CN213709156U - 一种坡面导向式自复位减隔震支座 - Google Patents
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Abstract
一种坡面导向式自复位减隔震支座，包括支座主体和减震坡面板，支座主体的最下层座板下表面为按横桥向相对称呈字母“W”的四个连续坡面，在支座主体的坡面上安装坡面非金属滑板，减震坡面板的上表面设有与支座主体的坡面相配合的四个连接坡面，在减震坡面板的坡面上安装坡面金属滑板，在减震坡面板的纵桥向两侧设置有永久限位机构，永久限位机构与支座主体最下层座板纵桥向外表面相配合，在减震坡面板的横桥向两侧设置有临时限位机构，临时限位机构与支座主体最下层座板横桥向外表面相配合。旨在提高地震动作用后结构的复位功能，同时兼具减隔震功能，减少建筑震后重建成本，主要用于桥梁工程、大型设备、建筑物等重大实际工程结构。
Description
技术领域
本实用新型涉及工程结构振动控制技术领域，具体说的是一种坡面导向式自复位减隔震支座。
背景技术
自从1985年美国的Zayas等提出摩擦摆隔震支座(FPB/FPS)，摩擦摆隔震因其具有较强的自限位功能、自复位能力，抗平扭能力，造价较低，经久耐用，施工简单，优良的隔震以及耗能机制等优势，近二十余年来已被成功应用于桥梁工程、核电站工程、大型压力容器、一些高层建筑以及高耸结构等重大工程结构。
现有的具备自复位功能的减隔震支座可以分为两大类：一种是橡胶隔震支座，是利用支座的主体材料橡胶的粘弹性性能，在水平地震力作用下，橡胶发生水平变形时吸收和耗散地震能，从而达到减隔震的目的。由于橡胶存在老化及老化后性能变化大的缺点，影响其使用寿命；同时橡胶还存在蠕变现象，橡胶支座长时间发生变形，导致上部建筑无法完全复位；一种是摩擦摆支座，采用单摆原理，利用重力在球面的分力提供的恢复力实现复位，在摆动角度最大的位置其恢复力最大，零摆动角度位置其恢复力为零，这个现象单摆固有现象，从而会导致摩擦摆支座在靠近零摆动位置的恢复力小于摩擦力，从而无法实现完全自复位。不完全复位会改变建筑物内力分布，甚至超越了原设计的可控范围，为建筑物的正常服役，以及应对下一个地震，带来很大影响；因此，地震发生后支座限位装置已发生破损，需经修复后才能使支座发挥正常功能。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种坡面导向式自复位减隔震支座，旨在提高地震动作用后结构的复位功能，同时兼具减隔震功能，减少建筑震后重建成本，主要用于桥梁工程、大型设备、建筑物等重大实际工程结构。
为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种坡面导向式自复位减隔震支座，包括支座主体和减震坡面板，支座主体的最下层座板下表面为按横桥向相对称呈字母“W”的四个连续坡面，在支座主体的坡面上安装坡面非金属滑板，减震坡面板的上表面设有与支座主体的坡面相配合的四个连接坡面，在减震坡面板的坡面上安装坡面金属滑板，在减震坡面板的纵桥向两侧设置有永久限位机构，永久限位机构与支座主体最下层座板纵桥向外表面相配合，限制支座主体最下层座板在纵桥向的活动，在减震坡面板的横桥向两侧设置有临时限位机构，临时限位机构与支座主体最下层座板横桥向外表面相配合。
本实用新型所述的临时限位机构包括限位板和限位销，在限位板上设有通孔，在减震坡面板的横桥两侧对应通孔设有孔，限位销穿过通孔与减震坡面板联结，将限位销的尾端紧固在孔内。
本实用新型所述的支座主体为橡胶支座或钢支座。
本实用新型所述的支座主体的最下层座板横桥向外侧安装有对应临时限位机构的缓冲板。
本实用新型有益效果是：
