CN111962709A - 一种具有强承载能力且更换方便的隔震支座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于大空间结构隔震层的具有强承载能力且更换方便的隔震支座，包括上预埋板、下预埋板、与上预埋板连接的上连接板、与下预埋板连接的下连接板、橡胶支座主体和设置在上连接板和下连接板之间的滚球支座，所述橡胶支座主体包括第一连接板、橡胶支座和第二连接板，所述第二连接板与下连接板可拆卸连接，所述第一连接板与上连接板通过连接件拆卸连接，本发明的隔震支座无论其水平位移为零，还是水平大变形情况下，隔震支座均具有较大的竖向承载能力，保护上部结构的安全，且滚球支座的水平摩擦力很小，不会额外增加橡胶支座主体恢复力的负担，橡胶支座主体与上连接板和下连接板之间的可拆卸连接，使得橡胶支座主体方便更换。

Description

一种具有强承载能力且更换方便的隔震支座

技术领域

本发明涉及建筑工程、桥梁工程、大空间工程技术领域，具体涉及一种用于桥梁隔震层、建筑隔震层、大空间结构隔震层的具有强承载能力且更换方便的隔震支座。

背景技术

叠层橡胶隔震技术对减轻地震给建筑结构、桥梁结构带来的破坏具有重要的作用，其具有良好的水平变形能力和耗能特性，因此被广泛应用于建筑隔震层、桥梁隔震层中以减轻地震对建筑和桥梁的破坏。但是对于大跨度桥梁隔震结构、高层隔震建筑及大跨度空间隔震结构，每个竖向构件所需的荷载均较大，但是传统的隔震橡胶支座竖向面压设计有限，即使将其竖向面压设计过大，但其相应的水平变形能力将减小，所以传统的隔震橡胶支座不能同时具有较大的竖向荷载和水平变形能力，不能满足大跨度桥梁隔震结构、高层隔震建筑及大跨度空间隔震结构功能要求，现在需要一种同时满足在常遇荷载作用下竖向承载能力大及水平变形较大的新型支座。

发明内容

本发明目的在于，提供一种不仅在常遇荷载作用下可承担较大的竖向荷载，同时在水平地震时发生较大水平变形时仍具有强承载能力的橡胶支座。

本发明通过以下技术方案实现该目的：

一种具有强承载能力且更换方便的隔震支座，包括：

上预埋板、下预埋板，所述上预埋板和下预埋板均包括钢板及设置在钢板上的套筒和锚筋；

上连接板、下连接板，所述上连接板与上预埋板的钢板连接，所述下连接板与下预埋板的钢板连接；

橡胶支座主体，所述橡胶支座主体包括第一连接板、橡胶支座和第二连接板，所述第二连接板与下连接板可拆卸连接，所述第一连接板与上连接板通过连接件拆卸连接；

滚球支座，所述滚球支座由高强度材料制备而成，包括与上连接板连接的上顶板、与下连接板连接的下底板及在上顶板与下底板之间滚动的滚球。

进一步的，所述滚球支座由钢或铜制备而成。

作为优选的，所述连接件与第一连接板通过螺栓连接，所述连接件上设置有带有内螺纹的盲孔，所述第一连接板上设置有与盲孔相匹配的孔，所述螺栓穿过第一连接板拧入盲孔内的螺纹。

作为另一优选的，所述连接件为内部设置有空腔的套筒连接件，所述套筒连接件与第一连接板通过定位螺栓连接，所述定位螺栓包括螺栓头和螺杆，所述螺栓头位于空腔内，所述螺杆穿过第一连接板通过螺母紧固。

进一步的，所述空腔包括第一空腔和第二空腔，所述第一空腔的直径大于第二空腔的直径，所述螺栓头包括螺栓帽和定位部，所述螺栓帽位于第一空腔内，所述定位部上设置有若干个凸起，所述第二空腔的内壁上设置有与凸起相匹配的凹槽。

进一步的，所述套筒连接件包括一体成型的上顶板、中竖杆和下竖杆，所述第一空腔设置于上顶板和中竖杆内，所述第二空腔设置于下竖杆内，所述上连接件上设置有容置上顶板的凹槽，所述凹槽内设置有中竖杆穿过的孔。

