CN108222279A - 一种新型支座隔震结构及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
一种新型支座隔震结构及其安装方法，属于建筑抗震技术领域，主要包括顶板、底板、隔震构件和弹性球，所述隔震构件安装在顶板与地板中间，隔震构件包括固定杆、上面板和凹槽，所述上面板设置在隔震构件的上表面，上面板上开有圆形孔，所述凹槽呈半球形且凹槽口与圆形孔固定连接，上面板的上表面四角分别设有弹簧固定孔二，上面板的下表面四角分别设有铰座一，所述固定杆固定安装在凹槽的下方，固定杆内部设有螺栓孔一，所述弹性球设置在凹槽内部，弹性球内部设有腔室，所述腔室为球形且内部注入活性油。总之，本发明具有结构合理，施工成本低、隔震效果好等优点。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构抗震技术领域，具体是涉及一种新型支座隔震结构及其安装方法。
背景技术
隔震支座是指结构为达到隔震要求而设置的支承装置，是在上部结构与地基之间增加隔震层，安装橡胶隔震支座，起到与地面的软连接，通过这样的技术，可以把地震80％左右的能量抵消掉。例如叠层橡胶支座(或称隔震橡胶支座、夹层橡胶垫等)。它是一种水平刚度较小而竖向刚度较大的结构构件，可承受大的水平变形，可作为承重体系的一部分。这样的抗震技术来源于火箭发动机的研发。
传统的抗震技术是把建筑物上部结构和基础牢固地连接在一起，就是把房子盖得更结实，用更粗的钢筋、更多的混凝土浇注，但这样抗震效果并不理想。隔震支座是在上部结构与地基之间增加隔震层，安装橡胶隔震支座，起到与地面的软连接，通过这样的技术，可以把地震80％左右的能量抵消掉。这样的抗震技术来源于火箭发动机，正是研发火箭固体发动机的设计师们研发了这项技术。
在隔震支座遭受发生火灾或高温时，由于橡胶具有可燃性和受热易变形，而隔震支座中的钢板具有良好的热传导性。所以，在隔震支座遭受发生火灾或高温时，由于钢板导热很快会加速橡胶的损坏。因此，我们在应用橡胶类的隔震支座时，其耐火性，耐高温也应该引起我们的重视。
橡胶隔震支座是由多层钢板与橡胶交替叠合而成，钢板作为橡胶支座的加筋材料，改变了橡胶体竖向刚度较小的缺点，使其既能降低水平地震作用，又能承受较大竖向荷载。由于橡胶作为弹性体，耗能性不足，因此在支座中加入铅芯。铅芯橡胶隔震支座既能够承担整个上部结构的竖向荷载，延长结构周期，又能提供一定的阻尼，使得下部结构即墩和墩台的地震力重新分配，隔震层的位移也不会很大，具有很好的隔震效果。同时，铅芯橡胶隔震支座又具备一定的初始水平刚度，能够抵御荷载和制动荷载的作用。
发明内容
针对现有技术中支座隔震结构出现的隔震效果不好、不易安装和构件容易老化等技术问题，本发明提供了一种新型支座隔震结构及其安装方法。
本发明的技术方案是：一种新型支座隔震结构，主要包括顶板、底板、隔震构件和弹性球，所述顶板分为两层，上层为防火层一，下层为钢板一，所述钢板一下表面四顶角设置有弹簧固定孔一；所述隔震构件设置在顶板的下方，隔震构件包括固定杆、上面板和凹槽，所述上面板设置在隔震构件的上表面，上面板中心位置开有圆形孔，所述凹槽呈半球形且凹槽口固定连接在圆形孔下方，上面板的上表面四角分别设有弹簧固定孔二，所述弹簧固定孔二与所述弹簧固定孔一对应，且弹簧固定孔一与弹簧固定孔二之间通过弹簧连接，上面板的下表面四角分别设有铰座一，所述固定杆固定安装在凹槽的下方，固定杆内部设有螺栓孔一；所述弹性球设置在凹槽内部，弹性球内部设有腔室，所述腔室为球形且内部注入活性油；所述底板设置在隔震构件的下方，底板分为两层，下层为防火层二，上层为钢板二，所述钢板二上表面四顶角设置有铰座二，所述铰座二与所述铰座一对应，且铰座一与铰座二之间通过阻尼器连接，所述阻尼器包括上铰头、活塞杆、油管和下铰头，所述上铰头设置在阻尼器的顶端，上铰头与所述绞座一活动连接，所述活塞杆固定连接在上铰头的下方，所述油管设置在活塞杆的下方，且活塞杆下部套装在油管内部，所述下铰头固定安装在油管的下端，且下铰头与所述铰座二活动连接，所述钢板二中心位置还设有固定孔，所述固定孔与所述固定杆直径相同，长度相同，且固定孔下表面设有螺栓孔二，固定杆与固定孔之间通过高强度螺栓固定连接。
进一步地，所述弹簧上端为塔状，下端为倒塔状，且弹簧为60Si2Mn弹簧钢制成，弹簧两端设置成塔状，可以与弹簧固定孔一和弹簧固定孔二直接固定安装，不需要焊接或螺栓固定，节省了安装步骤。
