CN110424256A - 一种基于stf可抗冲滑移隔震器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于STF可抗冲滑移隔震器，包括上盖板、实心圆柱、套筒一、钢板柱、橡胶层、连接板、蜂窝套筒、套筒二、剪切增稠腔室、高阻尼橡胶球、橡胶板、下承台板、螺栓，其中实心圆柱、套筒一、钢板柱、连接板和橡胶板组共同构成滑移支座；蜂窝套筒、高阻尼橡胶球和剪切增稠腔室组成了抗冲耗能部分，针对传统滑移支座耗能能力有限，滑移量过大，无抗冲效果的问题，本发明利用钢板与橡胶之间的动摩擦耗能，设计剪切增稠腔室，使本装置在高速冲击荷载下，能提供更大的阻尼力，耗散冲击能量。
Description
技术领域
本发明属于桥梁隔震技术领域，具体涉及一种基于STF可抗冲滑移隔震器。
背景技术
我国是个地震多发的国家，频发的地震作用不仅给结构造成严重的破坏，还对我们的生活环境带来了不容忽视的危害。传统抗震结构通过增强结构强度来抵抗地震，结构构件在地震时进入非弹性状态，具有一定的延性，且以结构本身的损坏为代价消耗地震能量，从而减轻地震反应。
近年来各种隔震减振手段应运而生，在应用中效果良好，比如传统滑移支座通过降低水平刚度和延长结构的自振周期可减少结构的水平加速度反应，有较好的隔震效果，但也有许多问题比如其位移反应较大不能自复位等。
剪切增稠液(Shear Thickening Fluid，简称STF)它是一种智能的粘弹性材料，其对速度的响应非常敏感，尤其在高速荷载下，STF不仅提供更高的刚度，还具有更高的能量耗散能力。由于其特殊性能，近年来剪切增稠材料越来越多地被运用在减振技术上。
中国专利(申请号：201520641719.3)公开的“弹性滑移隔震支座”通过设置滑移板，使其在水平力大于摩擦力的工况下，水平刚度为零，延长了隔震支座的自振周期，但不具备抗冲耗能的作用。中国专利(申请号：201621169902.9)公开的“具有多级自复位能力的隔震支座”通过高阻尼橡胶支座与摩擦滑移支座串联，将两者的优点结合来提高隔震支座的复位能力，但隔震支座的水平位移量不易控制，且在隔震过程中耗能能力有限。
针对现有技术存在的技术问题，本发明提出一种基于STF可抗冲滑移隔震器，克服了传统的滑移支座耗能有限，不具备抗冲减振作用的缺点。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于STF可抗冲滑移隔震器，其包括上盖板、下承台板、实心圆柱、钢板柱、套筒一、橡胶板和套筒二，所述套筒二的上端放置有上盖板，所述套筒二的下端通过螺栓固定连接有下承台板，所述套筒二的腔体内部还同轴设置有实心圆柱，所述实心圆柱通过螺栓与上盖板固定相连，所述实心圆柱的外部同轴套设有套筒一，所述实心圆柱和套筒一分别沿其竖向方向焊接有钢板柱，所述套筒一的底部焊接有连接板，所述橡胶板镶嵌在连接板内，所述实心圆柱、套筒一、钢板柱、连接板和橡胶板共同构成滑移支座，所述套筒一的外部还同轴套设有两个蜂窝套筒和两个高阻尼橡胶球。
进一步，作为优选，所述实心圆柱上的钢板柱为圆盘形，所述套筒一上的钢板柱为圆环形，且实心圆柱上的钢板柱与套筒一上的钢板柱相间隔设置，所述实心圆柱的顶部的钢板柱还通过螺栓与上盖板固定相连。
进一步，作为优选，两个所述蜂窝套筒等间距的设置在套筒二的内部，且两个相邻的蜂窝套筒之间紧贴设置有高阻尼橡胶球，靠近套筒二的蜂窝套筒与套筒二之间紧贴设置有高阻尼橡胶球，远离套筒二的蜂窝套筒与套筒一之间形成剪切增稠腔室。
进一步，作为优选，所述实心圆柱上焊接的钢板柱的外层包裹橡胶层。
进一步，作为优选，所述剪切增稠腔室内充满剪切增稠液体。
进一步，作为优选，所述高阻尼橡胶球为空心结构，其内部设有一定气压，且所述高阻尼橡胶球可被压缩。
进一步，作为优选，所述套筒一与上盖板之间通过密封圈密封。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明针对传统的滑移支座不产生抗冲效果的特点，在剪切增稠腔室内充满STF，并通过设计蜂窝套筒，使其在高速冲击荷载下剪切增稠效率提高，从而让滑移支座更好地起到抗冲作用；
