CN109098289A - 隔震支座芯材、摩擦芯隔震支座及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种隔震支座芯材、摩擦芯隔震支座及其制备方法和应用，涉及隔震技术领域，该隔震支座芯材包括钢砂、氧化锆颗粒、以及橡胶颗粒。该隔震支座芯材选择耐磨且软硬程度不同的颗粒材料进行混合制成。其通过干摩擦耗能机理，将地震产生的能量通过芯材颗粒间的摩擦转化为热量进行消耗。用上述隔震支座芯材制成的隔震支座具有阻尼高、耗能能力强、隔震性能优异的特点，并且在低温下水平等效刚度、屈服后刚度随温度的降低变化不大，能够较好地保持隔震效果，能够更好地用于隔震结构中。

Description

隔震支座芯材、摩擦芯隔震支座及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及隔震技术领域，具体而言，涉及隔震支座芯材、摩擦芯隔震支座及其制备方法和应用。

背景技术

隔震技术是一种新型的抗震技术，不仅改变了建筑结构抗震设计的传统概念，而且使结构的抗震能力、抗震可靠性和灾害防御水平大幅提高。近年来，地震频发，建筑隔震技术受到了社会各界的普遍认同，隔震技术在国内新建建筑(特别是医院、学校)以及既有建筑物的加固改造中得到广泛应用。

隔震建筑就是通过隔震支座来延长结构的周期并给予结构较大的阻尼，使结构上的加速度反应大幅降低。同时，结构产生的较大位移由隔震层来承受，上部结构在地震中会发生接近平移的运动，大大提高了上部结构的安全度。在建筑物与基础之间设置有整体复位功能隔震装置，来延长整个结构体系的自振周期，吸收耗散地震能量，减少水平地震能量向上传递，达到预期的抗震设防要求。

影响建筑物地震响应的重要因素主要有两个：(a)结构的周期；(b)阻尼比。普通非隔震中、低层建筑物的刚度大、周期短，其基本周期正好在地震输入能量的最大频段上，因此结构相应的加速度反应被地面运动放大很多，而位移反应却较小。如果延长建筑物的周期，而保持阻尼不变，则加速度反应被大大降低，但位移反应却有所增加；如果再增加结构的阻尼，加速度反应则继续减弱，且位移反应也得到明显降低。

传统的铅芯叠层橡胶隔震支座利用的是铅的延展性能和耗能能力，当支座发生剪切变形时铅芯部件会产生塑性变形，其结果改变了橡胶支座的滞回曲线，使支座具有良好的阻尼效果，有效吸收地震能量。且其中的铅芯处于热工作状态，当发生塑性变形后，金属铅能恢复原有的力学性能。然而，传统的铅芯叠层橡胶隔震支座仍具有不少的缺点。例如，铅属于重金属，有毒，铅在加工、生产、应用过程中影响工人的健康，泄漏后会污染环境。又例如，铅芯在低温下屈服力明显增加，导致隔震支座的水平刚度增大，隔震性能降低等。因此，亟待开发一种可以替代铅芯叠层橡胶隔震支座的具有高阻尼特性的隔震支座。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种隔震支座芯材，其能够替代传统的铅芯用于隔震支座，其具有阻尼高、更环保、可适应低温环境等优点。