进一步的，所述橡胶支座主体为圆形、方形或正多变形中的一种，所述橡胶支座由叠层橡胶和叠层钢板整体硫化制备而成。

进一步的，所述叠层橡胶为天然橡胶或高阻尼橡胶。

进一步的，所述橡胶支座中部灌注有铅芯高阻尼材料。

进一步的，所述下预埋板的中心设置有用于浇筑混泥土的预留孔。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明的一种具有强承载能力且更换方便的隔震支座，采用高强度材料制备而成的滚球支座作为承担竖向荷载的支座，无论是水平位移为零，还是水平大变形情况下，均具有较大的竖向承载能力，不会发生倒塌，保护了上部结构的安全，且采用滚球支座，水平摩擦力很小，不会额外增加水平恢复力构件的负担；采用橡胶支座作为水平方向的荷载承担力，水平刚度小，可以保证足够的隔震效果，并能将隔震上部结构拉回原位；另外，橡胶支座与上连接板和下连接板之间的可拆卸连接，使得橡胶支座方便更换，无需特殊装置。

附图说明

图1为本发明的隔震支座的结构示意图。

图2为本发明的下预埋板的结构示意图。

图3为本发明中上连接板的结构示意图。

图4为本发明中滚球支座的结构示意图。

图5为实施例1中套筒连接件的结构示意图。

图6为图5的剖视图。

图7为实施例1中定向螺栓的结构示意图。

图8为本发明中橡胶支座主体的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例1。

如图1-4所示，本实施例提供一种具有强承载能力且更换方便的隔震支座，包括上预埋板1、下预埋板5、上连接板2、下连接板4、滚球支座3及橡胶支座主体7，所述上预埋板1和下预埋板5均包括钢板13(53)及设置在钢板13(53)上的套筒11(51)和锚筋12(52)，用于连接固定地面及上部结构；所述上连接板2与上预埋板1的钢板13连接，所述下连接板4与下预埋板5的钢板53连接，所述滚球支座3由高强度材料制备而成，在本实施例中，可选择钢或铜材料制备而成，包括与上连接板2连接的上顶板31、与下连接板4连接的下底板33及在上顶板31与下底板33之间滚动的滚球32，如图8所示，所述橡胶支座主体7包括第一连接板71、橡胶支座72和第二连接板73，所述第二连接板73与下连接板4可拆卸连接，所述第一连接板71与上连接板2通过连接件6拆卸连接。

本发明的隔震支座采用高强度材料制备而成的滚球支座3作为承担竖向荷载的支座，无论其水平位移为零，还是水平大变形情况下，隔震支座均具有较大的竖向承载能力，不会发生倒塌，承载能力强，保护了上部结构的安全，且采用滚球支座3，水平摩擦力很小，不会额外增加橡胶支座主体7的恢复力构件的负担；采用橡胶支座72作为水平方向的荷载承担力，水平刚度小，可以保证足够的隔震效果，并能将隔震上部结构拉回原位；另外，橡胶支座主体7与上连接板2和下连接板4之间的可拆卸连接，使得橡胶支座主体7方便更换，无需特殊装置。

如图5-7所示，其中，所述连接件6为内部设置有空腔的套筒连接件，所述套筒连接件与第一连接板71通过定位螺栓8连接，所述定位螺栓8包括螺栓头和螺杆82，所述螺栓头位于空腔内，所述螺杆82穿过第一连接板71通过螺母9紧固，定位螺栓8可在空腔内活动，在连接件6和第一连接板71之间设置有多层垫片，所述垫片由两个半圆垫片组成，当需要更换橡胶支座主体7时，将螺母9从螺杆82上拧下，将半圆垫片移除，定位螺栓8向上顶回空腔内，采用外接螺帽封住套筒连接件的底部，拆除第二连接板73与下连接板4的连接，此时可以更换橡胶支座主体7。

