CN108774950A - 碟式摆动减震器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碟式摆动减震器，本发明的目的是提供一种减震效果明显，在无维护的条件下耐久性能好，结构简单、成本低、易于推广的碟式摆动减震器。本发明采用如下技术方案。一种碟式摆动减震器，包括上盖、底座，上盖、底座通过它们之间安装的减震接触体接触，减震接触体为钢球，底座底部通过可拆卸连接方式安装在混凝土基础梁上，底座上部为碟形；上盖上面分布有与钢结构底部大梁、衬梁螺栓连接的螺孔，上盖底部为反向碟形，上盖、底座通过密封结构密封扣合在一起。
Description
技术领域
本发明涉及建筑减震技术领域，尤其是涉及一种钢结构建筑底部减震装置。
背景技术
隔震/减震技术是被建筑业和地震部门共同认可的，属第三代抗震方面的新方法。它对抵御地震的破坏，有非常明显的效果。理论分析认为，隔震/减震技术可降低地震破坏一个烈度等级。未来，应用减隔震技术是建筑业的必然趋势。从减、隔震产品的结构原理上划分，当今在全球范围内使用的各类减震产品可分为三类，分别是叠层橡胶隔震支座、摆式阻尼减震器、摩擦滑动装置。现在，不论哪类产品均没有达到广泛应用的程度，原因是他们均存在一定的设计缺现和优劣差别。均没有实现缓解纵向地震作用力的功能，以及在长期无维护的耐久性和成本等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种减震效果明显，在无维护的条件下耐久性能好，结构简单、成本低、易于推广的碟式摆动减震器。
本发明采用如下技术方案。
一种碟式摆动减震器，包括上盖、底座，上盖、底座通过它们之间安装的减震接触体接触，减震接触体为钢球，底座底部通过可拆卸连接方式安装在混凝土基础梁上，底座上部为碟形；上盖上面分布有与钢结构底部大梁、衬梁螺栓连接的螺孔，上盖底部为反向碟形，上盖、底座通过密封结构密封扣合在一起。
根据所述碟式摆动减震器，所述上盖上分布有横向加强筋、竖向加强筋两对加强筋，横向加强筋、竖向加强筋带有用于与钢结构底部衬梁、大梁连接的螺孔。
根据所述碟式摆动减震器，所述横向加强筋、竖向加强筋的外侧分布有上盖大梁止位筋，上盖大梁止位筋高于横向加强筋、竖向加强筋。
根据所述碟式摆动减震器，所述上盖顶部分布有多个同心圆形加强筋、辐条形加强筋。
根据所述碟式摆动减震器，所述上盖、底座密封的空腔内分布有润滑油。
根据所述碟式摆动减震器，所述底座底部带有法兰盘，底座与混凝土基础梁之间安装有连接盘，混凝土基础梁预埋有多个与法兰盘螺孔一一对应的地脚螺栓。
根据所述碟式摆动减震器，所述地脚螺栓为“L”形，所述连接盘为圆形。
根据所述碟式摆动减震器，所述上盖、底座通过截面为T字形的盘根密封密封扣合在一起，底座边沿顶端带有密封槽。
本发明技术方案具有以下特点：
一.由于地震的强力动能是无限的，但地震所产生的左右摇摆距和地震波产生的倾斜性跳高距是有限的。本碟式摆动减震器的底座和上盖直径是大钢球直径数倍，也就是说，大钢球在底座与上盖内的滚动距离，达到最大地震波所产生的左右摇摆距几十倍以上。无论多大地震的左右摇摆和多大地震波的跳高，大钢球只能在底座和上盖的直径范围来回滚动，并能自动回归原位。由于安装了本碟式摆动减震器的钢建筑楼与地面基础为非硬性连接，为增加钢建筑楼房的抗倾斜性，需要在楼房主体和裙楼内的立柱下、楼房底层外斜柱下和斜柱外的边梁与大梁端点下，安装相同规格的碟式摆动减震器，组成大的减震器组排，以抵抗风力和地震波的推力。这样立柱下减震器承载了楼体重量，斜柱下减震器承载了楼体的倾斜力，大梁端点减震器起到推力导向球的作用，缓解了推力和倾斜力的冲击力，增强了建筑物的抵抗能力。实现整栋建筑物在强震中就像摇篮一样左右摇摆，滚动的越灵活，缓解的冲击力就越好。这也是现有各类减震产品设计思维上的不足。
二.由于本发明采用的是低坡度，大滚动空间，钢球能自动回归原位的设计理念，再配合钢建筑技术超强的抗震能力，使人们对待大地震就像现在下雨打响雷一样，不再恐惧不再胆战心惊，这是我们要达到的最终目的。