本发明的第二目的在于提供一种隔震支座，其包括上述隔震支座芯材，其阻尼高，隔震性能优异，并且在低温下能够较好地保持其隔震效果。

本发明的第三目的在于提供一种隔震支座的制备方法，其操作简单方便，对设备要求低，能够快速高效地制备上述隔震支座。

本发明的第四目的在于提供一种上述隔震支座在隔震结构中的应用。

本发明的实施例是这样实现的：

一种隔震支座芯材，按照重量份数计，其包括：

钢砂150～300份，氧化锆颗粒50～150份，以及橡胶颗粒50～100份。

一种隔震支座，其包括上述隔震支座芯材。

一种上述隔震支座的制备方法，其包括：

采用硫化粘接工艺将上连接板、多个橡胶层、多个钢板层、芯孔橡胶保护层、下连接板一体成型；

将隔震支座芯材填充至所述芯孔橡胶保护层的芯孔内并振捣压实。

一种上述隔震支座在隔震结构中的应用。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供了一种隔震支座芯材，其包括钢砂、氧化锆颗粒、以及橡胶颗粒。该隔震支座芯材选择耐磨且软硬程度不同的颗粒材料进行混合制成。其通过干摩擦耗能机理，将地震产生的能量通过芯材颗粒间的摩擦转化为热量进行消耗。该隔震支座芯材通过干摩擦提供的阻尼高，能够达到等同于传统铅芯的耗能效果，并且其更加环保安全，在低温下也能够保持稳定的力学性能。

本发明实施例还提供了一种隔震支座，其包括上述隔震支座芯材。其可以通过干摩擦耗能机理对地震能量进行消耗，具有阻尼高，隔震性能优异的特点，并且在低温下能够较好地保持其隔震效果。

本发明实施例还提供了一种上述隔震支座的制备方法，其采用硫化粘接工艺将上连接板、多个橡胶层、多个钢板层、芯孔橡胶保护层、下连接板一体成型；再将隔震支座芯材填充至芯孔橡胶保护层的芯孔内并振捣压实。该制备方法的操作简单方便，对设备要求低，能够快速高效地制备上述隔震支座，实现规模化生产。

本发明实施例还提供了一种上述隔震支座在隔震结构中的应用。其阻尼高，隔震性能优异，具有较高的应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1所提供的隔震支座的剖视图；

图2为本发明实施例1所提供的隔震支座芯材的示意图；

图3为由本发明实施例2所提供的隔震支座芯材所制成的隔震支座在11次循环水平压剪试验的滞回曲线；

图4为由本发明实施例2所提供的隔震支座芯材所制成的隔震支座在静置24h后的3次循环水平压剪试验的滞回曲线。

图标：100-隔震支座；110-支座主体；111-钢板层；112-橡胶层；113-外包保护胶层；120-支座芯；121-芯孔橡胶保护层；122-隔震支座芯材；123-紧配盖板；124-紧配橡胶垫；125-紧配螺栓；130-连接板；131-上连接板；132-下连接板。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明实施例提供了一种隔震支座芯材，按照重量份数计，其包括：钢砂150～300份，氧化锆颗粒50～150份，以及橡胶颗粒50～100份。

可选地，本发明实施例提供了的一种隔震支座芯材，按照重量份数计，包括：钢砂250～300份，氧化锆颗粒120～150份，以及橡胶颗粒50～70份。

该隔震支座芯材根据干摩擦耗能机理来实现。两个粗糙表面接触时，接触点相互啮合，摩擦力就是所有这些啮合点的切向阻力的总和。对于干摩擦机理进行解释的经典理论适用于金属对金属的摩擦。在负荷的作用下，摩擦表面真实接触点上接触应力很大，以致产生塑性变性，形成小平面接触，直到接触面积增大到能够承受全部负荷时为止。在这种情况下，金属表面将出现牢固的粘结点。在切向力的作用下，粘结点被剪断，表面随即发生滑移。摩擦的过程就是粘结与滑移交替进行的过程。摩擦力主要表现为剪断金属粘结点所需的剪切力。

基于上述原理，本发明采用了钢砂、氧化锆颗粒、橡胶颗粒三种耐磨性能优异且软硬程度各不相同的颗粒材料配合制成隔震支座芯材。上述三种颗粒材料在压实后，硬颗粒表面的粗糙凸峰会嵌入较软颗粒的表面，在摩擦时增加滑动阻力。因此，摩擦力可以近似地等于剪断粘结点时所需的剪切力。在摩擦过程中，由于表层材料的变形或破断而消耗的能力大部分会转变成热能。两个物体在压力下相互接触时，真正接触区比表观接触区要小，当颗粒间相互运动时，在真正接触区会产生摩擦的热效应和机械效应，因此摩擦过程中将产生能量的消耗。同时，由于此种特制高阻尼材料，硬金属占比很大，在低温-40度工况下，其屈服性能改变不是太大，低温稳定性好。