进一步地，所述腔室内的活性油主要是由以下重量组分组成：活化剂100-200份、抗结剂15-25份、50％PAO合成油300-400份、灯黑10-20份、烷基化汽油40-50份，活化油的作用是避免弹性球长时间使用发生老化，导致弹性球吸震效果减弱。
进一步地，所述弹性球的材料包括以下重量组分：聚氨酯橡胶100-200份、碳酸重钙5-10份、硅树脂3-5份、NBR混炼胶50-70份、Nangard445防老剂10-30份、N-N'-二苯基-对苯二胺10-30份、HMT-3H促进剂3-5份，使用上述材料制得的弹性球具有弹性强、韧性高、抗老化的优点。
进一步地，所述弹性球的制作方法为：将活性油注入球形模具中，将球形模具送至液氮中，使活性油冻结为球体，去除球形模具，将活性油球体送至弹性球模具中，浇灌液体橡胶，成型后即得内部填充有活性油的弹性球。
进一步地，所述弹性球内部分布有细小孔径，用于活性油的扩散，使得活性油可以扩散至弹性球各个部位。
一种新型支座隔震结构的安装方法，主要包括以下步骤：
步骤一：将底板水平固定，将阻尼器的上铰头分别与铰座一连接，将固定杆插入固定孔，将阻尼器的下铰头分别与铰座二连接，然后使用高强度螺栓将固定杆与底板固定连接；
步骤二：将弹簧下端分别安装在弹簧固定孔二中，将弹性球放置在凹槽中；
步骤三：将弹簧上端分别与顶板下表面的弹簧固定孔一连接，给予顶板一定的压力，使顶板下表面与弹性球接触，固定顶板。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种新型支座隔震结构及其安装方法，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、在设置弹性球吸震的基础上，设置隔震构件，使得隔震效果更好；
2、弹性球内部设有腔室，腔室内注有活化油，避免弹性球在长时间使用后发生老化；
3、隔震构件与顶板之间通过弹簧连接，在地震时弹簧可以有效的分担一部分能量，避免弹性球瞬间承压过大，导致爆裂；
4、隔震构件与底板之间通过阻尼器连接，当顶板受压至隔震构件上表面时，阻尼器可以为隔震构件分担一部分能量，避免隔震构件损坏；
5、阻尼器还可以在地震过后对隔震构件进行结构恢复。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的隔震构件立体示意图；
图3是本发明的弹簧结构示意图。
其中，1-顶板、11-防火层一、12-钢板一、121-弹簧固定孔一、2-底板、21-防火层二、22-钢板二、221-铰座二、23-固定孔、3-隔震构件、31-固定杆、32-上面板、321-圆形孔、33-弹簧固定孔二、34-铰座一、35-凹槽、4-弹簧、5-阻尼器、51-上铰头、52-活塞杆、53-油管、54-下铰头、6-弹性球、61-腔室、7-高强度螺栓。
具体实施方式
为便于对本发明技术方案的理解，下面结合附图1-2和具体实施例对本发明做进一步的解释说明，实施例并不构成对发明保护范围的限定。
实施例1
如图1-2所示，一种新型支座隔震结构，主要包括顶板1、底板2、隔震构件3和弹性球6，顶板1分为两层，上层为防火层一11，下层为钢板一12，钢板一12下表面四顶角设置有弹簧固定孔一121；隔震构件3设置在顶板1的下方，隔震构件3包括固定杆31、上面板32和凹槽35，上面板32设置在隔震构件3的上表面，上面板32中心位置开有圆形孔321，凹槽35呈半球形且凹槽35口固定连接在圆形孔321下方，上面板32的上表面四角分别设有弹簧固定孔二33，弹簧固定孔二33与弹簧固定孔一121对应，且弹簧固定孔一121与弹簧固定孔二33之间通过弹簧4连接，弹簧4上端为塔状，下端为倒塔状，且弹簧4为60Si2Mn弹簧钢制成，弹簧4两端设置成塔状，可以与弹簧固定孔一121和弹簧固定孔二33直接固定安装，不需要焊接或螺栓固定，节省了安装步骤，上面板32的下表面四角分别设有铰座一34，固定杆31固定安装在凹槽35的下方，固定杆31内部设有螺栓孔一311；弹性球6设置在凹槽35内部，弹性球6的材料包括以下重量组分：聚氨酯橡胶100份、碳酸重钙5份、硅树脂3份、NBR混炼胶50份、Nangard445防老剂10份、N-N'-二苯基-对苯二胺10份、HMT-3H促进剂3份，使用