三.本碟式摆动减震器可根据大梁的型号、大钢球的直径及底座与上盖的直径和承载能力的要求，生产出不同的规格型号，以实现产品通用备件化。本发明碟式摆动减震器主要由底座、上盖、大钢球及小附件组成，结构简单经久耐用，无需维护制作成本低，减震效果明显，易于推广使用。
四、本发明中的大钢球为耐压合金（硬质合金）材料，底座和上盖为高标号的普通钢，经钢模铸造、机加工攻丝、热处理、浸塑等工艺制造，中部密封件为石墨盘根或浸油石棉盘根等耐久性好的软性材料。中部盘根密封最外层密封胶为耐热硅胶材料，以隔绝空气和污水的长期浸浊。
附图说明
图1为碟式摆动减震器的剖面装配示意图。
图2为底座结构示意图。
图3为底座剖面结构示意图。
图4为图3中A部分放大结构示意图。
图5为上盖结构示意图。
图6为图5中的B-B阶梯剖面结构示意图。
附图中：1、混凝土基础梁；2、地角螺栓；3、连接盘；4、底座； 5、底座边沿；6、大钢球； 7、密封槽； 8、上盖下边沿； 9、上盖； 10、上盖大梁止位筋；11、大梁；12、衬梁；13、副梁；14、上盖加强筋； 15、上盖注油螺栓；16、润滑油；17、底座加强筋；18、底座法兰盘螺孔；19、立柱； 20、钢球座中心点；21、钢球座；22、盘根密封； 23、上盖螺孔； 24、上盖中心点；25、梁承载平台。
具体实施方式
一种碟式摆动减震器，包括上盖9、底座4，上盖9、底座4通过它们之间安装的减震接触体接触，减震接触体为钢球，底座4底部通过可拆卸连接方式安装在混凝土基础梁1上，底座4上部为碟形；上盖9上面分布有与钢结构底部大梁11、衬梁12螺栓连接的螺孔，上盖9底部为反向碟形，上盖9、底座4通过密封结构密封扣合在一起。反向碟形即碟子倒扣在水平面的形状。
所述上盖9上分布有横向加强筋、竖向加强筋两对加强筋，横向加强筋、竖向加强筋带有用于与钢结构底部衬梁12、大梁11连接的螺孔。所述横向加强筋、竖向加强筋的外侧分布有上盖大梁止位筋10，上盖大梁止位筋10高于横向加强筋、竖向加强筋。所述上盖9顶部分布有多个同心圆形加强筋、辐条形加强筋。辐条形加强筋是由圆心向外侧发散的辐条形筋。圆形加强筋、辐条形加强筋的作用皆为增强上盖的强度。
所述上盖9、底座4通过截面为T字形的盘根密封22密封扣合在一起，底座边沿5顶端带有密封槽。所述上盖9、底座4密封的空腔内分布有润滑油。所述底座4底部带有法兰盘，底座4与混凝土基础梁之间安装有连接盘3，混凝土基础梁预埋有多个与法兰盘螺孔一一对应的地脚螺栓2。所述地脚螺栓2为“L”形，所述连接盘3为圆形。
实施例
本发明主要包括：底座、上盖、中间滚动的大钢球。底座4与连接盘3通过地脚螺栓2通过可拆卸方式安装在混凝土基础梁上；上盖9的上部分分布有N个纵向和横向分布的上盖螺孔，上盖螺孔用于与钢结构建筑最底层H型钢的大梁11、衬梁12、副梁13连接。
如图2-4所示，所述底座4为碟形，其上表面由中心向周边有一个向上的坡度，底座4和上盖9的中心为钢球座，它们之间安装有一个大钢球6。底座4与上盖9相连接的边沿有一个密封槽，用于安装一周圈盘根类密封件。碟式摆动减震器减震方式：地震波所产生的倾斜性的动力通过大钢球6的滚动，来减缓地震对建筑物时冲击力，降低地震波对建筑物的震感，改变了地震摇摆对建筑物运动方向，实现了地震引起地面基础运动而上部建筑物少动的目的。
如图1所示，碟式摆动减震器主要由底座、上盖、大钢球组成。大钢球6安装在底座与上盖之间的钢球座中心点20位置，底座4通过连接盘3、地角螺栓2固定在混凝土基础梁上面。上盖9通过螺栓与钢建筑的大梁11、衬梁12、副梁13以及立柱19相连接。底座4上面有钢球座中心点20，钢球座中心点向四周底座边沿5向上倾斜，成较小角度坡度。钢球座中心端点20、底座边沿5根部过渡位置的弧度与大钢球6相同。底座、上盖内壁成相反方向对应，一正一反双碟扣合型。底座、上盖内部的坡度度数根据理论计算坡度数值越低，对地震波水平运动的摆动减震效果越明显；坡度数值越高，对上下摆动的减震效果越明显，而本发明的一个最基本的特征是大滚动区域空间，因此选用低坡度。