进一步地，钢砂包括第一钢砂、第二钢砂、第三钢砂以及第四钢砂。

第一钢砂的粒径＞0.1mm，且≤0.25mm；第二钢砂的粒径＞0.25mm，且≤0.5mm；第三钢砂的粒径＞0.5mm，且≤1mm；第四钢砂的粒径＞1mm，且≤2mm。其中，第一钢砂、第二钢砂、第三钢砂、第四钢砂的质量比为1：0.2～1.2：0.2～1.2：0.2～1.2。

本申请实施例采用不同粒径的颗粒材料配合使用，小颗粒的材料可以填充大颗粒材料之间的间隙，增加该隔震支座芯材的密实度，进而增加颗粒材料之间的摩擦力，提高整个隔震支座的隔震效果。在实际操作中，可以让粗细不均的钢砂依次通过孔径为0.1mm，0.25mm，0.5mm，1mm和2mm的筛孔，进行连续筛分，得到第一钢砂、第二钢砂、第三钢砂以及第四钢砂。

优选地，第一钢砂的粒径为0.2～0.25mm；第二钢砂的粒径为0.4～0.5mm；第三钢砂的粒径为0.8～1mm；第四钢砂的粒径为1.8～2mm。

更为优选地，第一钢砂的粒径为0.1mm；第二钢砂的粒径为0.25mm；第三钢砂的粒径为0.5mm；第四钢砂的粒径为1mm。

进一步地，适当增加小粒径颗粒的量，可以使整个隔震支座芯材的密实度更高，但过多的使用小粒径颗粒也会造成隔震支座整体强度的降低。经过发明人创造性劳动发现，第一钢砂、第二钢砂、第三钢砂以及第四钢砂的质量比为1：0.8～1：0.6～0.8：0.4～0.6时，隔震支座的隔震效果较佳。优选地，第一钢砂、第二钢砂、第三钢砂以及第四钢砂的质量比为1：0.8：0.6：0.4。

本发明实施例采用的氧化锆颗粒的纯度≥80％，其中，与钢砂类似，氧化锆颗粒包括第一氧化锆颗粒，以及第二氧化锆颗粒；第一氧化锆颗粒的粒径≤1mm；第二氧化锆颗粒的粒径＞1mm，且≤2mm；其中第一氧化锆颗粒与第二氧化锆颗粒的质量比为1：0.2～0.8。

优选地，第一氧化锆颗粒的粒径为0.5～1mm；第二氧化锆颗粒的粒径为1.5～2mm。更为优选地，第一氧化锆颗粒的粒径为1mm；第二氧化锆颗粒的粒径为2mm。优选地，第一氧化锆颗粒与第二氧化锆颗粒的质量比为1：0.5。

进一步地，橡胶颗粒的粒径≤1mm。优选地，橡胶颗粒的粒径为0.5～1mm。

进一步地，钢砂表面进行粗糙处理。对金属颗粒材料的表面进行粗糙化处理可以增大颗粒材料件的真实接触面积，提升隔震支座的耗能能力。

将钢砂、氧化锆颗粒、橡胶颗粒三种颗粒材料混合后，隔震支座芯材的含碳量为0.6～0.8％，为普通钢材的3倍以上，材料的硬度和耐磨性能优异，从而可以提供持久的耗能效果。

本发明实施例还提供了一种隔震支座，其包括上述隔震支座芯材。其阻尼高，隔震性能优异，并且在低温下能够较好地保持其隔震效果。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，该隔震支座包括：

