CN110847386A - 一种滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层 - Google Patents

Abstract

一种滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层，它涉及一种隔震层，具体涉及一种滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层。本发明为了解决传统隔震结构隔震效果较差的问题。本发明包括多个一体化摩擦摆隔震支座，多个所述一体化摩擦摆隔震支座呈圆形均匀分布，每个所述一体化摩擦摆隔震支座包括支座滑槽和支座滑板，支座滑板安装在支座滑槽的支座滑槽滑面上，多个所述一体化摩擦摆隔震支座的支座滑槽的支座滑槽滑面位于同一个曲率虚拟面。本发明属于建筑领域。

Description

一种滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层

技术领域

本发明涉及一种隔震层，具体涉及一种滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层，属于建筑领域。

背景技术

目前空间结构等大跨度结构在考虑隔震时还大多使用橡胶支座或铅芯橡胶支座，这些支座对结构的水平向振动隔震效果较好，但并不适用于竖向振动明显的大跨度结构；大跨度结构体量、质量巨大，现有的三维隔震支座普遍存在竖向承载力不足的问题；因此，采用对水平、竖向均具有良好隔震效果，且满足竖向承载力要求的摩擦摆支座是实现大跨度结构隔震的较好选择。摩擦摆支座由美国加州大学伯克利分校的Zayas等在1985年首先提出，该支座在地震激励的频率范围内具有低敏感性和高稳定性，且利用特有的球形滑面使其具有良好的自复位功能。在结构隔震使用中，摩擦摆隔震支座大多采用单体柱下布置方式，每个摩擦摆隔震支座滑槽曲率相同，且相互独立。摩擦摆支座有盖板-滑块分离式支座和盖板-滑块一体化支座。分离式支座的盖板下端中心处有与滑块配合的半球形凹槽，使滑块能够嵌入盖板，实现滑块在盖板与凹槽间一定范围内自由转动；但分离式支座对滑块和盖板制作工艺要求较高、工序繁琐、不利于施工安装，易导致上部结构出现摇摆，不利于结构的稳定性。一体化支座由滑板和滑槽组成，上部结构始终与滑板上表面垂直，滑板在地震作用下滑动使结构出现附加拟静力响应，在柱梁或杆件连接处出现附加弯矩，对结构抗震不利。同时，上述分离式支座与一体化支座易存在残余位移，为了减小残余位移，要求摩擦摆支座的曲率半径不宜过大，但是降低了隔震支座的隔震效果。因此需要研发一种适用于一体化摩擦摆支座、整体曲率优化的滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层

发明内容

本发明为解决传统隔震结构隔震效果较差的问题，进而提出一种滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括多个一体化摩擦摆隔震支座，多个所述一体化摩擦摆隔震支座呈圆形均匀分布，每个所述一体化摩擦摆隔震支座包括支座滑槽和支座滑板，支座滑板安装在支座滑槽的支座滑槽滑面上，多个所述一体化摩擦摆隔震支座的支座滑槽的支座滑槽滑面位于同一个曲率虚拟面。

进一步的，支座滑槽的支座滑槽滑面上设有环形挡板。

进一步的，支座滑板是不锈钢制作的。

进一步的，支座滑板由板面和圆柱组成，板面下表面的中部与圆柱的上端固定连接，圆柱的下端端面与制作滑槽滑面接触。

进一步的，板面是圆形板面。

本发明的有益效果是：本发明通过某一虚拟整体曲面设计隔震层中的每个摩擦摆支座滑槽滑面，滑板与滑槽组合形成摩擦摆隔震层，避免了分离式支座由于制作、安装不当导致上部结构出现“摇摆现象”，该隔震支座构造简单，便于制作与安装；本发明在地震作用下，上部结构在整体一致型滑槽内始终呈“钟摆式”摆动，减小了拟静力响应，消除了附加弯矩；本发明中的隔震支座曲率半径远大于现有摩擦摆支座，故该隔震结构的等效自振周期较传统隔震结构大，增强了隔震效果，同时避免了残余位移增大的问题；

