CN105297618B - 一种曲面铰滑动摩擦‑滚轴滚动摩擦组合隔震支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲面铰滑动摩擦‑滚轴滚动摩擦组合隔震支座，包括上支座板、中滑动板、下支座板、放置在上支座板和中滑动板之间的滑子和放置在中滑动板和下支座板之间的滚轴，特点是上支座板上表面为平面，下表面为凹面；中滑动板位于上支座板和下支座板之间，中滑动板上表面为凹面，中滑动板下表面为双坡斜面；下支座板顶面和底面都是平面；滑子设置在上支座板和中滑动板之间；滚轴为圆柱体。优点是支座在滚轴滚动方向具有较小的摩擦力，摩擦力可以调节；在另一水平方向铰支座提供较大的屈服力。该隔震支座集合了滚动摩擦和滑动摩擦支座的优点，实现延长结构周期、耗散地震能量和降低结构地震响应的功能。

Description

一种曲面铰滑动摩擦-滚轴滚动摩擦组合隔震支座

技术领域

本发明涉及一种建筑及桥梁结构隔震支座，尤其涉及一种曲面铰滑动摩擦-滚轴滚动摩擦组合隔震支座。

背景技术

地震是地球的常见灾害之一，常常造成建筑及桥梁结构物的倒塌，给经济和社会发展带来重大的影响。单纯依靠提高结构物的刚度来抵御地震灾害不仅不经济，而且还有可能增大地震力，并不能真正起到抗震的目的。在建筑及桥梁结构抗震设计中引入隔震技术，可以使隔震装置在满足正常使用功能要求的前提下，达到延长结构周期、消耗地震能量、降低结构响应的目的。

地震发生时，为了保证伤员得到及时的抢救和治疗，医院建筑不能倒塌；为了保证救灾人员和物资进入到灾区，桥梁等生命线工程必须保证安全畅通。在上述结构物设计施工时，合理设计和安装隔震装置可以很好的避免其在地震作用下发生倒塌破坏。

随着建筑结构隔震技术的发展，目前在世界上很多地震多发国家和地区，在建筑和桥梁结构新建时即安装隔震支座，通过设计合理可靠的隔震装置，使其在结构抗震中发挥重要作用，使结构物大部分的耗能和塑性变形集中于这些隔震装置，允许隔震装置在罕遇地震作用下发生较大的塑性变形和存在一定的残余变形，从而保证其它结构构件处于弹性或有限塑性范围内。

目前在结构物中常用的隔震支座有铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座和球铰滑动摩擦支座等类型。橡胶支座的主要缺点是吨位低，耐老化性能差；球铰滑动摩擦支座的缺点是滑动摩擦力大，需要增设四氟乙烯板降低摩擦系数。相比较而言，滚动摩擦支座能很好地克服上述问题，滚动摩擦的摩擦力远小于滑动摩擦，可以实现屈服后零刚度，受力性能稳定。

滚动摩擦支座采用滚轴滚动来抵抗水平地震力，地震发生后需要有自复位能力，帮助支座恢复原位，减少震后残余位移；滚动摩擦力较小，在温度等正常使用荷载作用下不希望支座发生较大位移，因此必须适当采用其他措施增大摩擦力，提高耗能能力，控制正常使用荷载作用下结构物位移；单纯滚动摩擦支座水平屈服力太低，不能满足结构设计需要，需要考虑采取一定的措施增大其水平屈服力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构形式简单、耗能能力强且易于控制滑动摩擦力和屈服力的曲面铰滑动摩擦-滚轴滚动摩擦组合隔震支座。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种曲面铰滑动摩擦-滚轴滚动摩擦组合隔震支座，包括上支座板、中滑动板、下支座板、放置在上支座板和中滑动板之间的滑子和放置在中滑动板和下支座板之间的滚轴；所述的上支座板上表面为平面，下表面为凹面，所述的凹面两端设置有上支座板纵向挡块，所述的凹面两侧设置有上支座板横向挡块组；所述的中滑动板位于上支座板和下支座板之间，所述的中滑动板上表面为凹面，所述的中滑动板下表面为双坡斜面，所述的中滑动板上表面的凹面弯曲方向与下表面的斜面方向正交，所述的中滑动板四个侧面设置中滑动板挡块组；所述的下支座板顶面和底面都是平面，所述的下支座板在平行于滚轴滚动方向的两个侧面设置下支座板横向挡块组；所述的滑子设置在上支座板和中滑动板之间，滑子上下表面均为单向凸曲面；所述的滚轴为圆柱体，截面为圆环形。