支座主体，支座主体包括多个钢板层和多个橡胶层，多个钢板层和多个橡胶层沿竖直方向交替层叠设置；支座主体的中部设置有通孔，通孔沿竖直方向设置，并贯穿多个钢板层和多个橡胶层；

支座芯，支座芯包括芯孔橡胶保护层，以及填充于芯孔内部的隔震支座芯材；支座芯沿通孔的长度方向设置，并嵌设于通孔内；

连接板，连接板包括相对设置与支座主体顶部的上连接板，以及设置于支座主体底部的下连接板。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，支座主体包括用于与上连接板连接的上表面，用于与下连接板连接的下表面，以及位于上表面和下表面之间的侧面，侧面设置有外包保护胶套。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，多个钢板层和多个橡胶层在进行层叠时，最外层均为橡胶层。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，芯孔橡胶保护层的顶部设置有用于取放隔震支座芯材的开口，开口处设置有用于控制开口开闭的紧配盖板。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，紧配盖板和连接板之间可拆卸连接。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，紧配盖板和连接板之间还设置有用于增加密闭性的紧配橡胶垫。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，紧配盖板、紧配橡胶垫和连接板之间通过紧配螺栓螺纹连接。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，芯孔橡胶保护层的内壁设置有防护层，该防护层的材质包括高强纤维布、聚四氟乙烯滑板和超高分子滑板中的任一种。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，防护层的厚度为1～3mm。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，通孔为圆形孔，支座主体整体为圆柱体，通孔与支座主体同轴设置。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，上连接板、支座主体、支座芯和下连接板一体成型。

本发明实施例还提供了一种上述隔震支座的制备方法，其包括：

采用硫化粘接工艺将上连接板、多个橡胶层、多个钢板层、芯孔橡胶保护层、下连接板一体成型；将隔震支座芯材填充至芯孔橡胶保护层的芯孔内并振捣压实。

进一步地，将隔震支座芯材振捣压实后，安装紧配橡胶垫和紧配盖板，通过紧配螺栓对隔震支座芯材施加压力，增大颗粒材料之间的摩擦力。

本发明实施例还提供了一种上述隔震支座在抗震、隔震中的应用。

为了帮助理解，以下结合具体实施例对本发明的隔震支座芯材、隔震支座及其制备方法和应用作进一步说明。

实施例1

本实施例提供了一种隔震支座100，参照图1所示，其包括支座主体110、支座芯120以及连接板130。

在本实施例中，支座主体110整体为圆柱体，其由多个圆环状的钢板层111和多个圆环状的橡胶层112在竖直方向上层层堆叠而成。其中，每个钢板层111和橡胶层112均具有相同的内外径，当它们同轴堆叠在一起时，即在支座主体110的中部形成贯穿支座主体110的通孔(未标示)，该通孔可用于容纳支座芯120。

进一步地，多个钢板层111和多个橡胶层112之间的堆叠方式为交替层叠，且最外层(最上层和最下层)均为橡胶层112，以便于与连接板130进行连接。连接板130包括相对设置的上连接板131和下连接板132，上连接板131与支座主体110的顶部连接，下连接板132与支座主体110的底部连接。连接板130用于将整个隔震支座100与建筑物的主体进行连接，以赋予建筑物优异的抗震性能。

进一步地，支座主体110包括用于与上连接板131连接的上表面(未标示)，用于与下连接板132连接的下表面(未标示)，以及位于上表面和下表面之间的侧面(未标示)，侧面设置有外包保护胶层113。外包保护胶层113与橡胶层112的配方不一样，其采用抗老化性能优异的橡胶材料，其作用是对内部的橡胶层112进行保护，防止橡胶层112的老化，提升支座的耐久性。

