CN112031177B - 隔震限位支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔震限位支座，包括底座，其上设置有将其边界进行围挡的挡板，所述底座上还设置有滑道；支座主体滑块，其滑接在所述底板上的所述滑道中，且所述支座主体滑块位于所述挡板围合的区域中；以及弹性限位部，其一端与所述支座主体滑块连接，其另一端与所述底座上的挡板连接；其中，在发生地震时，设置在支座主体滑块上的隔震主体发生震动位移，该震动位移传递至弹性限位部上，弹性限位部做相对于支座主体滑块的移动且其发生形变以降低地震的位移反应。本发明结构简单，成本低，各构件功能分工明确、质量能得到保证，更换方便，隔震效果好。

Description

隔震限位支座

技术领域

本发明涉及建筑工程中抗震结构的技术领域。更具体地说，本发明涉及一种建筑物用的隔震限位支座。

背景技术

目前传统的隔震支座类型及特点如下：国内外采用的隔震措施可分为两类橡胶支座隔震和滑移支座隔震，前者一般为多层橡胶之间夹以薄钢板，中央加铅芯。这种结构能加长房屋自振周期,使其远离地震波特征周期，减小地震作用,并具自动复位功能。但其缺点也十分明显由于该体系支座的主体功能即竖向承载和水平剪力和复位都由橡胶实现，因此要求橡胶配方和橡胶支座隔震的加工制作中应兼顾上述的功能实现，其难度极大，不易得到有效保障。目前运用于工程实践的橡胶支座隔震已暴露出不少问题，包括运用于机场航站楼如此重要的建筑也出现了不少问题。

在后者传统滑移隔震技术是在基础或层间等部位设置低摩擦的滑移元件和限位件等，通过相对滑移运动和摩擦耗能而有效限制地震能量向上部传递和向下部反馈，但技术仅靠摩擦耗能而无其他耗能方式，其地震时位移过大，如果支座主体与限位件间不加设柔性材料，则对会对限位件进行直接碰撞，造成限位件损坏；如果加柔性材料，设置与设计的一些问题则会对支座主体的滑移造成影响，不利于隔震。

发明内容

为了克服橡胶支座隔震和滑移支座隔震不足，本发明的目的在于提供一种隔震限位支座，该隔震限位支座能够对建筑物起到很好的抗震效果，且其保养更换方便。

为了实现上述目的，本发明通过以下的技术方案来实现的：

一种隔震限位支座，包括：

底座，其上设置有将其边界进行围挡的挡板，所述底座上还设置有滑道；

支座主体滑块，其滑设在所述底板上的所述滑道中，且所述支座主体滑块位于所述挡板围合的区域中；以及

弹性限位部，其一端与所述支座主体滑块连接，其另一端与所述底座上的挡板连接；

其中，在发生足够大的地震时，设置在支座主体滑块上的隔震主体发生震动位移，该震动位移传递至弹性限位部上，弹性限位部做相对于支座主体滑块的移动且其发生形变以降低地震的位移反应。

进一步地，所述弹性限位部包括一端与所述支座主体滑块连接的第一弹簧、与所述第一弹簧另一端连接的连接缸管以及与所述连接钢管另一端连接的第二弹簧，所述第二弹簧的另一端与所述挡板连接。

进一步地，所述第一弹簧的刚度系数小于第二弹簧的刚度系数。

进一步地，所述弹性限位部还包括与支座主体滑块铰接的限位缸管，所述限位缸管内具有第一空腔，所述第一弹簧的所述一端与所述第一空腔靠近所述支座主体滑块的一端固连，所述连接缸管的一端伸入至所述限位缸管的第一空腔中与所述第一弹簧的所述另一端连接，所述连接缸管可在所述第一空腔中移动。

进一步地，所述弹性限位部还包括与所述挡板铰接的导向缸管，所述导向缸管内具有第二空腔，所述第二弹簧的所述另一端固定在所述第二空腔背离所述支座主体滑块的一端，所述连接缸管的所述另一端伸入至所述第二空腔中与所述第二弹簧的所述一端连接，所述连接缸管可在第二空腔中移动。

进一步地，在所述导向缸管的侧壁上设置有与所述第二空腔连通的导向槽，所述连接缸管上靠近所述导向缸管一端的外壁上设置有与所述导向槽对应的滑动块，所述滑动块滑接在所述导向槽中。

