CN207436304U - 一种电磁阻尼负刚度支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电磁阻尼负刚度支座，包括圆形的上连接板和下连接板、分别连接上连接板和下连接板中心的圆柱形隔震支座以及设置在上连接板和下连接板之间的电磁阻尼模块和电磁力模块，所述的电磁阻尼模块包括固定于上连接板的环状磁铁和以及固定于下连接板的导体板，所述的电磁力模块包括固定于上连接板的内圈磁铁和固定于下连接板的外圈磁铁，所述的环状磁铁、内圈磁铁和外圈磁铁由中心向外缘依次设置，所述的导体板为环状，其设置在隔震支座和外圈磁铁之间。与现有技术相比，本实用新型具有无需外部能源、耐久可靠、产生负刚度等优点。

Description

一种电磁阻尼负刚度支座

技术领域

本实用新型涉及土木工程减隔震领域，尤其是涉及一种电磁阻尼负刚度支座。

背景技术

地震灾害给人类带来不可估量的生命财产损失，基础隔震体系是一种理想的减轻地震灾害的抗震防灾新技术，它在地震中表现出优于传统隔震的抗震能力。

基础隔震结构体系通过设置柔性的隔震层，将结构分为上部结构、隔震层和下部结构三部分，地震能量经由下部结构传到隔震层，由隔震层的隔震装置吸收并消耗主要地震能量后，仅有少部分能量传到上部结构。其实质是通过降低结构刚度，延长结构自振周期来降低结构的地震反应，确保上部结构在大地震时仍可以处于弹性状态，或保持在弹塑性变形状态的初期状态。

电涡流的基本原理是当导体切割磁力线时，会在导体中产生电涡流，以致产生电阻热效应来消耗振动能量。电涡流又会产生与原磁场方向相反的新磁场，从而产生与导体运动方向相反的阻尼力，起到减振耗能的作用。相比已有的一些阻尼装置，它不依靠机械摩擦耗能，不存在密封和漏液问题，阻尼容易调节，构造简单，大大提高了其可靠性和耐久性。

目前广泛使用橡胶隔震支座，但根据现有技术条件，要生产出很低水平刚度的合格橡胶隔震支座具有较大困难。大量实验表明，橡胶硬度太低或橡胶总厚度太大的隔震支座稳定不好，承载力较低，并且容易出现异常变形。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无需外部能源、耐久可靠、产生负刚度的电磁阻尼负刚度支座。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电磁阻尼负刚度支座，包括圆形的上连接板和下连接板、分别连接上连接板和下连接板中心的圆柱形隔震支座以及设置在上连接板和下连接板之间的电磁阻尼模块和电磁力模块，所述的电磁阻尼模块包括固定于上连接板的环状磁铁和以及固定于下连接板的导体板，所述的电磁力模块包括固定于上连接板的内圈磁铁和固定于下连接板的外圈磁铁，所述的环状磁铁、内圈磁铁和外圈磁铁由中心向外缘依次设置，所述的导体板为环状，其设置在隔震支座和外圈磁铁之间；

当该负刚度支座处于平衡位置时，外圈磁铁对于内圈磁铁的吸力处于平衡状态，当带动内圈磁铁运动向右运动时，外圈磁铁右侧对于内圈磁铁的吸力增强，外圈磁铁左侧对于内圈磁铁的吸力减弱，外圈磁铁对于内圈磁铁的作用力表现为向右的吸力，当带动内圈磁铁运动向左运动时，外圈磁铁对于内圈磁铁的作用力表现为向左的吸力，由此产生负刚度。

所述的内圈磁铁和环状磁铁均通过内圈磁铁连接块与上连接板连接，所述的环状磁铁设置在内圈磁铁连接块的底面，所述的内圈磁铁设置在内圈磁铁连接块的外侧面。

所述的内圈磁铁和内圈磁铁连接块均设有多个且数量相同，并依次均匀布设在以隔震支座为中心的圆周上。

所述的外圈磁铁通过外圈磁铁连接块与下连接板连接。

所述的外圈磁铁和外圈磁铁连接块均设有多个且数量相同，并依次均匀布设在以隔震支座为中心的圆周上。

所述的内圈磁铁与外圈磁铁的磁极异极相对设置。

所述的隔震支座为橡胶支座或铅芯橡胶支座。

所述的导体板为铜导体板或铝导体板。

所述的上连接板和下连接板的边缘处均均匀设有多个预留螺栓孔。

所述的导体板通过螺栓固定在下连接板上，所述的外圈磁铁连接块通过螺钉固定在下连接板上，内圈磁铁连接块通过螺钉固定在上连接板上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

一、无需外部能源：本实用新型属于被动控制装置，无需外部能源的输入，施工技术简便，安全性能高。

二、耐久可靠：采用电磁阻尼耗能，不存在密封和漏液问题，阻尼容易调节，构造简单，大大提高了其可靠性和耐久性。

三、产生负刚度：本实用新型能产生较大的水平负刚度，部分抵消传统隔震支座的正刚度，使隔震层刚度降低，从而使延长隔震结构周期，结构振动周期远离地震共振峰，从而降低结构地震响应。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中A-A面的剖面图。

