CN110130709A - 一种模块化滑移隔震系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块化滑移隔震系统，其特征在于，包括第一盘组和第二盘组，所述的第一盘组包括第一板体和与第一板体可拆卸连接的第一磁性装置，所述的第二盘组包括第二板体、柱体、底板和与柱体可拆卸连接的第二磁性装置，所述的柱体一端与底板连接，另一端与第二板体连接，所述的底板与第一板体滑动连接，所述的第二板体与第一板体分别连接第一外部结构和第二外部结构，所述的第一外部结构和第二外部结构因震动产生位移，带动所述的底板与第一板体间产生滑移，所述的第一磁性装置与第二磁性装置间的作用力使底板与第一板体回到初始位置。与现有技术相比，本发明具有生产方便、运输便捷、安装便利、维护容易、节省空间、质量轻、自恢复力强等优点。

Description

一种模块化滑移隔震系统

技术领域

本发明涉及工程技术领域，尤其是涉及一种模块化滑移隔震系统。

背景技术

在工程结构减振的研究中，隔震技术由于其原理简单、施工维护较为方便等优点，被广泛应用于建筑、桥梁等工程中。目前，已研发多种隔震装置，主要分为橡胶隔震装置和摩擦滑移隔震装置两类。其中，滑移隔震体系由于其受力方法可靠、造价低、施工难度小等优点已成为工程防灾领域备受青睐的隔震装置之一。但是，传统滑移基础隔震体系存在恢复力小、阻尼耗能低等不足，近年来研发了一种基于涡旋电流耗能机制的新型磁式滑移隔震系统，它具有低摩擦、强恢复力、高阻尼能耗等特点。然而，目前这类磁式滑移隔震系统存在整体加工繁琐、大件运输困难、安装维护不便等问题。

综上，基于涡旋电流耗能机制的新型磁式滑移隔震系统相较传统隔震支座具有更好的减震性能，但目前亟需开展模块化设计工作，为磁式滑移隔震系统的推广应用奠定重要基础。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种模块化滑移隔震系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种模块化滑移隔震系统，包括第一盘组和第二盘组，所述的第一盘组包括第一板体和与第一板体可拆卸连接的第一磁性装置，所述的第二盘组包括第二板体、柱体、底板和第二磁性装置，所述的柱体一端与底板连接，另一端与第二板体连接，所述的底板与第一板体滑动连接，所述的第二磁性装置与柱体可拆卸连接，所述的第二板体与第一板体分别连接第一外部结构和第二外部结构，所述的第一外部结构和第二外部结构因震动产生位移，带动所述的底板与第一板体间产生滑移，所述的第一磁性装置与第二磁性装置间的作用力使底板与第一板体回到初始位置。

所述的第一磁性装置为带盖盒体结构，第二磁性装置为开口盒体结构，所述的带盖盒体结构与第一板体可拆卸连接，所述的带盖盒体结构和开口盒体结构内部放置永磁体。

所述的开口盒体结构在开口处与柱体可拆卸连接，所述开口盒体结构内部的永磁体与柱体间填充吸能减震材料。

所述的带盖盒体结构内壁与永磁体间填充吸能减震材料。

所述的底板和第一板体在接触面分别设有摩擦系数小于0.05的垫面。

所述的第一板体和第二板体均为圆形。

所述的柱体内部设有空腔，所述的空腔内填充聚氨酯。

所述的底板、第一板体、带盖盒体结构和开口盒体结构盒壁材料的相对磁导率小于1、相对电导率大于50。

所述的第二板体和柱体为钢性材料。

所述的永磁体为瓦形钕铁硼永磁体。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)便于加工：模块化设计将复杂工艺进行分解，使得加工简单，有利于滑移隔震系统批量生产。

(2)便于运输：由于将隔震支座分解为了小尺寸部件加工，不必在运输前组装，因此运输更便捷。

(3)便于安装：第二磁性装置与柱体可拆卸连接，第一磁性装置与第一板体可拆卸连接，由于在模块化设计中构件连接的没有用到焊接、铆接等等，故完全可在施工现场进行组装，而且由于模块化加工的构件尺寸相对较小，有利于人力搬运、操作，便于进行现场安装。

