胶阻尼支座具有普通球型钢支座需要具备的承重和能小幅转动的功能，能作为普通球型钢支座使用；
3）、该环向橡胶阻尼支座，上支承钢板固定在梁底，下支承钢板固定在墩顶或台顶，在地震惯性力作用下，不管这个力来自何方，墩、梁之间就会产生相对运动，这时环形橡胶圈在一个密封腔体内受到挤压，在水平面内，环形橡胶圈小于180°的部分受压、大于180°的部分受拉，这种复合的作用力又反作用于支座承重体上，提供了对地震运动的阻抗，具有阻尼抗震支座的功能，能作为阻尼抗震支座使用。
附图说明
图1为本发明实施例结构示意图；
图2为本发明实施例中下支承钢板剖视图；
图3为本发明实施例中下支承钢板俯视图；
图4为本发明实施例中上支承钢板剖视图；
图5为本发明实施例中上支承钢板俯视图；
图6为本发明实施例中环形橡胶圈剖视图；
图7为本发明实施例中环形橡胶圈俯视图；
图8为本发明实施例中密封钢板剖视图；
图9为本发明实施例中密封钢板俯视图；
图10为本发明实施例中支座承重体剖视图；
图11为本发明实施例中支座承重体俯视图；
图12为本发明实施例中侧向限位钢板剖视图；
图13为本发明实施例中侧向限位钢板俯视图；
其中：1-支座承重体、2-上支承钢板、3-四氟滑板、4-环形橡胶圈、5-密封钢板、6-侧向限位钢板、7-下支承钢板、8-防尘罩。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
请参考图1至图13，本发明实施例环向橡胶阻尼支座，其不同之处在于：其包括支座承重体1，所述支座承重体1的上部外圈设置有环形橡胶圈4，所述支座承重体1的上端设置有固定在梁底的上支承钢板2，所述上支承钢板2下端设置有用于密封环形橡胶圈4的密封钢板5，所述支座承重体1的下部侧面和底面均为球面，所述支座承重体1的下端设置有固定在墩顶或台顶的下支承钢板7，所述支座承重体1和所述下支承钢板7之间的接触面为球面，所述下支承钢板7上设置有用于限制支座承重体1的侧向限位钢板6，所述支座承重体1和所述侧向限位钢板6之间的接触为切线接触。
所述支座承重体1与所述侧向限位钢板6之间根据需要设置有间隙、可为1mm左右，或为切线接触。
具体的，所述支座承重体1与所述上支承钢板2、密封钢板5之间设置有四氟滑板3。
具体的，所述密封钢板5和所述侧向限位钢板6之间设置有防尘罩8。
本发明中环形橡胶圈4的材料为橡胶、金属橡胶、橡胶的衍生产品（如内加钢丝、钢条、碳物质等）及其它物理力学性能类似橡胶的一切产品。
本发明中环形橡胶圈4的的截面形状可以是任意其它的截面形状。
请参考图1，本发明实施例包括上支承钢板2、下支承钢板7、密封钢板5、侧向限位钢板6、支座承重体1、环形橡胶圈4，支座承重体1的外圈安装有环形橡胶圈4，并且环形橡胶圈4在密封受约束的条件下工作，能在水平面内的各个方向提供较大的水平刚度和对地震作用提供较大的阻抗，同时兼具普通球型钢支座和阻尼抗震支座的功能：
1）作为普通球型钢支座使用
支座承重体1和下支承钢板7之间的接触面为球面，支座承重体1与侧向限位钢板6之间的接触为切线接触，根据转动角度的需要，可预留1mm左右的间隙，因此支座承重体1连同上部结构梁体可在竖直平面内转动，转动的同时，支座承重体1与上部梁体之间产生一小幅度的水平位移，由于有环形橡胶的存在，该水平位移被吸收，所以该环向橡胶阻尼支座具有普通球型钢支座需要具备的承重和能小幅转动的功能，能当普通球型钢支座使用。
2）作为阻尼抗震支座使用
由于上支承钢板2固定在梁底、下支承钢板7固定在墩顶或台顶，在地震惯性力作用下，不管这个力来自何方，墩、梁之间就会产生相对运动，也即下支承钢板7和上支承钢板2之间产生相对运动，支座承重体1随下支承钢板7一起运动，这时环形橡胶圈4在一个密封腔体内受到挤压，在水平面内，环形橡胶圈4小于180°的部分受压，大于180°的部分受拉，这种复合的作用力又反作用于支座承重体1上，提供了对地震运动的阻抗。
该环向橡胶阻尼支座能抵御水平面内各个方向的地震；由于有较大的回复力，震后较容易复位。
本发明实施例的安装方法如下：
1）、在墩顶和梁底分别预埋螺栓、安装下支承钢板7和上支承钢板2；
2）、安装支座承重体1；
3）、安装侧向限位钢板6；
4）、安装环形橡胶圈4；
5）、安装密封钢板5。上支承钢板2和下支承钢板7由于安装误差的存在，可能不对位，但因为环形橡胶圈4的高弹性，在施工过程中，对于误差级的偏差，是很容易克服的；
6）、安装防尘罩8。
为安装方便和更换构件方便，环形橡胶圈4、密封钢板5、限位钢板6可分块设计安装。
本发明兼具普通球型钢支座和阻尼抗震支座的功能，能吸收、耗散水平面内各个方向的地震能量，回复力大，且安装方便。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属的技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.环向橡胶阻尼支座，其特征在于：其包括支座承重体，所述支座承重体的上部外圈设置有环形橡胶圈，并且环形橡胶圈在密封受约束的条件下工作，所述支座承重体的上端设置有固定在梁底的上支承钢板，所述上支承钢板下端设置有用于密封环形橡胶圈的密封钢板，所述支座承重体的下端设置有固定在墩顶或台顶的下支承钢板。
2.如权利要求1所述的环向橡胶阻尼支座，其特征在于：所述支座承重体的底面为球面，所述支座承重体的侧面为弧面，所述支座承重体和所述下支承钢板之间的接触面为球面，所述下支承钢板上设置有用于限制支座承重体侧向位移的侧向限位钢板，所述支座承重体和所述侧向限位钢板之间或有间隙，或其接触为切线接触。
3.如权利要求2所述的环向橡胶阻尼支座，其特征在于：所述密封钢板和所述侧向限位钢板之间设置有防尘罩。
4.如权利要求2所述的环向橡胶阻尼支座，其特征在于：所述环形橡胶圈、所述密封钢板、所述侧向限位钢板分别为整块构件。
5.如权利要求2所述的环向橡胶阻尼支座，其特征在于：所述环形橡胶圈、所述密封钢板、所述侧向限位钢板分别由分块构件构成。
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