其中，所述空腔包括第一空腔64和第二空腔65，所述第一空腔64的直径大于第二空腔65的直径，所述螺栓头包括螺栓帽83和定位部84，所述螺栓帽83位于第一空腔64内，所述定位部84上设置有若干个凸起841，所述第二空腔65的内壁上设置有与凸起841相匹配的槽651，凸起841和槽651结构的设置，可以防止螺栓头81在空腔内旋转。

其中，所述套筒连接件包括一体成型的上顶板61、中竖杆62和下竖杆63，所述第一空腔64设置于上顶板61和中竖杆62内，所述第二空腔65设置于下竖杆63内，所述上连接件2上设置有容置上顶板61的凹槽21，所述凹槽21内设置有中竖杆62穿过的孔22，在安装时，将套筒连接件上顶板61放置凹槽21内，中竖杆62和下竖杆63穿过空22，放入定位螺栓8，用定位螺栓8将连接件6与橡胶支座主体7连接固定。

其中，所述橡胶支座主体7为圆形、方形或正多变形中的一种，所述橡胶支座72由叠层橡胶和叠层钢板整体硫化制备而成，所述叠层橡胶为天然橡胶或高阻尼橡胶，为增强其高的阻尼性，在橡胶支座72的中部灌注铅芯高阻尼材料。

如图2所示，其中，所述下预埋板5的中心设置有用于浇筑混泥土的预留孔54，通过下预埋板5中间的预留孔54浇筑混凝土实现与地面的固定连接。

本实施例中的隔震支座，在安装时，先安装下预埋板5，通过向预留孔54中浇筑混凝土实现与地面的固定连接，再安装下连接板4，采用螺栓与下预埋板5连接，然后在下连接板4的四个角放置四个滚球支座3，滚球支座3的下底板33与下连接板4之间采用螺栓连接；在滚球支座3的上顶板31的顶面放置上连接板2，同样采用螺栓固定，在放置上预埋板1之前，先将定位螺栓8放入套筒连接件中，并将上述套筒连接件放入上连接板2的凹槽21中，其中中竖杆62和下竖杆63穿过空22，再放置上预埋板1，通过螺栓将上连接板2与上预埋板1连接在一起。最后安装橡胶支座主体7，在连接橡胶支座整体7的第一连接板71与套筒连接件之前，先将定位螺栓8手工竖直顶回，并采用外接螺帽临时封住活动套筒部件6的下竖杆63的端部，防止定位螺栓8露头，以妨碍橡胶支座主体7的第一连接板71水平深入到整体支座的中部，待橡胶支座主体7到达相应的位置后，将橡胶支座主体7的第二连接板73与下连接板4采用螺栓连接，拧出套筒连接件下部临时防止定位螺栓8露头的螺帽，使定位螺栓8在重力作用下自动漏出，穿过隔震橡胶支座主体7的第一连接板71的上部对应预留的通孔，并在隔震橡胶支座主体7的第一连接板71与下竖杆63之间左右对称设置半圆垫片，并根据其竖向间隙的大小竖直设置多层垫片，最后在隔震橡胶支座整体7的第一连接板71的下底面对应的孔洞处通过螺母9拧紧露头定位螺栓8。经过上述安装过程，支座整体安装完成。

本发明中的隔震支座在承担竖向压荷载时，竖向力依次通过上预埋板1、上连接板2、滚球支座3、下连接板4、下预埋板5，传递到地下固定结构，在竖向力传递过程中，中部的橡胶支座主体7不承担竖向荷载；当支座承受水平荷载时，隔震支座上部的地震力将依次通过上预埋板1、上连接板2、连接件6、橡胶支座主体7、下连接板4、下预埋板5，最后传递给地下固定结构，在水平传力的过程中，四个角部的滚球支座3在中部橡胶支座主体7发生水平剪切变形的过程中，会发生水平滚动，但由于滚动摩擦力极小，其承担的水平力非常有限，主要是由中部的橡胶支座主体7承担。