(4)便于维护：由于本发明中的模块化设计支持在隔震支座运营状态下进行拆卸而对主体建筑结构无影响，因此便于永磁体拆卸、充磁或更换。

(5)质量轻、节省空间：通过第一盘组和第二盘组永磁体等高设计，且尽可能地采用了轻质材料，使得整体装置质量轻、所占空间体积小。

(6)自复位能力强：本模块化设计中第一盘组和第二盘组永磁铁等高且相对摆设，而且采用整体性优良的瓦形钕铁硼永磁体，使得磁感应强、自复位能力提升。

(7)冲击作用小：虽然启动滑移做功小，但当第一盘组磁体靠近第二盘组磁体时，磁体间相互作用逐渐增强，抑制层间相对滑移，冲击作用小，特别是在大震作用下具有显著优势。

(8)第一磁性装置为带盖盒体结构，可方便拆卸永磁体。

(9)开口盒体结构内部的永磁体与柱体间填充吸能减震材料，带盖盒体结构内壁与永磁体间填充吸能减震材料，使滑移隔震系统具有更好的稳定性和减震性。

(10)底板和第一板体二者在接触面分别设有摩擦系数小于0.05的垫面，可以保证滑移隔震系统的滑动性能。

(11)第一板体和第二板体均为圆形，可以保证在多向地震作用下均具有良好的适用性。

(12)第二板体和柱体为钢性材料，柱体的空腔填充聚氨酯，可增强承受载荷的能力。

(13)永磁体为瓦形钕铁硼永磁体，具有强磁性，易于滑移后恢复。

(14)底板和第一板体由具有弱磁导率、高电导率材料组成，可提供足够的电涡流阻尼；带盖盒体结构采用弱磁导率材料，第一板体安装永磁铁后不影响永磁铁的磁感应强度。

附图说明

图1为本发明实施例1模块化滑移隔震系统的中心剖面结构示意图；

图2为本发明实施例1除去第二板体俯视图；

图3为本发明实施例2除去第二板体俯视图；

图4为本发明实施例3除去第二板体俯视图。

附图标记：

1为第二板体；6为空腔；8为柱体；21为带盖盒体结构；24为盖体；32为开口盒体结构；41为第一板体；42为底板；51为垫面；71为第一外部结构；72为第二外部结构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

本发明中通过对基于涡旋电流耗能机制的新型磁式滑移隔震系统的模块化设计来解决该隔震支座目前存在的加工繁琐、运输不便、维护不易等问题。

如图1所示，模块化设计的滑移隔震系统由第一盘组、第二盘组组成，并在第一盘组、第二盘组之间敷设有垫面51。其中，第一盘组由第一板体41、与第一板体41连接的第一磁性装置组成，第一磁性装置为带盖盒体结构21，包括盒壁与盖体24，带盖盒体结构内放置永磁体；第二盘组由柱体8、底板42、第二磁性装置和第二板体1组成，第二磁性装置为开口盒体结构32，内部放置永磁体，柱体8内设有空腔6，空腔6内填充聚氨酯。

第一板体41、底板42材质的选择原则为：选取相对磁导率小于1、相对电导率大于50的材料；优选地，采用铝材。

带盖盒体结构21和开口盒体结构32的选材原则为：选取不影响永磁体的磁感应强度的材料，即磁导率高的材料，如铝材。

带盖盒体结构21和开口盒体结构32内的永磁体为钕铁硼永磁体。

带盖盒体结构21和开口盒体结构32内的永磁体为磁瓦。

带盖盒体结构21凸出于第一板体41，且带盖盒体结构21内的永磁体与开口盒体结构32内的永磁体可等高、相对摆设。

带盖盒体结构21非贯通，带盖盒体结构21内可设有卡槽，便于放置隔板、固定瓦形永磁铁。

第一盘组、第二盘组各部件同轴设置。

第一盘组中各组件的直径均小于第二盘组中相应各组件的相应直径。

带盖盒体结构21内在安装永磁铁时，为了使用过程中永磁体不出现晃动、噪音，在永磁体周围填充吸能减振材料，比如：珍珠棉泡沫片。

带盖盒体结构21未放置永磁体段内部可嵌入螺栓、与第一板体41连接，以固定带盖盒体结构21。

带盖盒体结构21的盖体24为外扣于槽口的弧形构件，其长度与各放置永磁体段的槽口长度相等，并在盖帽外沿处可用螺丝将其与金属槽固定。

开口盒体结构32与柱体8整体加工，柱体8空腔6填充聚氨酯，永磁体放置在开口盒体结构32内，开口盒体结构32开口处于柱体8外壁可通过螺栓连接，并且永磁体与柱体8外壁界面铺设吸能减振材料，以减小噪音。

第一盘组和第二盘组接触面敷设低摩擦系数的垫面51，具体而言，敷设摩擦系数小于0.05的材料和组分；优选地，可采用聚四氟乙烯板、聚四氟乙烯颗粒、滑石粉、润滑机油等；柱体8和第二板体1为刚性材料，由于具有足够的刚度，可以与柱体8及其空腔6填充的聚氨酯共同承受第一外部结构71荷载，共同承受第一外部结构71荷载。