2.本发明针对现有滑移装置耗能能力有限的问题，在套筒二内设置蜂窝套筒和高阻尼橡胶球，高速振动时，蜂窝套筒被滑移支座挤压，同时作用于高阻尼橡胶球，从而使本装置在隔震过程中吸收地震能量；
3.本发明针对传统的滑移支座滑移量过大易发生失稳倾覆的缺陷，采用滑移支座与剪切增稠腔室相结合的设计，实现了限位的作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的俯视示意图；
图3为本发明的滑移支座示意图；
图中：1、上盖板；2、下承台板；3、实心圆柱；4、钢板柱；5、橡胶层；6、套筒一；7、连接板；8、橡胶板；9、蜂窝套筒；10、高阻尼橡胶球；11、套筒二；12、剪切增稠腔室；13、聚四氟乙烯滑动层；14、螺栓；15、密封圈。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于STF可抗冲滑移隔震器，其包括上盖板1、下承台板2、实心圆柱3、钢板柱4、套筒一6、橡胶板8和套筒二11，所述套筒二11的上端放置有上盖板1，所述套筒二11的下端通过螺栓14固定连接有下承台板2，所述套筒二11的腔体内部还同轴设置有实心圆柱3，所述实心圆柱3通过螺栓14与上盖板1固定相连，所述实心圆柱3的外部同轴套设有套筒一6，所述实心圆柱3和套筒一6分别沿其竖向方向焊接有钢板柱4，所述套筒一6的底部焊接有连接板7，所述橡胶板8镶嵌在连接板7内，所述实心圆柱3、套筒一6、钢板柱4、连接板7和橡胶板8共同构成滑移支座，所述套筒一6的外部还同轴套设有两个蜂窝套筒9和两个高阻尼橡胶球10。
本实施例中，所述实心圆柱3上的钢板柱4为圆盘形，所述套筒一6上的钢板柱4为圆环形，且实心圆柱3上的钢板柱4与套筒一6上的钢板柱4相间隔设置，所述实心圆柱3的顶部的钢板柱4还通过螺栓14与上盖板1固定相连。
本实施例中，两个所述蜂窝套筒9等间距的设置在套筒二11的内部，且两个相邻的蜂窝套筒9之间紧贴设置有高阻尼橡胶球10，靠近套筒二11的蜂窝套筒9与套筒二11之间紧贴设置有高阻尼橡胶球10，远离套筒二11的蜂窝套筒9与套筒一6之间形成剪切增稠腔室12。
本实施例中，所述实心圆柱3上焊接的钢板柱4的外层包裹橡胶层5。
本实施例中，所述剪切增稠腔室12内充满剪切增稠液体。
本实施例中，所述高阻尼橡胶球10为空心结构，其内部设有一定气压，且所述高阻尼橡胶球10可被压缩。
本实施例中，所述套筒一6与上盖板1之间通过密封圈15密封。
在低速振动时，水平地震作用力小于橡胶板8的摩擦力，上盖板1带动实心圆柱3发生小位移移动，实心圆柱3上焊接的钢板柱4与套筒一6上焊接的钢板4相对运动，产生摩擦耗能；当水平地震作用力大于橡胶板的摩擦力，实心圆柱3、套筒一6、钢板柱4、连接板7和橡胶板8组成的滑移支座在剪切增稠腔室12内产生滑动位移，高速振动下，剪切增稠液的粘度会急剧增加，甚至固化，同时滑移支座挤压蜂窝套筒9和高阻尼橡胶球10，提高了本装置的阻尼性能
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种基于STF可抗冲滑移隔震器，其包括上盖板(1)、下承台板(2)、实心圆柱(3)、钢板柱(4)、套筒一(6)、橡胶板(8)和套筒二(11)，其特征在于，所述套筒二(11)的上端放置有上盖板(1)，所述套筒二(11)的下端通过螺栓(14)固定连接有下承台板(2)，所述套筒二(11)的腔体内部还同轴设置有实心圆柱(3)，所述实心圆柱(3)通过螺栓(14)与上盖板(1)固定相连，所述实心圆柱(3)的外部同轴套设有套筒一(6)，所述实心圆柱(3)和套筒一(6)分别沿其竖向方向焊接有钢板柱(4)，所述套筒一(6)的底部焊接有连接板(7)，所述橡胶板(8)镶嵌在连接板(7)内，所述实心圆柱(3)、套筒一(6)、钢板柱(4)、连接板(7)和橡胶板(8)共同构成滑移支座，所述套筒一(6)的外部还同轴套设有两个蜂窝套筒(9)和两个高阻尼橡胶球(10)。