支座芯120包括芯孔橡胶保护层121，以及填充于芯孔橡胶保护层121内部的隔震支座芯材122。支座芯120整体为圆柱状，其沿通孔的长度方向设置，并嵌设于通孔内，其尺寸与通孔的尺寸相匹配。芯孔橡胶保护层121可以起到隔离的作用，一方面其可以防止隔震支座芯材122的颗粒材料进入到橡胶层112和钢板层111中，对橡胶层112和钢板层111造成破坏。另一方面其可以确保隔震支座芯材122的颗粒材料总量不会减小，保证颗粒材料之间的密实性，从而延长隔震支座芯材122的使用寿命。

芯孔橡胶保护层121的顶部设置有用于取放隔震支座芯材122的开口(未标示)，开口处设置有用于控制开口开闭的紧配盖板123。紧配盖板123和上连接板131之间可拆卸连接。可选地，紧配盖板123和芯孔橡胶保护层121之间还设置有用于增加密闭性的紧配橡胶垫124。其中，紧配盖板123、紧配橡胶垫124和上连接板131之间通过紧配螺栓125形成螺纹连接。紧配盖板123和紧配橡胶垫124可以将芯孔橡胶保护层121内的隔震支座芯材122进一步压实，增加隔震支座芯材122的颗粒材料之间的摩擦力，从而提高隔震支座100的隔震性能。可选地，芯孔橡胶保护层121的内壁设置有由高强纤维布或聚四氟乙烯滑板或者超高分子滑板制成的防护层(图未示)，优选地，防护层的厚度为1～3mm，防护层可以减少隔震支座芯材122对支座内部橡胶的磨损，延长使用寿命。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，上连接板131、支座主体110、支座芯120和下连接板132一体成型。在隔震支座100的制备过程中，可以先采用硫化粘接工艺将上连接板131、多个橡胶层112、多个钢板层111、芯孔橡胶保护层121、下连接板132一体成型。再将隔震支座芯材122填充至芯孔橡胶保护层121的芯孔内并振捣压实。将隔震支座芯材122振捣压实后，安装紧配橡胶垫124和紧配盖板123，通过紧配螺栓125对隔震支座芯材122施加压力，增大颗粒材料之间的摩擦力。

实施例2～9

实施例2～9分别提供了一种隔震支座芯材，其由钢砂、氧化锆颗粒和橡胶颗粒三种颗粒材料组成，各颗粒材料的用量如表1所示。值得注意的是，实施例2～9采用的钢砂和氧化锆颗粒均经过表面粗糙化处理。

表1.颗粒材料配比表(单位：重量份)

实施例2～9所提供的一种隔震支座芯材中钢砂、氧化锆颗粒和橡胶颗粒的粒径分布分别如表2～表4所示。

表2.钢砂的粒径分布

表3.氧化锆颗粒的粒径分布

表4.橡胶颗粒的粒径分布

	橡胶颗粒/mm
		实施例2	1
实施例3	1
		实施例4	1
实施例5	1
		实施例6	0.5
实施例7	0.5
		实施例8	0.5
实施例9	0.2

对比例1

本对比例提供了一种隔震支座芯材，其与实施例1的隔震支座芯材的配方基本相同，其区别在于，对比例1的隔震支座芯材不含氧化锆颗粒。

对比例2

本对比例提供了一种隔震支座芯材，其与实施例1的隔震支座芯材的配方基本相同，其区别在于，对比例2的隔震支座芯材不含钢砂。

对比例3

本对比例提供了一种隔震支座芯材，其与实施例1的隔震支座芯材的配方基本相同，其区别在于，对比例3的隔震支座芯材不含橡胶颗粒。

对比例4

本对比例提供了一种隔震支座芯材，其与实施例1的隔震支座芯材的配方基本相同，其区别在于，对比例4的隔震支座芯材采用的钢砂和氧化锆粉末均为单一粒径，其中，钢砂的粒径为1mm，氧化锆颗粒的粒径为0.8mm。

