CN1920509A - 测力支座 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测力支座，包括中芯及底座，其特征在于：在底座上设置有多个孔，该孔内装有应力传感器，应力传感器的受力方向为该孔所在中芯表面的法线方向，应力传感器端部高于孔的周边的底座表面，在中芯与底座及应力传感器之间设置有隔垫。这种测力支座能够实时测出支座的真实受力情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种支座，是一种用于桥梁、建筑结构、岩石工程结构、水工结构等的减振支座，并且有实时测力功能。
背景技术
现有的用于桥梁、建筑结构、水工结构的支座，通常采用橡胶板进行减振，然而这种支座仅是减少了振动对支座的冲击，而抵抗振动引起的水平位移能力却比较差，且有老化现象，老化后其力学性能及减振性能发生不可逆劣化，且性能不稳定，随时间而迅速改变，故难以进行设计。
2003年5月7日公开的中国专利文献CN1415802A公开了本发明人发明的一种双曲形钢支座，这种钢支座包括上盖、中芯、底座及固定箱体，底座安装在固定箱体内，上盖穿出固定箱体的上部箱盖，在上盖侧壁与固定箱体之间有弹簧特别是弓形板簧构成的弹性减振装置，中芯与底座之间有聚四氟乙烯板。这种支座由于在箱体侧壁与上盖侧壁之间有弹性减振装置，所以具有较强的抗振及抗水平方向的位移能力。
2005年4月6日公开的中国专利文献CN1603518A公开了本发明人发明的另一种支座，同样由上盖、中芯、底座及箱体构成，在上盖周围与箱体内侧壁之间有径向弹性减振装置，弹性减振装置环绕着上盖。这种支座在水平各方向均有较好的减振作用及抗位移能力。
虽然这些支座具有较强的抗振及抗水平位移能力，有时，特别是重要工程在支座安装完成后，需要了解支座或桥梁、建筑结构的受力情况，以及监控支座的受力情况，或者进行受力试验，以检验或监测支座寿命、监测地震的各种参数、是否超负荷以及是否达到设计要求，或者是因为其它需要。然而，在桥梁或建筑结构中，支座安装完成后使用过程中便无法拆卸，使得测试其受力情况的工作很难进行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便于监测支座静、动力受力情况的支座，这种测力支座只要外接测量电路便可以显示支座的受力情况，用于支座受力分析及监控。
本发明采用如下技术方案：一种测力支座，包括中芯及底座，其特征在于：在底座上设置有多个孔，该孔内装有应力传感器，应力传感器的受力方向为该孔所在中芯表面的法线方向，应力传感器端部高于孔的周边的底座表面，在中芯与底座及应力传感器之间设置有隔垫。
所述的应力传感器呈十字形环状分布在底座上，且应力传感器之间在竖向平面方向上的夹角相等，以便于通过各传感器方便地计算出支座整体受力情况，简化分析计算过程。
所述的应力传感器可以由圆棒、方棒或其它截面形状的棒状材料及应变计构成，所述的应变计固结在棒状材料上。
所述的应变计至少为4个，且以4个为最佳，在棒状材料的表面呈相同角度排列。
所述的中芯下表面和底座容纳中芯的凹腔表面可以为球缺面、双曲面或柱面，形成球形支座或双曲形支座、柱面支座，以具有优良的抗震和抗各方向上的位移能力。
所述的隔垫可以为聚四氟乙烯板，或其它耐磨且具有摩擦系数小的材料，使得中芯既可以容易地相对底座转动又能够传递压力，而又不会磨损应力传感器。
本发明的这种测力支座，由于在底座上安装有多个应力传感器，支座受到的作用力会传递给应力传感器，当将应力传感器与外接二次仪表便可以输出随应力变化的电信号，实时测量出应力传感器的受力情况，并根据各应力传感器测得的应力值进一步计算出整个支座的受力情况。