进一步地，在所述支座主体滑块底部设置有由光滑材料制成的滑行板，所述支座主体滑块通过所述滑行板滑设在所述滑道中。

进一步地，在所述支座主体滑块的顶部设置有用于固定隔震主体的上盖板，所述上盖板的横截面面积大于支座主体滑块的横截面面积。

进一步地，在所述支座主体滑块的外壁上沿其周向等间隔设置有多个弹性限位部。

进一步地，在所述挡板和所述支座主体滑块之间还选择性地设置有千斤顶，所述千斤顶的顶推端与所述支座主体滑块的侧壁连接。

本发明至少包括以下有益效果：

1）隔震功能：支座主体滑块、滑行板以及滑道之间的相对滑移运动和摩擦耗能而有效限制地震能量向上部传递和向下部反馈；

2）限位与保护功能：小型地震时，支座主体滑块位移较小，主要在第一弹簧上产生变形，所以弹簧整体刚度较小；大型地震时时，支座主体滑块滑行位移较大，主要在第二弹簧上产生变形且第二弹簧的刚性大；另外，当第二弹簧被压缩到一定程度时，连接缸管上的滑动块在导向槽内移动到靠近挡板一端的极限位置处无法继续移动，故支座主体滑块在滑道内的位移被限位在一定的范围内，因此该弹性限位部可以有效地降低地震带来震动位移反应，起到限位作用，避免隔震主体直接碰撞挡板从而使挡板发生破坏，故可以有效的降低震动的位移反应；本发明利用两个不同刚度系数的弹簧不但能避免地震对隔震主体造成移动而撞坏挡板，还可以有效节省材料，降低制作成本，提高材料的利用利率和工作效益；

3）震前养护与震后修复功能：弹性限位部可通过单向铰进行拆卸养护，震后如检查发现弹性限位部发生不可修复性损坏，也可拆卸进行更换弹性限位部；此外，如果弹性限位部在地震中受到了破坏不能复位，则可先拆下弹性限位部，再在挡板与支座主体滑块间安装千斤顶，该千斤顶的顶推端与支座主体滑块连接，从而通过千斤顶使隔震限位支座复位；

4）本发明结构简单，成本低，各构件功能分工明确、质量能得到保证，更换方便，隔震效果好；且该隔震限位支座各构件功能分工明确，结构清晰简洁，质量能得到有效保证，同时便于实现大批量生产。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明实施例隔震限位支座的半剖面结构示意图；

图2为图1的A-A向剖面结构示意图；

图3为本发明实施例弹性限位部的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，并不是指示或暗示所指的装置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。

如图1和图2所示，本发明提供一种隔震限位支座，包括底座2、支座主体滑块7以及弹性限位部。底座2设置在地基等位置上，其上设置有一圈挡板14，从而将支座主体滑块7限位在挡板14围合的区域中。底座2上设置有滑道1，支座主体滑块7滑接在底座2上，为了便于支座主体滑块7在底座2上滑移，在支座主体滑块7底部设置有由光滑材料制成的滑行板4，支座主体滑块7通过滑行板4滑接在滑道1中，滑行板4能够减小支座主体滑块7与滑道1之间的摩擦力。支座主体滑块7上设置有上盖板3，隔震主体固定在上盖板3上。为了更换地保护支座主体滑块7，在支座主体滑块7与上盖板3之间设置有滑块盖板6，上盖板3、滑块盖板6以及支座主体滑块7依次通过螺栓5等紧固件固定连接。其中，上盖板3的横截面面积大于支座主体滑块7的横截面面积，这样方便对隔震主体进行支撑固定。

为了更好地保护挡板14防止其在地震中被撞坏，在支座主体滑块7的外表面上沿其周向等间隔设置多个弹性限位部，在本实施例中，在支座主体滑块7的外侧面上等间隔设置四个弹性限位部，即设置两组两两轴对称的弹性限位部。见图3，弹性限位部包括与支座主体滑块7连接的限位缸管10、一端与限位缸管10连接的第一弹簧8、与第一弹簧8另一端连接的连接缸管11、与连接缸管11另一端连接的第二弹簧9以及与挡板连接的导向缸管13。在本实施例中，限位缸管10内具有第一空腔15，第一弹簧8的一端与第一空腔15靠近支座主体滑块7的一端固连，而连接缸管11的一端则伸入至限位缸管10的第一空腔15中与第一弹簧8的另一端连接。连接缸管11与限位缸管10之间不固定，从而使得连接缸管11可在限位缸管10的第一空腔15中移动。为了便于连接缸管11在限位缸管10中移动，在两者的接触处涂有润滑油，当第一弹簧8被压缩时，在第一弹簧8的作用力下，连接缸管11的一端沿其长度方向在第一空腔15内做远离支座主体滑块7的运动。此外，为了防止震动力过大对弹性限位部造成破坏，限位缸管10与支座主体滑块7通过铰接的方式连接，其中，在限位缸管10靠近支座主体滑块7的一端设置有第一单向铰头，在支座主体滑块7上对应设置有与第一单向铰头适配的第一铰接座，第一单向铰头与第一铰接座通过第一销轴连接。