对比例5

本对比例提供了一种隔震支座芯材，其与实施例1的隔震支座芯材的配方基本相同，其区别在于，对比例5的隔震支座芯材采用的钢砂均为经过表面粗糙化处理。

试验例1

分别采用实施例2～9，以及对比例1～5所提供的隔震支座芯材填充到实施例1所提供的隔震支座中，并对制成的隔震支座进行11个循环的水平压剪试验，分别测试第1个循环以及第11个循环的等效阻尼比，分别记为A和B；循环试验结束后，静置24h，再重新进行3循环的水平压剪试验，测试第3个循环的等效阻尼比，记为C。测试结果如表5所示。

表5.等效阻尼比测试结果

由表5可以看出，本发明实施例2～9所提供的隔震支座芯材所制成的隔震支座的等效阻尼比均能达到25.4％以上，其耗能性能与同尺寸的铅芯橡胶支座的等效阻尼比相当，能够实现对铅芯的替代。同时，其在经过了11个循环的水平压剪试验后，仍能够保持大于18％的等效阻尼比，说明隔震支座芯材具备较高的稳定性。此外，将其静置24h后，隔震支座的等效阻尼比均能够恢复到最初的数值，说明隔震支座并无残余变形，能够进行反复使用。图3示出了实施例2的所提供的隔震支座芯材所制成的隔震支座在11次循环水平压剪试验的滞回曲线，滞回曲线饱满光滑，随着循环次数的增加，滞回环包络的面积有所减小，分析其原因是内部耗能材料干摩擦生热，性能衰减的原因。图4示出了实施例2的所提供的隔震支座芯材在静置了24h后，在3次循环水平压剪试验的滞回曲线，与图3比较基本相当，说明该隔震支座并无残余应力，具有可重复使用的效果。相比之下，对比例1～3在本发明实施例的基础上分别缺少了氧化锆颗粒、钢砂和橡胶颗粒，可以明显的看到，无论是A、B还是C的值均有较大幅度的降低。对比例4采用了单一粒径的钢砂、氧化锆颗粒和橡胶颗粒，由于压制的密实度不够，等效阻尼比仅为20.3％，并且在静置24h后，不能恢复到原先的数值。对比例5的颗粒材料没有经过表面粗糙化处理，其等效阻尼比值相对于本发明实施例来说，也有一定程度的降低。

试验例2

采用实施例2所提供的隔震支座芯材填充到实施例1所提供的隔震支座中，并对制成的隔震支座在不同温度下进行水平压剪试验，测试其等效阻尼比，测试结果如表6所示。

表6.温度对等效阻尼比的影响

温度/℃	等效阻尼比/％
		-40	26.3％
-20	26.5％
		0	26.6％
20	26.9％
		40	26.9％

由表6可以看出，采用实施例2所提供的隔震支座芯材填充到实施例1所提供的隔震支座在温度降至-40℃时，其仍然能保持26.3％的等效阻尼比，其隔震效果与常温(20～40℃)相差仅为0.6％，其隔震效果几乎不受到温度的影响。

综上所述，本发明实施例提供了一种隔震支座芯材，其包括钢砂、氧化锆颗粒、以及橡胶颗粒。该隔震支座芯材选择耐磨且软硬程度不同的颗粒材料进行混合制成。其通过干摩擦耗能机理，将地震产生的能量通过芯材颗粒间的摩擦转化为热量进行消耗。该隔震支座芯材的阻尼高，能够达到等同于传统铅芯的耗能效果，并且其更加环保安全，在低温下也能够保持较佳的实用性能。

本发明实施例还提供了一种隔震支座，其包括上述隔震支座芯材。其可以通过干摩擦耗能机理对地震能量进行消耗，具有阻尼高，隔震性能优异的特点，并且在低温下能够较好地保持其隔震效果。

