CN208347000U - 一种分级限位式摩擦耗能型组合隔震装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分级限位式摩擦耗能型组合隔震装置，包括橡胶支座与设置在橡胶支座下方的摩擦滑移支座，本装置将橡胶支座与摩擦材料进行有效的结合，可依据摩擦系数的不同提供不同的耗能过程，并依据隔震层变形的要求设计不同的安装位置，限定部分隔震装置的滑动范围，提供罕遇地震作用下隔震层的后期刚度，限制隔震层继续变形，本装置应用在不同的地区和建筑形式下，充分利用橡胶支座的性能和摩擦材料的性能及限位装置的控制作用，三者共同作用，为解决高烈度区多层和小高层隔震的技术问题提供一种技术手段和方法。

Description

一种分级限位式摩擦耗能型组合隔震装置

技术领域

本实用新型属于建筑结构领域，具体涉及一种分级限位式摩擦耗能型组合隔震装置。

背景技术

随着隔震结构的快速发展和建设，对隔震结构技术和隔震装置的要求也不断提高。高烈度地区抗震设防相对较高，如甘肃、四川、宁夏等地区。隔震装置是隔震结构的重要元件，是隔震结构设计的关键部位。

在隔震设计过程中，高烈度区域内建筑结构竖向荷载相对较小，而遭受的地震力相对较大。隔震支座的选择主要依据竖向荷载和地震作用下的水平位移进行控制，同时，隔震结构的建筑效果要达到设计要求。因此，用小竖向荷载确定的隔震支座直径相对较小，而在地震验算的过程中水平位移较大，严重超出隔震装置的水平位移限值，不满足规范要求。当采用大直径隔震装置时水平变形满足要求，但由于刚度较大，建筑结构的减震效果又不符合要求，同时，大直径的橡胶支座价格较贵，增加了造价。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种分级限位式摩擦耗能型组合隔震装置，既保证了小直径隔震装置满足设计要求，又使建筑结构的减震效果不降低。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种分级限位式摩擦耗能型组合隔震装置，包括橡胶支座，还包括设置在橡胶支座下方的摩擦滑移支座，所述摩擦滑移支座主要由下连接板、设置在下连接板上的滑块与弹性限位装置以及设置在滑块上方的连接钢板组成，所述连接钢板设置在橡胶支座底部并与其相连，连接钢板下方设有圆形内嵌槽，圆板状的滑块通过内嵌槽嵌合在连接钢板底部且部分外露，下连接板的上平面上设有摩擦材料，滑块与下连接板的上平面间滑动配合且配合面间的摩擦系数为0.1；弹性限位装置为设置在滑块与连接钢板周向外围处的钢环，钢环内侧设有橡胶环。

进一步，所述橡胶支座包括橡胶层、钢板及橡胶外保护层，钢板分为内钢板、上封钢板与下封钢板，多层橡胶层与多层内钢板交替粘结成整体结构，上封钢板与下封钢板对应设置在整体结构的上下端面处，橡胶外保护层则包覆在上、下封钢板及整体结构的外周处。

进一步，所述连接钢板与下封钢板相连接。

进一步，橡胶支座还包括铅芯本体，铅芯本体挤压入整体结构的中心处。

进一步，所述橡胶支座为圆柱体结构。

进一步，所述铅芯本体为圆柱体结构。

进一步，连接钢板下方与滑块相嵌合的内嵌槽槽面上设有摩擦材料。

本实用新型的有益效果在于：

（1）在地震高烈度地区，可确保多层和小高层隔震结构设计过程中隔震装置的变形在一定范围内，充分发挥橡胶支座自身的性能，确保隔震层的刚度，确保隔震结构的减震效果，满足“小直径”橡胶支座要求，不会提高隔震装置的造价。

（2）罕遇地震作用下，摩擦滑移支座可与上部结构发生摩擦滑动，从而增加耗能，提高结构减震效果，使隔震装置整体不会发生变形超限；同时，摩擦滑动还产生耗能，从而提高隔震层的耗能，减震效果更佳明显。