第一板体41承受来自第一外部结构71的荷载。

上述各组件同轴设置；第二盘组中各组件的直径均小于第一盘组中相应各组件的直径。在第一盘组和第二盘组外径、高度设计时，要根据支座应承受的第一外部结构71荷载，考虑支座承载强度设计基本尺寸；同时，根据设防烈度计算隔震层位移，设计第一盘组和第二盘组的相对尺寸，以保证第一盘组和第二盘组之间具有足够安全的相对滑移距离。确定第二盘组永磁体和第一盘组永磁体的尺寸时，应考虑滑移支座具有易启动、强自复位等特性；第二盘组柱体8的直径和壁厚根据第二盘组和第一盘组的承受荷载及第二盘组永磁体和第一盘组永磁体的作用强度确定。另外，第一盘组和第二盘组宜为同心圆柱形结构，可以保证在多向地震作用下均具有良好的适用性。

实际使用时，第二板体1与第一外部结构71底部联接，第一板体41与第二外部结构72联接。第一外部结构71与第二外部结构72因震动产生位移，带动底板42与第一板体41间产生滑移，第一磁性装置与第二磁性装置间的作用力使底板42与第一板体41回到初始位置。

图2为本发明第一实施例除去第二板体俯视图，4个第一磁性装置均匀分布于第一板体周围，并与第一板体连接；4个第二磁性装置均匀分布于柱体并与柱体连接，可实现两个水平方向振动位移的复原。

实施例2

图3为实施例2除去第二板体俯视图，与实施例1不同的是，8个第一磁性装置均匀分布于第一板体周围，并与第一板体连接；4个第二磁性装置均匀分布于柱体并与柱体连接，可实现两个水平方向振动位移的复原。其他与实施例1相同。

实施例3

图4为实施例3除去第二板体俯视图，与实施例1不同的是，4个第一磁性装置均匀分布于第一板体周围，并与第一板体连接；2个第二磁性装置均匀分布于柱体并与柱体连接，可实现两个水平方向振动位移的复原。其他与实施例1相同。

以上实施例均可根据实际需要，以某个空间方向进行安装，以满足对应方向的振动位移复原的需求。

Claims (10)

1.一种模块化滑移隔震系统，其特征在于，包括第一盘组和第二盘组，所述的第一盘组包括第一板体(41)和与第一板体(41)可拆卸连接的第一磁性装置，所述的第二盘组包括第二板体(1)、柱体(8)、底板(42)和第二磁性装置，所述的柱体(8)一端与底板(42)连接，另一端与第二板体(1)连接，所述的底板(42)与第一板体(41)滑动连接，所述的第二磁性装置与柱体(8)可拆卸连接，所述的第二板体(1)与第一板体(41)分别连接第一外部结构(71)和第二外部结构(72)，所述的第一外部结构(71)和第二外部结构(72)因震动产生位移，带动所述的底板(42)与第一板体(41)间产生滑移，所述的第一磁性装置与第二磁性装置间的作用力使底板(42)与第一板体(41)回到初始位置。

2.根据权利要求1所述的一种模块化滑移隔震系统，其特征在于，所述的第一磁性装置为带盖盒体结构(21)，第二磁性装置为开口盒体结构(32)，所述的带盖盒体结构(21)与第一板体(41)可拆卸连接，所述的带盖盒体结构(21)和开口盒体结构(32)内部放置永磁体。

3.根据权利要求2所述的一种模块化滑移隔震系统，其特征在于，所述的开口盒体结构(32)在开口处与柱体(8)可拆卸连接，所述开口盒体结构(32)内部的永磁体与柱体(8)间填充吸能减震材料。

4.根据权利要求2所述的一种模块化滑移隔震系统，其特征在于，所述的带盖盒体结构(21)内壁与永磁体间填充吸能减震材料。

5.根据权利要求1所述的一种模块化滑移隔震系统，其特征在于，所述的底板(42)和第一板体(41)在接触面分别设有摩擦系数小于0.05的垫面(51)。

6.根据权利要求1所述的一种模块化滑移隔震系统，其特征在于，所述的第一板体(41)和第二板体(1)均为圆形。

7.根据权利要求1所述的一种模块化滑移隔震系统，其特征在于，所述的柱体(8)内部设有空腔(6)，所述的空腔(6)内填充聚氨酯。

8.根据权利要求1所述的一种模块化滑移隔震系统，其特征在于，所述的底板(42)、第一板体(41)、带盖盒体结构(21)和开口盒体结构(32)盒壁材料的相对磁导率小于1、相对电导率大于50。

9.根据权利要求1所述的一种模块化滑移隔震系统，其特征在于，所述的第二板体(1)和柱体(8)为钢性材料。

10.根据权利要求2所述的一种模块化滑移隔震系统，其特征在于，所述的永磁体为瓦形钕铁硼永磁体。