本发明实施例还提供了一种上述隔震支座的制备方法，其采用硫化粘接工艺将上连接板、多个橡胶层、多个钢板层、芯孔橡胶保护层、下连接板一体成型；再将隔震支座芯材填充至所述芯孔橡胶保护层的芯孔内并振捣压实。该制备方法的操作简单方便，对设备要求低，能够快速高效地制备上述隔震支座，实现规模化生产。

本发明实施例还提供了一种上述隔震支座在隔震结构中的应用。其阻尼高，隔震性能优异，具有较高的应用价值。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隔震支座芯材，其特征在于，按照重量份数计，包括：

钢砂150～300份，氧化锆颗粒50～150份，以及橡胶颗粒50～100份。

2.根据权利要求1所述的隔震支座芯材，其特征在于，所述钢砂包括第一钢砂、第二钢砂、第三钢砂以及第四钢砂；

所述第一钢砂的粒径＞0.1mm，且≤0.25mm；所述第二钢砂的粒径＞0.25mm，且≤0.5mm；所述第三钢砂的粒径＞0.5mm，且≤1mm；所述第四钢砂的粒径＞1mm，且≤2mm；

其中，所述第一钢砂、所述第二钢砂、所述第三钢砂以及所述第四钢砂的质量比为1：0.2～1.2：0.2～1.2：0.2～1.2。

3.根据权利要求1所述的隔震支座芯材，其特征在于，所述氧化锆颗粒包括第一氧化锆颗粒，以及第二氧化锆颗粒；

所述第一氧化锆颗粒的粒径≤1mm；所述第二氧化锆颗粒的粒径＞1mm，且≤2mm；

其中所述第一氧化锆颗粒与所述第二氧化锆颗粒的质量比为1：0.2～0.8。

4.一种如权利要求1所述的隔震支座芯材，其特征在于，所述橡胶颗粒的粒径≤1mm。

5.一种如权利要求1所述的隔震支座芯材，其特征在于，所述钢砂的表面均进行粗糙处理。

6.一种隔震支座，其特征在于，包括如权利要求1～5任一项所述的隔震支座芯材。

7.一种如权利要求6所述的隔震支座，其特征在于，包括：

支座主体，所述支座主体包括多个钢板层和多个橡胶层，多个所述钢板层和多个所述橡胶层沿竖直方向交替层叠设置；所述支座主体的中部设置有通孔，所述通孔沿所述竖直方向设置，并贯穿多个所述钢板层和多个所述橡胶层；

支座芯，所述支座芯包括芯孔橡胶保护层，以及填充于所述芯孔橡胶保护层内部的所述隔震支座芯材；所述支座芯沿所述通孔的长度方向设置，并嵌设于所述通孔内；

连接板，所述连接板包括相对设置与所述支座主体顶部的上连接板，以及设置于所述支座主体底部的下连接板；

优选地，所述支座主体包括用于与所述上连接板连接的上表面，用于与所述下连接板连接的下表面，以及位于所述上表面和所述下表面之间的侧面，所述侧面设置有外包保护胶层。

8.一种如权利要求7所述的隔震支座，其特征在于，所述芯孔橡胶保护层的顶部设置有用于取放所述隔震支座芯材的开口，所述开口处设置有用于控制所述开口开闭的紧配盖板；优选地，所述紧配盖板和所述芯孔橡胶保护层之间还设置有用于增加密闭性的紧配橡胶垫；优选地，所述芯孔橡胶保护层的内壁设置有防护层，所述防护层的材质包括高强纤维布、聚四氟乙烯滑板和超高分子滑板中的任一种。

9.一种如权利要求7或8所述的隔震支座的制备方法，其特征在于，包括：

采用硫化粘接工艺将所述上连接板、多个所述橡胶层、多个所述钢板层、所述芯孔橡胶保护层、所述下连接板一体成型；

将所述隔震支座芯材填充至所述芯孔橡胶保护层的芯孔内并振捣压实。

10.一种如权利要求6～8任一项所述的隔震支座在隔震结构中的应用。