上述材料制得的弹性球具有弹性强、韧性高、抗老化的优点，弹性球6内部设有腔室61，腔室61为球形且内部注入活性油，活性油主要是由以下重量组分组成：活化剂100份、抗结剂15份、50％PAO合成油300份、灯黑10份、烷基化汽油40份，弹性球6内部分布有细小孔径，用于活性油的扩散，活化油的作用是避免弹性球6长时间使用发生老化，导致弹性球6吸震效果减弱；底板2设置在隔震构件3的下方，底板2分为两层，下层为防火层二21，上层为钢板二22，钢板二22上表面四顶角设置有铰座二221，铰座二221与铰座一34对应，且铰座一34与铰座二221之间通过阻尼器5连接，阻尼器5包括上铰头51、活塞杆52、油管53和下铰头54，上铰头51设置在阻尼器5的顶端，上铰头51与绞座一34活动连接，活塞杆52固定连接在上铰头51的下方，油管53设置在活塞杆52的下方，且活塞杆52下部套装在油管53内部，下铰头54固定安装在油管53的下端，且下铰头54与铰座二221活动连接，钢板二22中心位置还设有固定孔23，固定孔23与固定杆31直径相同，长度相同，且固定孔23下表面设有螺栓孔二231，固定杆31与固定孔23之间通过高强度螺栓7固定连接。
实施例2
如图1-2所示，一种新型支座隔震结构，主要包括顶板1、底板2、隔震构件3和弹性球6，顶板1分为两层，上层为防火层一11，下层为钢板一12，钢板一12下表面呈正方形矩阵设置有弹簧固定孔一121；隔震构件3设置在顶板1的下方，隔震构件3包括固定杆31、上面板32和凹槽35，上面板32设置在隔震构件3的上表面，上面板32上开有圆形孔321，凹槽35呈半球形且凹槽35口与圆形孔321固定连接，上面板32的上表面四角分别设有弹簧固定孔二33，弹簧固定孔二33与弹簧固定孔一121对应，且弹簧固定孔一121与弹簧固定孔二33之间通过弹簧4连接，弹簧4上端为塔状，下端为倒塔状，且弹簧4为60Si2Mn弹簧钢制成，弹簧4两端设置成塔状，可以与弹簧固定孔一121和弹簧固定孔二33直接固定安装，不需要焊接或螺栓固定，节省了安装步骤，上面板32的下表面四角分别设有铰座一34，固定杆31固定安装在凹槽35的下方，固定杆31内部设有螺栓孔一311；弹性球6设置在凹槽35内部，所述弹性球的材料包括以下重量组分：聚氨酯橡胶200份、碳酸重钙10份、硅树脂5份、NBR混炼胶70份、Nangard445防老剂30份、N-N'-二苯基-对苯二胺30份、HMT-3H促进剂5份，使用上述材料制得的弹性球具有弹性强、韧性高、抗老化的优点，弹性球6内部设有腔室61，腔室61为球形且内部注入活性油，活性油主要是由以下重量组分组成：活化剂200份、抗结剂25份、50％PAO合成油400份、灯黑20份、烷基化汽油50份，弹性球6内部分布有细小孔径，用于活性油的扩散，活化油的作用是避免弹性球6长时间使用发生老化，导致弹性球6吸震效果减弱；底板2设置在隔震构件3的下方，底板2分为两层，下层为防火层二21，上层为钢板二22，钢板二22上表面呈正方形矩阵设置有铰座二221，铰座二221与铰座一34对应，且铰座一34与铰座二221之间通过阻尼器5连接，阻尼器5包括上铰头51、活塞杆52、油管53和下铰头54，上铰头51设置在阻尼器5的顶端，上铰头与绞座一34活动连接，活塞杆52固定连接在上铰头51的下方，油管53设置在活塞杆52的下方，且活塞杆52下部套装在油管53内部，下铰头54固定安装在油管53的下端，且下铰头54与铰座二221活动连接，钢板二22中心位置还设有固定孔23，固定孔23与固定杆31直径相同，长度相同，且固定孔下表面设有螺栓孔二231，固定杆31与固定孔23之间通过高强度螺栓7固定连接。
弹性球6的制作方法为：将活性油注入球形模具中，将球形模具送至液氮中，使活性油冻结为球体，去除球形模具，将活性油球体送至弹性球模具中，浇灌液体橡胶，成型后即得内部填充有活性油的弹性球6。
本实施例的安装方法，主要包括以下步骤：
步骤一：将底板2水平固定，将阻尼器5的上铰头51分别与铰座一34连接，将固定杆31插入固定孔23，将阻尼器5的下铰头54分别与铰座二221连接，然后使用高强度螺栓7将固定杆31与底板2固定连接；
步骤二：将弹簧4下端分别安装在弹簧固定孔二33中，将弹性球6放置在凹槽35中；