所述的中滑动板挡块组由与滑子滑动方向垂直的中滑动板纵向挡块和与滑子滑动方向平行的中滑动板横向挡块组成。

所述的上支座板横向挡块组由上支座板外横向挡块、上支座板内横向挡块和两者之间的四颗上支座板锚固螺栓组成；所述的四颗上支座板锚固螺栓用于固定所述的上支座板内横向挡块，并通过调节上支座板锚固螺栓的松紧控制所述的中滑动板横向挡块与上支座板横向挡块组之间的摩擦力。

所述的下支座板横向挡块组由下支座板外横向挡块、下支座板内横向挡块和两者之间的四颗下支座板锚固螺栓组成；所述的四颗下支座板锚固螺栓用于固定所述的下支座板内横向挡块，并通过调节下支座板锚固螺栓的松紧控制所述的中滑动板纵向挡块与下支座板横向挡块组之间的摩擦力。

所述的滑子上凸曲面表面设置上四氟乙烯板，所述的滑子下凸曲面表面设置下四氟乙烯板，以减少滑子与上支座板以及滑子与中滑动板之间的滑动摩擦力。

所述的滑子仅沿所述的滑子上凸面和下凸面的弯曲方向滑动，所述的滑子滑动时，纵向受到所述的上支座板纵向挡块和所述的中滑动板纵向挡块的限位，横向受到所述的上支座板横向挡块组和所述的中滑动板横向挡块的限位。

所述的滚轴滚动时纵向受到所述的中滑动板横向挡块的限位，横向受到所述的中滑动板纵向挡块的限位。

当发生地震时，本支座上支座板和下支座板可以沿两个平面方向发生相对位移，所述的上支座板的下表面的凹面和中滑动板上表面的凹面便于所述的上支座板和滑子在自重作用下自动复位，所述的中滑动板下表面的双坡斜面便于所述的中滑动板和滚轴在自重作用下自动复位；所述的中滑动板纵向挡块与所述的下支座板横向挡块组之间的摩擦力可以提供额外的摩擦耗能；所述的上支座板、所述的滑子和所述的中滑动板组成的曲面铰可以使结构物在滑子滑动方向具有较大的屈服力。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该隔震支座在滚轴滚动方向具有较小的摩擦力，屈服后刚度几乎为零，摩擦力可以调节，实现较大的耗能能力，另一方向铰支座可以提供较大的屈服力，可以根据需要合理设计两个方向的位移量和屈服力，实现延长结构周期、耗散地震能量和降低结构地震响应的功能。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明的下支座板俯视图；

图4为本发明的下支座板构造图；

图5为本发明的下支座板内横向挡块构造图；

图6为本发明的下支座板锚固螺栓构造图；

图7为本发明的滚轴构造图；

图8为本发明的中滑动板俯视图；

图9为本发明的中滑动板仰视图；

图10为本发明的滑子构造图；

图11为本发明的上支座板仰视图；

图12为本发明的上支座板构造图；

图13为本发明的上支座板内横向挡块构造图；

图14为本发明的上支座板锚固螺栓构造图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图2所示，一种曲面铰滑动摩擦-滚轴滚动摩擦组合隔震支座，包括上支座板1、中滑动板2、下支座板3、放置在上支座板和中滑动板之间的滑子4和放置在中滑动板和下支座板之间的滚轴5；如图2、图11所示，所述的上支座板1上表面为平面，下表面为凹面，所述的凹面两端设置有上支座板纵向挡块6，所述的凹面两侧设置有上支座板横向挡块组7；如图2、图8和图9所示，所述的中滑动板2位于上支座板1和下支座板3之间，所述的中滑动板2上表面为凹面，所述的中滑动板2下表面为双坡斜面，所述的中滑动板2上表面的凹面弯曲方向与下表面的斜面方向正交，所述的中滑动板2四个侧面设置中滑动板挡块组8；如图2、图3所示，所述的下支座板3顶面和底面都是平面，所述的下支座板3在平行于滚轴滚动方向的两个侧面设置下支座板横向挡块组9；如图2、图10所示，所述的滑子4设置在所述的上支座板1和所述的中滑动板2之间，所述的滑子4上下表面均为单向凸曲面；如图2、图7所示，所述的滚轴5为圆柱体，截面为圆环形。

如图8、图9所示，在此具体实施例中，所述的中滑动板挡块组8由与所述的滑子4滑动方向垂直的中滑动板纵向挡块15和与滑子4滑动方向平行的中滑动板横向挡块16组成。

如图11、图12、图13、图14所示，在此具体实施例中，所述的上支座板横向挡块组7由上支座板外横向挡块12、上支座板内横向挡块13和两者之间的四颗上支座板锚固螺栓14组成；所述的四颗上支座板锚固螺栓14用于固定所述的上支座板内横向挡块13，并通过调节所述的上支座板锚固螺栓14的松紧控制所述的中滑动板横向挡块16与所述的上支座板横向挡块组7之间的摩擦力。