2.根据权利要求1所述一种基于STF可抗冲滑移隔震器，其特征在于，所述实心圆柱(3)上的钢板柱(4)为圆盘形，所述套筒一(6)上的钢板柱(4)为圆环形，且实心圆柱(3)上的钢板柱(4)与套筒一(6)上的钢板柱(4)相间隔设置，所述实心圆柱(3)的顶部的钢板柱(4)还通过螺栓(14)与上盖板(1)固定相连。
3.根据权利要求1所述一种基于STF可抗冲滑移隔震器，其特征在于，两个所述蜂窝套筒(9)等间距的设置在套筒二(11)的内部，且两个相邻的蜂窝套筒(9)之间紧贴设置有高阻尼橡胶球(10)，靠近套筒二(11)的蜂窝套筒(9)与套筒二(11)之间紧贴设置有高阻尼橡胶球(10)，远离套筒二(11)的蜂窝套筒(9)与套筒一(6)之间形成剪切增稠腔室(12)。
4.根据权利要求1所述的一种基于STF可抗冲滑移隔震器，其特征在于：所述实心圆柱(3)上焊接的钢板柱(4)的外层包裹橡胶层(5)。
5.根据权利要求1所述的一种基于STF可抗冲滑移隔震器，其特征在于：所述剪切增稠腔室(12)内充满剪切增稠液体。
6.根据权利要求1所述的一种基于STF可抗冲滑移隔震器，其特征在于：所述高阻尼橡胶球(10)为空心结构，其内部设有一定气压，且所述高阻尼橡胶球(10)可被压缩。
7.根据权利要求1所述的一种基于STF可抗冲滑移隔震器，其特征在于：所述套筒一(6)与上盖板(1)之间通过密封圈(15)密封。
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Denomination of invention: A shock-absorbing and sliding isolator based on shear thickening fluid Effective date of registration: 20230911 Granted publication date: 20210302 Pledgee: Zijin Trust Co.,Ltd. Pledgor: JIANGSU HONGJI ENERGY SAVING NEW TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980056178 |
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Date of cancellation: 20231201 Granted publication date: 20210302 Pledgee: Zijin Trust Co.,Ltd. Pledgor: JIANGSU HONGJI ENERGY SAVING NEW TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980056178 |
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Denomination of invention: A shear thickener based shock absorber with anti slip properties Granted publication date: 20210302 Pledgee: Nanjing Jiangbei new area green Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: JIANGSU HONGJI ENERGY SAVING NEW TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2024980003849 |
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