导向缸管13内具有第二空腔16，第二弹簧9的另一端固定在第二空腔16背离支座主体滑块7的一端，连接缸管11的另一端伸入至第二空腔16中与第二弹簧9的一端连接。连接缸管11的另一端插设在第二空腔16中，当第二弹簧9被压缩时，连接缸管11的另一端在导向缸管13中做靠近挡板14的运动。为了更好地抵抗地震产生的震动位移从而达到抗震的效果，设置在第二空腔16中的第二弹簧9的刚度系数大于设置在第一空腔15内的第一弹簧8的刚度系数，这是因为在弹性限位部部工作时，当地震产生的震动力传递过来时，首先作用在第一弹簧8上，只有震动力足够大才引起第二弹簧5的变形，这就使得将该减震加固装置用于小型地震时，隔震主体上的震动相对较小，小系数的弹簧刚度即可以满足要求，如刚度过大也会形成支座主体滑块7与挡板14之间的硬扛性撞击达不到抗震效果且容易造成挡板14的破坏；而当发生大型地震时，隔震主体上产生的震动较大，这就需要较大刚度系数的弹簧，如刚度过小则达不到抗震要求。本实施例利用两个不同刚度系数的弹簧不但能避免地震对隔震主体造成移动而撞坏挡板，还可以有效节省材料，降低制作成本，提高材料的利用利率和工作效益。

为了使得连接缸管11在第二空腔16中移动的过程中更顺畅且不发生偏移，在导向缸管13的侧壁上沿其长度方向设置有轴对称地两条导向槽12，而在连接缸管11靠近挡板14的一端外表面上对应设置有与两导向槽12分别适配的两滑动块17，两滑动块1一一对应地滑接在两导向槽12中，这样在第二弹簧9受震动力被压缩时，连接缸管11上的滑动块17在导向槽12内滑动，其中，为了使得滑动更顺畅，连接缸管11与导向槽12接触处均涂有润滑油。

为了防止地震力过大造成弹性限位部与挡板14之间的连接破坏，导向缸管13与挡板14也通过铰接的方式连接，其中，在导向缸管13靠近挡板14的一端设置第二单向铰头，在挡板上则对应设置有与第二单向铰头适配的第二铰接座，第二单向铰头与第二铰接座通过第二销轴连接。此外，在震后，如果弹性限位部在地震中受到了破坏不能复位，则可在挡板14与支座主体滑块7间安装千斤顶，该千斤顶的顶推端与支座主体滑块7连接，从而可以通过千斤顶使隔震限位支座复位。另外，上述的限位缸管10、连接缸管11以及导向缸管13均由刚度较大的材料制成，从而使得其足以抵抗地震对隔震限位支座造成的位移。

在应用本实施例的隔震限位支座时，将隔震主体固定在上盖板3上，且将弹性限位部一端与支座主体滑块7连接，将弹性限位部的另一端与挡板14连接。在小型地震时，小型地震对隔震主体产生的震动位移较小，其产生的震动位移传递至其中一弹性限位部的限位缸管10上，该限位缸管10在震动位移的作用下带动支座主体滑块7做远离底座2轴心的运动进而压缩第一弹簧8；与此同时，在与该弹性限位部成轴对称的另一弹性限位部上，其上的限位缸管10则在支座主体滑块7的作用下做靠近底座1轴心的运动，且由于连接缸管11上的滑动块17移动至导向槽12上靠近支座主体滑块7一端的极限位置，进而限位缸管10拉伸与其连接的第一弹簧8，但由于支座主体滑块7上的震动位移较小，且在支座主体滑块7的其中一直径方向具有两个弹性限位部以及第二弹簧9的刚性较第一弹簧8大，故在两对称的弹性限位部上变形量较小且第二弹簧9几乎不发生变形，故支座主体滑块7在底座2上的滑行量较小，从而不会对隔震主体造成影响。