（3）弹性限位装置可以依据设计控制隔震装置的滑动范围，实现分级限制，在罕遇地震作用下隔震层处于大变形状态，橡胶支座变形达到一定程度受到弹性限制装置的控制不能够继续产生相对滑动，此时，弹性限位装置可为隔震层提供一定的侧向刚度，进而确保了隔震层刚度的稳定性，阻碍了隔震层变形的增加。

本装置将橡胶支座与摩擦材料进行有效的结合，可依据摩擦系数的不同提供不同的耗能过程，并依据隔震层变形的要求设计不同的安装位置，限定部分隔震装置的滑动范围，提供罕遇地震作用下隔震层的后期刚度，限制隔震层继续变形，本装置应用在不同的地区和建筑形式下，充分利用橡胶支座的性能和摩擦材料的性能及限位装置的控制作用，三者共同作用，为解决高烈度区多层和小高层隔震的技术问题提供一种技术手段和方法。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型的结构剖面图；

图2为橡胶支座的结构剖面图；

图3为弹性限位装置的结构示意图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为连接钢板的结构示意图；

图6为滑块的结构示意图；

其中，橡胶支座由上封钢板1、橡胶层2、内钢板3、橡胶外保护层4、下封钢板5与铅芯本体12组成；摩擦滑移支座由连接钢板6、滑块7、钢环9、橡胶环10以及下连接板11组成。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

如图所示，本实施例中的分级限位式摩擦耗能型组合隔震装置，包括橡胶支座及设置在橡胶支座下方的摩擦滑移支座，所述摩擦滑移支座主要由下连接板11、设置在下连接板11上的滑块7与弹性限位装置以及设置在滑块7上方的连接钢板6组成，所述连接钢板6设置在橡胶支座底部并与其相连，连接钢板6下方设有圆形内嵌槽61，圆板状的滑块7通过内嵌槽61嵌合在连接钢板6底部且部分外露，下连接板11的上平面上设有摩擦材料，滑块7与下连接板11的上平面间滑动配合且配合面8间的摩擦系数为0.1；弹性限位装置为设置在滑块7与连接钢板6周向外围处的钢环9，钢环9内侧设有橡胶环10。

该隔震装置将橡胶支座与摩擦滑移支座相组合，设计时确保隔震层整体刚度即可确保多遇地震下建筑结构的减震效果，从而不提高建筑结构的造价；而摩擦滑移支座的应用可以在罕遇地震作用时与上部结构发生摩擦滑动，从而增加耗能，提高结构减震效果，使隔震装置整体不会发生变形超限。

具体的，连接钢板下方与滑块相嵌合的内嵌槽槽面上设有摩擦材料，滑块7内嵌在上方的连接钢板6底部，下连接板11的上平面上也设有摩擦材料，滑块7与下连接板11的上平面滑动配合，此时，滑块7与上下机构间均具有较小的摩擦系数，罕遇地震作用时该部分可以发生摩擦滑动，从而增加隔震装置的耗能。达到一定变形时隔震装置可以发生侧向滑动，确保隔震装置的变形在限值范围内，不产生破坏或失效。而设置在滑块7与连接钢板6周向外围处的弹性限位装置可以依据设计控制隔震装置的滑动范围，实现分级限制，在罕遇地震作用下隔震层处于大变形状态，部分橡胶支座变形达到一定程度受到弹性限制装置的控制不能够继续产生相对滑动，此时，弹性限位装置可为隔震层提供一定的侧向刚度，进而确保了隔震层刚度的稳定性，阻碍了隔震层变形的增加。

此处连接钢板与滑块间采用嵌合方式，还便于安装与拆卸。该组合隔震装置为高烈度地区隔震结构的设计和实施提供了有效隔震装置，为解决橡胶支座变形控制指标和隔震结构减震系数难以降低之间的矛盾提供了一种途径和条件。

本实施例中的橡胶支座包括铅芯本体12、橡胶层2、钢板及橡胶外保护层4，钢板分为内钢板3、上封钢板1与下封钢板5，多层橡胶层2与多层内钢板3交替粘结成整体结构，铅芯本体12挤压入该整体结构的中心处，上封钢板1与下封钢板5对应设置在该整体结构的上下端面处，橡胶外保护层4则包覆在上、下封钢板及该整体结构的外周处。