如图3、图4、图5、图6所示，在此具体实施例中，所述的下支座板横向挡块组9由下支座板外横向挡块17、下支座板内横向挡块18和两者之间的四颗下支座板锚固螺栓19组成；所述的四颗下支座板锚固螺栓19用于固定所述的下支座板内横向挡块18，并通过调节所述的下支座板锚固螺栓19的松紧控制所述的中滑动板纵向挡块15与所述的下支座板横向挡块组9之间的摩擦力。

如图10所示，在此具体实施例中，所述的滑子4的上凸曲面表面设置上四氟乙烯板10，所述的滑子4下凸曲面表面设置下四氟乙烯板11，以减少所述的滑子4与所述的上支座板1以及所述的滑子4与所述的中滑动板2之间的滑动摩擦力。

如图2、图8、图11所示，在此具体实施例中，所述的滑子4仅沿滑子上凸面和下凸面的弯曲方向滑动，所述的滑子4滑动时，纵向受到所述的上支座板纵向挡块6和所述的中滑动板纵向挡块15的限位，横向受到所述的上支座板横向挡块组7和所述的中滑动板横向挡块16的限位。

如图2、图9所示，在此具体实施例中，所述的滚轴5滚动时纵向受到所述的中滑动板横向挡块16的限位，横向受到所述的中滑动板纵向挡块15的限位。

Claims (7)

1.一种曲面铰滑动摩擦-滚轴滚动摩擦组合隔震支座，包括上支座板、中滑动板、下支座板、放置在上支座板和中滑动板之间的滑子和放置在中滑动板和下支座板之间的滚轴；所述的上支座板上表面为平面，下表面为凹面，所述的凹面两端设置有上支座板纵向挡块，所述的凹面两侧设置有上支座板横向挡块组；所述的中滑动板位于上支座板和下支座板之间，所述的中滑动板上表面为凹面，所述的中滑动板下表面为双坡斜面，所述的中滑动板上表面的凹面弯曲方向与下表面的斜面方向正交，所述的中滑动板四个侧面设置中滑动板挡块组；所述的下支座板顶面和底面都是平面，所述的下支座板在平行于滚轴滚动方向的两个侧面设置下支座板横向挡块组；所述的滑子设置在上支座板和中滑动板之间，滑子上下表面均为单向凸曲面；所述的滚轴为圆柱体，截面为圆环形。

2.根据权利要求1所述的一种曲面铰滑动摩擦-滚轴滚动摩擦组合隔震支座，其特征是中滑动板挡块组由与滑子滑动方向垂直的中滑动板纵向挡块和与滑子滑动方向平行的中滑动板横向挡块组成。

3.根据权利要求2所述的一种曲面铰滑动摩擦-滚轴滚动摩擦组合隔震支座，其特征是上支座板横向挡块组由上支座板外横向挡块、上支座板内横向挡块和两者之间的四颗上支座板锚固螺栓组成；所述的四颗上支座板锚固螺栓用于固定所述的上支座板内横向挡块，并通过调节上支座板锚固螺栓的松紧控制所述的中滑动板横向挡块与上支座板横向挡块组之间的摩擦力。

4.根据权利要求2所述的一种曲面铰滑动摩擦-滚轴滚动摩擦组合隔震支座，其特征是下支座板横向挡块组由下支座板外横向挡块、下支座板内横向挡块和两者之间的四颗下支座板锚固螺栓组成；所述的四颗下支座板锚固螺栓用于固定所述的下支座板内横向挡块，并通过调节下支座板锚固螺栓的松紧控制所述的中滑动板纵向挡块与下支座板横向挡块组之间的摩擦力。

5.根据权利要求1所述的一种曲面铰滑动摩擦-滚轴滚动摩擦组合隔震支座，其特征是滑子上凸曲面表面设置上四氟乙烯板，所述的滑子下凸曲面表面设置下四氟乙烯板，以减少滑子与上支座板以及滑子与中滑动板之间的滑动摩擦力。

6.根据权利要求2所述的一种曲面铰滑动摩擦-滚轴滚动摩擦组合隔震支座，其特征是滑子仅沿所述的滑子上凸面和下凸面的弯曲方向滑动，所述的滑子滑动时，纵向受到所述的上支座板纵向挡块和所述的中滑动板纵向挡块的限位，横向受到所述的上支座板横向挡块组和所述的中滑动板横向挡块的限位。

7.根据权利要求2所述的一种曲面铰滑动摩擦-滚轴滚动摩擦组合隔震支座，其特征是滚轴滚动时纵向受到所述的中滑动板横向挡块的限位，横向受到所述的中滑动板纵向挡块的限位。