当发生水平较大地震时，本实施例中的隔震支座的中部橡胶支座主体7可能会发生因发生水平过大变形而出现剪切破坏，而四个角部的滚球支座3只是发生水平滚动，不会发生破坏，其会在其他的水平弹性恢复力构件的作用下和惯性力的作用下将会回到原位。地震停止后，待支座回位后，拧松连接橡胶支座主体7的第二连接板73与下连接板4的连接螺栓，并取出螺杆；再拧松橡胶支座主体7的第一连接板71与套筒连接件的连接螺栓，取出垫片，并将定位螺栓8顶回套筒连接件中的内部空腔中，并采用外部螺帽封住下竖杆63的下端部，使内定位螺栓8不至于在重力作用下脱落下来。整体取出坏损的橡胶支座主体7，换上新的橡胶支座主体7，采用前述的安装步骤将新的橡胶支座主体7安装上去，整个支座恢复原有竖向及水平承载功能。

实施例2。

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述连接件6上设置有带有内螺纹的盲孔，所述第一连接板71上设置有与盲孔相匹配的孔，采用有外螺纹的螺丝穿过第一连接板71拧入盲孔的内螺纹中，实现连接件6与橡胶支座主体7的固定连接，当需要更换时，直接拧下螺丝即可。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、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)

1.一种具有强承载能力且更换方便的隔震支座，其特征在于，包括：

上预埋板、下预埋板，所述上预埋板和下预埋板均包括钢板及设置在钢板上的套筒和锚筋；

上连接板、下连接板，所述上连接板与上预埋板的钢板连接，所述下连接板与下预埋板的钢板连接；

橡胶支座主体，所述橡胶支座主体包括第一连接板、橡胶支座和第二连接板，所述第二连接板与下连接板可拆卸连接，所述第一连接板与上连接板通过连接件拆卸连接；

滚球支座，所述滚球支座由高强度材料制备而成，包括与上连接板连接的上顶板、与下连接板连接的下底板及在上顶板与下底板之间滚动的滚球。

2.如权利要求1所述的具有强承载能力且更换方便的隔震支座，其特征在于，所述滚球支座由钢或铜制备而成。

3.如权利要求1所述的具有强承载能力且更换方便的隔震支座，其特征在于，所述连接件与第一连接板通过螺栓连接，所述连接件上设置有带有内螺纹的盲孔，所述第一连接板上设置有与盲孔相匹配的孔，所述螺栓穿过第一连接板拧入盲孔内的螺纹。

4.如权利要求1所述的具有强承载能力且更换方便的隔震支座，其特征在于，所述连接件为内部设置有空腔的套筒连接件，所述套筒连接件与第一连接板通过定位螺栓连接，所述定位螺栓包括螺栓头和螺杆，所述螺栓头位于空腔内，所述螺杆穿过第一连接板通过螺母紧固。

5.如权利要求3所述的具有强承载能力且更换方便的隔震支座，其特征在于，所述空腔包括第一空腔和第二空腔，所述第一空腔的直径大于第二空腔的直径，所述螺栓头包括螺栓帽和定位部，所述螺栓帽位于第一空腔内，所述定位部上设置有若干个凸起，所述第二空腔的内壁上设置有与凸起相匹配的槽。

6.如权利要求4所述的具有强承载能力且更换方便的隔震支座，其特征在于，所述套筒连接件包括一体成型的上顶板、中竖杆和下竖杆，所述第一空腔设置于上顶板和中竖杆内，所述第二空腔设置于下竖杆内，所述上连接件上设置有容置上顶板的凹槽，所述凹槽内设置有中竖杆穿过的孔。

7.如权利要求1所述的具有强承载能力且更换方便的隔震支座，其特征在于，所述橡胶支座主体为圆形、方形或正多变形中的一种，所述橡胶支座由叠层橡胶和叠层钢板整体硫化制备而成。

8.如权利要求7所述的具有强承载能力且更换方便的隔震支座，其特征在于，所述叠层橡胶为天然橡胶或高阻尼橡胶。

9.如权利要求7所述的具有强承载能力且更换方便的隔震支座，其特征在于，所述橡胶支座中部灌注有铅芯高阻尼材料。

10.如权利要求1-9任一项所述的强承载能力且更换方便的隔震支座，其特征在于，所述下预埋板的中心设置有用于浇筑混泥土的预留孔。

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