碟式摆动减震器的作用是要在钢建筑中达到下动而上少动的效果，地震的动力是无限的，但地震波产生倾斜性的左右和上下摆动是有限的。当地面摇摆时，大钢球6在这种摆动力推动和建筑物的压力下，由钢球座中心点20沿底座向地震波推力的反方向运动，向底座边沿5方向抬升性滚动。同样，大钢球6在上盖9的上盖中心点24沿上盖坡度向地震波推力的正方向，向上盖下边沿8方向抬升性滚动，对于缓解上下摆动的振动效果明显。
因此，在计算了最大地震摆动距离后设计了底座和上盖的直径。大钢球6滚动空间应设计的足够大，地震波摆动传导给建筑物的惯性力能量能有效缓慢的释放。大钢球6又顺着坡度面在建筑物重力的作用下，来回几次摇摆滚落回原位。所以大钢球只能在滚落空间内来回滚动，并且在滚动时的自然坡度抬升，底座边沿5与上盖下边沿8自动离合。上盖和底座之间油封间隙在大钢球运动过程中打开，在回归原位后又自动闭合。底座与上盖之间的空间注有润滑油，以防止空气和污水的长期浸浊，并保证减震器在无维护的条件下，长期使用。
如图2-4所示，底座为蝶形，钢球座21为实心体，底部分布有底座加强筋17。底座最外部分为底座法兰盘，底座边沿5开有一个密封槽7。密封槽内部安装截面形状为T字形，耐久性好，软性材料制成的盘根密封22，盘根密封最外层用耐热硅胶材料密封。
如图5-6所示，上盖底部为反向碟形，上盖与底座外径相等，扣合在一起。钢球中心点24为实心体，外层分布有上盖加强筋14和用于注入润滑油的注油螺孔，注油螺孔安装有注油螺栓。上盖周边下侧有上盖下边沿8。上盖的上侧有四个成十字交叉的，用于方便安装和限位大梁、衬梁的上盖大梁止位筋10。在上盖大梁止位筋10内侧为实心平台即梁承载平台25，用于承载大梁11和衬梁12压力，并且在梁承载平台25上加工有多个固定梁用的螺孔。
以上所述实施方式，仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定。在不脱离本发明的技术的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形的和改进，均应在本发明权利要求确定保护范围内。
Claims (8)
1.一种碟式摆动减震器，其特征在于：包括上盖（9）、底座（4），上盖（9）、底座（4）通过它们之间安装的减震接触体接触，减震接触体为钢球，底座（4）底部通过可拆卸连接方式安装在混凝土基础梁（1）上，底座（4）上部为碟形；
上盖（9）上面分布有与钢结构底部大梁（11）、衬梁（12）螺栓连接的螺孔，上盖（9）底部为反向碟形，上盖（9）、底座（4）通过密封结构密封扣合在一起。
2.根据权利要求1所述碟式摆动减震器，其特征在于：所述上盖（9）上分布有横向加强筋、竖向加强筋两对加强筋，横向加强筋、竖向加强筋带有用于与钢结构底部衬梁（12）、大梁（11）连接的螺孔。
3.根据权利要求2所述碟式摆动减震器，其特征在于：所述横向加强筋、竖向加强筋的外侧分布有上盖大梁止位筋（10），上盖大梁止位筋（10）高于横向加强筋、竖向加强筋。
4.根据权利要求1所述碟式摆动减震器，其特征在于：所述上盖（9）顶部分布有多个同心圆形加强筋、辐条形加强筋。
5.根据权利要求1所述碟式摆动减震器，其特征在于：所述上盖（9）、底座（4）密封的空腔内分布有润滑油。
6.根据权利要求1所述碟式摆动减震器，其特征在于：所述底座（4）底部带有法兰盘，底座（4）与混凝土基础梁之间安装有连接盘（3），混凝土基础梁预埋有多个与法兰盘螺孔一一对应的地脚螺栓（2）。
7.根据权利要求6所述碟式摆动减震器，其特征在于：所述地脚螺栓（2）为“L”形，所述连接盘（3）为圆形。
8.根据权利要求1所述碟式摆动减震器，其特征在于：所述上盖（9）、底座（4）通过截面为T字形的盘根密封（22）密封扣合在一起，底座边沿（5）顶端带有密封槽。
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