步骤三：将弹簧4上端分别与顶板1下表面的弹簧固定孔一121连接，用100N的压力压迫顶板1，使顶板1下表面与弹性球6接触，固定顶板1。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种新型支座隔震结构，其特征在于，主要包括顶板(1)、底板(2)、隔震构件(3)和弹性球(6)，所述顶板(1)分为两层，上层为防火层一(11)，下层为钢板一(12)，所述钢板一(12)下表面四顶角设置有弹簧固定孔一(121)；所述隔震构件(3)设置在顶板(1)的下方，隔震构件(3)包括固定杆(31)、上面板(32)和凹槽(35)，所述上面板(32)设置在隔震构件(3)的上表面，上面板(32)中心位置开有圆形孔(321)，所述凹槽(35)呈半球形且凹槽(35)口固定连接在圆形孔(321)下方，上面板(32)的上表面四角分别设有弹簧固定孔二(33)，所述弹簧固定孔二(33)与所述弹簧固定孔一(121)对应，且弹簧固定孔一(121)与弹簧固定孔二(33)之间通过弹簧(4)连接，上面板(32)的下表面四角分别设有铰座一(34)，所述固定杆(31)固定安装在凹槽(35)的下方，固定杆(31)内部设有螺栓孔一(311)；所述弹性球(6)设置在凹槽(35)内部，弹性球(6)内部设有腔室(61)，所述腔室(61)为球形且内部注入活性油；所述底板(2)设置在隔震构件(3)的下方，底板(2)分为两层，下层为防火层二(21)，上层为钢板二(22)，所述钢板二(22)上表面四顶角设置有铰座二(221)，所述铰座二(221)与所述铰座一(34)对应，且铰座一(34)与铰座二(221)之间通过阻尼器(5)连接，所述阻尼器(5)包括上铰头(51)、活塞杆(52)、油管(53)和下铰头(54)，所述上铰头(51)设置在阻尼器(5)的顶端，上铰头(51)与所述绞座一(34)活动连接，所述活塞杆(52)固定连接在上铰头(51)的下方，所述油管(53)设置在活塞杆(52)的下方，且活塞杆(52)下部套装在油管(53)内部，所述下铰头(54)固定安装在油管(53)的下端，且下铰头(54)与所述铰座二(221)活动连接，所述钢板二(22)中心位置还设有固定孔(23)，所述固定孔(23)与所述固定杆(31)直径相同，长度相同，且固定孔(23)下表面设有螺栓孔二(231)，固定杆(31)与固定孔(23)之间通过高强度螺栓(7)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型支座隔震结构，其特征在于，所述弹簧(4)上端为塔状，下端为倒塔状，且弹簧(4)为60Si2Mn弹簧钢制成。
3.根据权利要求1所述的一种新型支座隔震结构，其特征在于，所述腔室(61)内的活性油主要是由以下重量组分组成：活化剂100-200份、抗结剂15-25份、50％PAO合成油300-400份、灯黑10-20份、烷基化汽油40-50份。
4.根据权利要求1所述的一种新型支座隔震结构，其特征在于，所述弹性球(6)的制作方法为：将活性油注入球形模具中，将球形模具送至液氮中，使活性油冻结为球体，去除球形模具，将活性油球体送至弹性球模具中，浇灌液体橡胶，成型后即得内部填充有活性油的弹性球(6)。
5.根据权利要求1所述的一种新型支座隔震结构，其特征在于，所述弹簧(4)上端为塔状，下端为倒塔状。
6.根据权利要求1所述的一种新型支座隔震结构，其特征在于，所述弹性球(6)内部分布有细小孔径。
7.一种新型支座隔震结构的安装方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
步骤一：将底板(2)水平固定，将阻尼器(5)的上铰头(51)分别与铰座一(34)连接，将固定杆(31)插入固定孔(23)，将阻尼器(5)的下铰头(54)分别与铰座二(221)连接，然后使用高强度螺栓(7)将固定杆(31)与底板(2)固定连接；
步骤二：将弹簧(4)下端分别安装在弹簧固定孔二(33)中，将弹性球(6)放置在凹槽(35)中；
步骤三：将弹簧(4)上端分别与顶板(1)下表面的弹簧固定孔一(121)连接，给予顶板(1)一定的压力，使顶板(1)下表面与弹性球(6)接触，固定顶板(1)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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