图3为图1中B-B面的剖面图。

图4为电磁力模块的力-位移曲线图。

图中，1、上连接板，2、外圈磁铁，3、外圈磁铁连接块，4、内圈磁铁，5、导体板，6、环状磁铁，7、内圈磁铁连接块，8、隔震支座，9、下连接板，10、螺孔，11、螺栓，12、螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型所涉及的电磁阻尼负刚度支座由是由隔震支座8、电磁阻尼模块、电磁力模块构成。隔震支座8、电磁阻尼模块、电磁力模块通过上连接板1与下连接板9组成一个整体。

如图1所示，隔震支座8可为橡胶支座或者铅芯橡胶支座。结构的竖向承载力由隔震支座8提供。

电磁阻尼模块由环状磁铁6和导体板5组成，如图2所示，环状磁铁6和导体板5均为环状，导体板5位于环状磁铁6下方，满铺隔震支座8和外圈磁铁连接块3的中间区域。导体板5通过螺栓11与下连接板9相连，环状磁铁6通过内圈磁铁连接块7与上连接板1相连；导体板5也为环状，与环状磁铁6相对应，导体板5可为铜、铝等导电性较好的材料；当结构遭受水平动力荷载时，环状磁铁6与导体板5发生相对运动，环状磁铁6产生的磁感线切割导体板5，从而在导体板5中产生电涡流，从而耗能，导体板5对环状磁铁6产生一个反向的电磁阻尼力。

如图3所示，电磁力模块由外圈磁铁2和内圈磁铁4组成，外圈磁铁2和内圈磁铁4均组成圆形。内圈磁铁4通过内圈磁铁连接块7与上连接板1相连，外圈磁铁2通过外圈磁铁连接块3与下连接板9相连；内圈磁铁4与外圈磁铁2磁极异极相对，产生吸力。处于平衡位置时，外圈磁铁2对于内圈磁铁4的吸力处于平衡状态；当支座带动内圈磁铁4运动向右运动时，外圈磁铁2右侧对于内圈磁铁4的吸力增强，外圈磁铁2左侧对于内圈磁铁4的吸力减弱，因此外圈磁铁2对于内圈磁铁4的作用力表现为向右的吸力；当支座带动内圈磁铁4运动向左运动时，外圈磁铁2对于内圈磁铁4的作用力表现为向左的吸力。因此，磁力模块会产生一个负刚度。磁力模块的力-位移曲线如图4所示。

上连接板1和下连接板9预留螺栓孔10，可通过螺栓分别与结构和基础相连。内圈磁铁连接块7与外圈磁铁连接块3分别通过螺钉12与上连接板1与下连接板9相连，施工安装方便快捷。

Claims (10)

1.一种电磁阻尼负刚度支座，其特征在于，包括圆形的上连接板(1)和下连接板(9)、分别连接上连接板(1)和下连接板(9)中心的圆柱形隔震支座(8)以及设置在上连接板(1)和下连接板(9)之间的电磁阻尼模块和电磁力模块，所述的电磁阻尼模块包括固定于上连接板(1)的环状磁铁(6)和以及固定于下连接板(9)的导体板(5)，所述的电磁力模块包括固定于上连接板(1)的内圈磁铁(4)和固定于下连接板(9)的外圈磁铁(2)，所述的环状磁铁(6)、内圈磁铁(4)和外圈磁铁(2)由中心向外缘依次设置，所述的导体板(5)为环状，其设置在隔震支座(8)和外圈磁铁(2)之间。

2.根据权利要求1所述的一种电磁阻尼负刚度支座，其特征在于，所述的内圈磁铁(4)和环状磁铁(6)均通过内圈磁铁连接块(7)与上连接板(1)连接，所述的环状磁铁(6)设置在内圈磁铁连接块(7)的底面，所述的内圈磁铁(4)设置在内圈磁铁连接块(7)的外侧面。

3.根据权利要求2所述的一种电磁阻尼负刚度支座，其特征在于，所述的内圈磁铁(4)和内圈磁铁连接块(7)均设有多个且数量相同，并依次均匀布设在以隔震支座(8)为中心的圆周上。

4.根据权利要求3所述的一种电磁阻尼负刚度支座，其特征在于，所述的外圈磁铁(2)通过外圈磁铁连接块(3)与下连接板(9)连接。

5.根据权利要求4所述的一种电磁阻尼负刚度支座，其特征在于，所述的外圈磁铁(2)和外圈磁铁连接块(3)均设有多个且数量相同，并依次均匀布设在以隔震支座(8)为中心的圆周上。

6.根据权利要求1所述的一种电磁阻尼负刚度支座，其特征在于，所述的内圈磁铁(4)与外圈磁铁(2)的磁极异极相对设置。

7.根据权利要求1所述的一种电磁阻尼负刚度支座，其特征在于，所述的隔震支座(8)为橡胶支座或铅芯橡胶支座。

8.根据权利要求1所述的一种电磁阻尼负刚度支座，其特征在于，所述的导体板(5)为铜导体板或铝导体板。

9.根据权利要求1所述的一种电磁阻尼负刚度支座，其特征在于，所述的上连接板(1)和下连接板(9)的边缘处均均匀设有多个预留螺栓孔(10)。

10.根据权利要求5所述的一种电磁阻尼负刚度支座，其特征在于，所述的导体板(5)通过螺栓(11)固定在下连接板(9)上，所述的外圈磁铁连接块(3)通过螺钉(12)固定在下连接板(9)上，内圈磁铁连接块(7)通过螺钉(12)固定在上连接板(1)上。