附图说明
图1为一种受力支座的结构示意图。
图2为应力传感器分布示意图。
图3为应力传感器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和一个非限定实施例对本发明的测力支座作进一步说明，以助于理解本发明的内容，但本发明的保护范围并不限于这一具体实施例。
如图1所示，是一个具有很好的抗振和抗位移能力的支座，由一个上盖1、中芯10、底座3及箱体8构成。上盖1与底座通过企口结构咬合成一起，底座3通过滑轨7安装在箱体内使其可以在箱体8内滑动。中芯10位于上盖1下方，且在底座3上表面有凹槽，中芯10位于该凹槽内，图中所示中芯10下表面及底座3的凹槽表面为球面，也可以为双曲面。在底座3上部的凹槽内设置有多个孔，孔内装有应力传感器9，应力传感器9端部高于孔的周边的底座表面，各孔的轴线以及应力传感器9的受力方向与该点底座3的凹槽表面及中芯10下表面的法线方向一致，使得各传感器测出的力的方向与中芯10对应力传感器9的作用力的方向能够一致。在应力传感器9以及底座3和中芯10之间有聚四氟乙烯板2形成隔板，以防止中芯相对于底座转动时磨损传感器9，而且可减少中芯10转动的阻力及磨损。
在箱体8上方有橡胶密封圈5，在上盖1与底座3之间有密封圈4，在上盖1侧壁与箱体8侧壁之间固定有弹性元件6。
如图2所示，为便于通过各传感器测得的各参数分量、计算出整个支座的受力情况，各传感器呈十字形圆环状分布，即由内向外为环形排列，平面方向上为十字形排列，可以如图中所示采用9个传感器9，且如图1所示，相邻传感器在竖直平面上的夹角θ相等，这种优化的布置方式由于排列规则，在进行受力分析、计算时更加简单、方便，而且所使用的传感器数量比较少。
如图3所示，所用的传感器由一根金属圆棒90(也可为其它截面形状的棒材)及固定在圆棒90表面的应变计91构成，应变计较佳数量为4个，在圆棒截面方向呈十字形排列，即相邻的应变计之间呈90度夹角。当支座受力，通过中芯10及聚四氟乙烯板2作用于金属圆棒90上，金属圆棒90产生变形趋势，并使应变计91电阻值发生变形，通过将变应计91与测量电路连接，通过监测应变计91电阻值的变化可以得到每个应变计的受力情况。根据各传感器的测得的数值通过受力分析和计算得到整个支座的受力情况。所用的测量电路及受力分析方法均为现有成熟技术，由于并非本发明要解决的问题，因而不再一一描述。传感器9可以用其它能够测量应力变化的不同类型的传感器。
这种测力支座，用于建筑或桥梁工程，通过与测量电路及仪器或计算机连接，可方便地用于支座或建筑、桥梁的受力分析、试验或监测中。
Claims (6)
1、一种测力支座，包括中芯及底座，其特征在于：在底座上设置有多个孔，该孔内装有应力传感器，应力传感器的受力方向为该孔所在中芯表面的法线方向，应力传感器端部高于孔的周边的底座表面，在中芯与底座及应力传感器之间设置有隔垫。
2、如权利要求1所述的测力支座，其特征在于：所述的应力传感器呈十字形环状分布在底座上，且应力传感器之间在竖向平面方向上的夹角相等。
3、如权利要求1或2所述的测力支座，其特征在于：所述的应力传感器由棒状材料及应变计构成，所述的应变计固结在棒状材料上。
4、如权利要求3所述的测力支座，其特征在于：所述的应变计至少为4个，在棒状材料的表面呈相同角度排列。
5、如权利要求1或2所述的测力支座，其特征在于：所述的中芯下表面和底座容纳中芯的凹腔表面为球缺面、双曲面或柱面。
6、如权利要求1或2所述的测力支座，其特征在于：所述的隔垫为聚四氟乙烯板。
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