本发明的滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层由多个一体化摩擦摆隔震支座组成，其中每个支座滑槽曲率按同一虚拟整体曲面确定，隔震层中每个摩擦摆支座在初始状态按一定角度安装，在地震作用下上部结构始终呈钟摆式在整体一致型滑槽内摆动，减小了拟静力响应，消除了附加弯矩。该滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层的滑槽曲率半径远大于支座相对位移，由相对位移产生的旋转角度非常小，则每个摩擦摆支座的摆动刚度很小。采用该隔震层的隔震结构的等效自振周期较传统隔震结构大，从而增强了隔震效果。该摩擦摆隔震支座滑槽曲率为整体一致型，因此每个滑板可与对应的滑槽充分接触，增大摩擦摆支座的有效摩擦，且避免了“点-面接触”问题。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的俯视图；

图3是隔震支座的俯视图；

图4是隔震支座的主视图；

图5是本发明与上部结构连接地震下变形剖面图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层包括多个一体化摩擦摆隔震支座，多个所述一体化摩擦摆隔震支座呈圆形均匀分布，每个所述一体化摩擦摆隔震支座包括支座滑槽1和支座滑板2，支座滑板2安装在支座滑槽1的支座滑槽滑面3上，多个所述一体化摩擦摆隔震支座的支座滑槽1的支座滑槽滑面3位于同一个曲率虚拟面4。

本实施方式中由于支座滑槽1符合整体一致型，该隔震层中每个摩擦摆支座在初始状态按某一角度进行安装，在地震作用下上部结构始终呈钟摆式在整体一致型滑槽内摆动，避免出现附加拟静力响应和附加弯矩。

本实施方式可通过设计曲率虚拟面4的曲率来改变隔震层中单体滑槽曲率，从而调整隔震层刚度和隔震结构的自振频率，使隔震结构自振频率远小于传统隔震结构，隔震效果较传统隔震层更显著。

支座滑槽面3和支座滑板2下表面涂有低摩擦系数材料，如聚四氟乙烯，使其在地震作用下可以发生相对滑动和在重力作用下具有良好的复位能力。

支座滑槽1的下表面与下部结构或者混凝土基础整浇，滑槽曲率保持与曲率虚拟面4一致，支座滑板2位于滑槽1内，支座滑板2上表面与上部结构柱6的下端直接相连，下表面与滑槽曲率始终相同，保证支座滑板2下表面和支座滑槽面3充分接触，增大摩擦摆支座的有效摩擦，提高滑动耗能能力，避免“点-面接触”问题，上部结构柱6的上端与上部结构梁7连接。

具体实施方式二：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层的支座滑槽1的支座滑槽滑面3上设有环形挡板5。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层的支座滑板2是不锈钢制作的。本实施方式中支座滑板2的大小设计主要根据上部结构重量确定，保证支座滑板2在压力作用下具有足够强度，并能在支座滑槽1内自由滑动。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一致型摩擦摆阵列隔震层的支座滑板2由板面2-1和圆柱2-2组成，板面2-1下表面的中部与圆柱2-2的上端固定连接，圆柱2-2的下端端面与制作滑槽滑面3接触。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层的板面2-1是圆形板面。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。

工作原理

将本发明的滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层安装到结构中，支座滑板与上部结构相连，支座滑槽与基础或下部结构连接，在任意方向的水平地震作用下，滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层的减震机理由两部分组成，滑板在滑槽上发生滑动，从而减小结构的水平刚度以及延长整个结构的自振周期，使其远离地震周期，隔离部分地震能量；另一方面，滑块与滑槽之间的相互摩擦耗散部分能量，从而减小地震能量向上部结构传输。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层，其特征在于：所述一种滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层包括多个一体化摩擦摆隔震支座，多个所述一体化摩擦摆隔震支座呈圆形均匀分布，每个所述一体化摩擦摆隔震支座包括支座滑槽(1)和支座滑板(2)，支座滑板(2)安装在支座滑槽(1)的支座滑槽滑面(3)上，多个所述一体化摩擦摆隔震支座的支座滑槽(1)的支座滑槽滑面(3)位于同一个曲率虚拟面(4)。

2.根据权利要求1所述一种滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层，其特征在于：支座滑槽(1)的支座滑槽滑面(3)上设有环形挡板(5)。

3.根据权利要求1所述一种滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层，其特征在于：支座滑板(2)是不锈钢制作的。

4.根据权利要求1所述一种滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层，其特征在于：支座滑板(2)由板面(2-1)和圆柱(2-2)组成，板面(2-1)下表面的中部与圆柱(2-2)的上端固定连接，圆柱(2-2)的下端端面与制作滑槽滑面(3)接触。

5.根据权利要求4所述一种滑槽曲率整体一致型摩擦摆阵列隔震层，其特征在于：板面(2-1)是圆形板面。

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