而在发生大型地震时，隔震主体上产生的震动位移较大，震动位移传递至其中一弹性限位部上时，其上的限位缸管10拉动支座主体滑块7在滑道1内滑行做远离底座1轴心的运动进而压缩第一弹簧8，由于隔震主体上的震动位移较大，第一弹簧8继续推动连接缸管11上的滑动块17在导向槽12内做远离底座1轴心的运动进而逐渐压缩第二弹簧9，第一弹簧8上的压缩变形逐渐转化为第二弹簧9上的压缩变形；而与此同时，与上述其中一弹性限位部对称的另一弹性限位部则被支座主体滑块7拉动做靠近底座1轴心的运动，因此其上的第一弹簧8通过连接缸管11拉伸第二弹簧9。由于第一弹簧8的刚度系数小于第二弹簧9的刚度系数，因此在该过程中，震动位移主要转移至第二弹簧9上，而第二弹簧9由于刚性大，故能降低位移反应，且在支座主体滑块7的其中一直径方向具有两个弹性限位部，地震产生的震动位移被对称的弹性限位部同时分担，另外当第二弹簧被压缩到一定程度时，连接缸管11上的滑动块17在导向槽12内移动到靠近挡板14一端的极限位置处无法继续移动，故支座主体滑块7在滑道内的位移被限位在一定的范围内，因此该弹性限位部可以有效地降低地震带来震动位移反应，起到限位作用，避免隔震主体直接碰撞挡板14从而使挡板发生破坏。且支座主体滑块7设置在滑槽1中能限制地震能量向上部传递和向下部反馈。在震后，如果弹性限位部在地震中受到了破坏不能复位，则可先拆下弹性限位部，再在挡板14与支座主体滑块7间安装千斤顶，该千斤顶的顶推端与支座主体滑块7连接，从而通过千斤顶使隔震限位支座复位。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种隔震限位支座，其特征在于，包括：

底座，其上设置有将其边界进行围挡的挡板，所述底座上还设置有滑道；

支座主体滑块，其滑设在所述底板上的所述滑道中，且所述支座主体滑块位于所述挡板围合的区域中；以及

弹性限位部，其一端与所述支座主体滑块连接，其另一端与所述底座上的挡板连接；弹性限位部包括一端与所述支座主体滑块连接的第一弹簧、与所述第一弹簧另一端连接的连接缸管以及与所述连接缸管另一端连接的第二弹簧，所述第二弹簧的另一端与所述挡板连接；且所述第一弹簧的刚度系数小于第二弹簧的刚度系数；

其中，在发生足够大的地震时，设置在支座主体滑块上的隔震主体发生震动位移，该震动位移传递至弹性限位部上，弹性限位部做相对于支座主体滑块的移动且其发生形变以降低地震的位移反应；

所述弹性限位部还包括与支座主体滑块铰接的限位缸管，所述限位缸管内具有第一空腔，所述第一弹簧的所述一端与所述第一空腔靠近所述支座主体滑块的一端固连，所述连接缸管的一端伸入至所述限位缸管的第一空腔中与所述第一弹簧的所述另一端连接，所述连接缸管可在所述第一空腔中移动；

所述弹性限位部还包括与所述挡板铰接的导向缸管，所述导向缸管内具有第二空腔，所述第二弹簧的所述另一端固定在所述第二空腔背离所述支座主体滑块的一端，所述连接缸管的所述另一端伸入至所述第二空腔中与所述第二弹簧的所述一端连接，所述连接缸管可在第二空腔中移动；

在所述导向缸管的侧壁上设置有与所述第二空腔连通的导向槽，所述连接缸管上靠近所述导向缸管一端的外壁上设置有与所述导向槽对应的滑动块，所述滑动块滑接在所述导向槽中。

2.如权利要求1所述的隔震限位支座，其特征在于，在所述支座主体滑块底部设置有由光滑材料制成的滑行板，所述支座主体滑块通过所述滑行板滑设在所述滑道中。

3.如权利要求1所述的隔震限位支座，其特征在于，在所述支座主体滑块顶部设置有用于固定隔震主体的上盖板，所述上盖板的横截面面积大于支座主体滑块的横截面面积。

4.如权利要求1所述的隔震限位支座，其特征在于，在所述支座主体滑块的外壁上沿其周向等间隔设置有多个弹性限位部。

5.如权利要求1所述的隔震限位支座，其特征在于，在所述挡板和所述支座主体滑块之间还设置有千斤顶，所述千斤顶的顶推端与所述支座主体滑块的侧壁连接。

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