铅芯本体12可增加耗能。此结构的橡胶支座可充分发挥自身的性能，从而确保隔震层的刚度与隔震结构的减震效果，使得多层和小高层隔震结构设计过程中隔震装置的变形在一定范围内；且满足“小直径”橡胶支座要求，不会提高隔震装置的造价。当然，根据建筑结构的实际情况，也可选用无铅芯的橡胶支座，这样的支座对于隔震结构的隔震层水平位移控制较好、减震效果控制较好，是常规的设计形式。此时该装置适用于竖向承载力高，隔震层等效水平刚度需求小、耗能要求小的情况。

本实施例中，连接钢板6与下封钢板5可拆卸连接，方便安装。橡胶支座为圆柱体结构，其内部的铅芯本体也为圆柱体结构，确保了受力状态下力的分布均匀性。

以某一具体装置为例：

该组合隔震装置为圆柱体结构，橡胶支座直径B1为500mm，高度H为120.5mm，多层橡胶层与多层内钢板交替粘结成整体结构，橡胶外保护层厚为5mm，橡胶层有15层，厚度为3.5mm，内钢板有14层，厚度为2mm，上封钢板与下封钢板有2层，厚分别为20mm；连接钢板下方的圆形内嵌槽直径B2为480mm，深度3mm，滑块为圆形，直径为480mm，厚度t3为6mm，摩擦面的摩擦系数为0.10。弹性限位装置依据性能水平设定滑移范围在100%剪切变形内，内径为605mm，刚环厚度t1为10mm，橡胶环厚度t2为10mm，弹性限位装置的外径C1为645mm。

本装置将橡胶支座与摩擦材料进行有效的结合，可依据摩擦系数的不同提供不同的耗能过程，并依据隔震层变形的要求设计不同的安装位置，限定部分隔震装置的滑动范围，提供罕遇地震作用下隔震层的后期刚度，限制隔震层继续变形，本装置应用在不同的地区和建筑形式下，充分利用橡胶支座的性能和摩擦材料的性能及限位装置的控制作用，三者共同作用，为解决高烈度区多层和小高层隔震的技术问题提供一种技术手段和方法。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种分级限位式摩擦耗能型组合隔震装置，包括橡胶支座，其特征在于：还包括设置在橡胶支座下方的摩擦滑移支座，所述摩擦滑移支座主要由下连接板、设置在下连接板上的滑块与弹性限位装置以及设置在滑块上方的连接钢板组成，所述连接钢板设置在橡胶支座底部并与其相连，连接钢板下方设有圆形内嵌槽，圆板状的滑块通过内嵌槽嵌合在连接钢板底部且部分外露，下连接板的上平面上设有摩擦材料，滑块与下连接板的上平面间滑动配合；弹性限位装置为设置在滑块与连接钢板周向外围处的钢环，钢环内侧设有橡胶环。

2.根据权利要求1所述的分级限位式摩擦耗能型组合隔震装置，其特征在于：所述橡胶支座包括橡胶层、钢板及橡胶外保护层，钢板分为内钢板、上封钢板与下封钢板，多层橡胶层与多层内钢板交替粘结成整体结构，上封钢板与下封钢板对应设置在整体结构的上下端面处，橡胶外保护层则包覆在上、下封钢板及整体结构的外周处。

3.根据权利要求2所述的分级限位式摩擦耗能型组合隔震装置，其特征在于：所述连接钢板与下封钢板相连接。

4.根据权利要求2所述的分级限位式摩擦耗能型组合隔震装置，其特征在于：橡胶支座还包括铅芯本体，铅芯本体挤压入整体结构的中心处。

5.根据权利要求2所述的分级限位式摩擦耗能型组合隔震装置，其特征在于：所述橡胶支座为圆柱体结构。

6.根据权利要求4所述的分级限位式摩擦耗能型组合隔震装置，其特征在于：所述铅芯本体为圆柱体结构。

7.根据权利要求1所述的分级限位式摩擦耗能型组合隔震装置，其特征在于：连接钢板下方与滑块相嵌合的内嵌槽槽面上设有摩擦材料。