1、该支座构造简单，传力路径明确，耐久性好，正常使用时，坡面摩擦副无任何相对运动，不会对支座正常的竖向承载、水平承载、水平滑移和转动功能造成影响。
2、地震作用下，水平力超过限值，限位销剪断，限位板对上座板失去横桥向的限位功能，坡面摩擦副横桥向发生上坡和下坡的往复滑动，将地震动能转化为势能，减弱地震作用，同时在往复滑动过程中得到摩擦阻力耗散地震力，并延长结构自振周期，达到减隔震效果。
3、地震后，支座在重力作用下，上部建筑结构能够沿横桥向的下坡方向完全自复位，将限位销残余部分从坡面板孔中取出，重新安装限位板，支座便恢复正常使用功能和减隔震功能，适用于重大隔震工程结构。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图；
图2为本实用新型的剖面结构示意图；
图3为本实用新型下座板的立体结构示意图；
图4为本实用新型减震坡面板立体结构示意图；
图中：1、上座板，2、平面摩擦副，3、中座板，4、球面摩擦副，5、下座板，6、坡面摩擦副，7、减震坡面板，8、缓冲板，9、限位板，10、限位销。
具体实施方式
如图所示，一种坡面导向式自复位减隔震支座，包括支座主体和减震坡面板7，支座主体的最下层座板下表面为按横桥向相对称呈字母“W”的四个连续坡面，较优设计形式为，第一块坡面与第三块坡面平行，第二块坡面与第四块坡面平行，最优设计形式为，在较优设计基础上增加第一块坡面与第二块坡面沿竖向对称，第三块坡面与第四块坡面沿竖向对称，在支座主体的坡面上安装坡面非金属滑板，减震坡面板的上表面设有与支座主体的坡面相配合的四个连接坡面，在减震坡面板的坡面上安装坡面金属滑板，坡面金属滑板与坡面非金属滑板组成坡面摩擦副6，在减震坡面板的纵桥向两侧设置有永久限位机构，永久限位机构与支座主体最下层座板纵桥向外表面相配合，限制支座主体最下层座板在纵桥向的活动，在减震坡面板的横桥向两侧设置有临时限位机构，临时限位机构与支座主体最下层座板横桥向外表面相配合，临时限位机构在不超过水平力限值时起到横向限位作用。
本实用新型所述的临时限位机构包括限位板和限位销，在限位板上设有通孔，在减震坡面板的横桥两侧对应通孔设有孔，限位销穿过通孔与减震坡面板联结，将限位销的尾端紧固在孔内。
本实用新型所述的支座主体为橡胶支座或钢支座。钢支座分为固定支座、单身支座和多向活动支座。
本实用新型所述的支座主体的最下层座板横桥向外侧安装有对应临时限位机构的缓冲板8，可缓解支座主体的最下层座板对临时限位机构的碰撞。
实施例1
给出的坡面导向式自复位减隔震支座，属于固定支座，主要由上座板1、平面摩擦副2、中座板3、球面摩擦副4、下座板5、坡面摩擦副6、减震坡面板7、缓冲板8、限位板9和限位销10等组成。
支座上座板1与梁体连接，支座减震坡面板7与墩台连接。上座板1的下平面焊接组成平面摩擦副2的平面金属滑板，上座板1的四周设置有限位结构，限制支座正常使用时在纵桥向和横桥向的活动。中座板3上安装的球面金属滑板与下座板5上镶嵌的球面非金属滑板组成球面摩擦副；下座板5上镶嵌的坡面非金属滑板与减震坡面板7上安装的坡面金属滑板组成坡面摩擦副。
支座上座板、中座板、下座板、坡面板、平面摩擦副、球面摩擦副和坡面摩擦副共同实现支座的竖向承载、横向承载、竖向转动和减隔震功能。
纵桥向的限位结构和横桥向的临时限位机构与下座板5配合；减震坡面板7的永久限位机构与下座板5配合；减震坡面板7上安装的限位板9通过限位销10与下座板5配合；实现支座限位方向限位作用。
正常使用情况下，坡面摩擦副间无相对位移。
地震作用下，水平力超过限值，限位销剪断，限位板对上座板失去横桥向的限位功能，坡面摩擦副横桥向发生上坡和下坡的往复滑动，将地震动能转化为势能，减弱地震作用，同时在往复滑动过程中得到摩擦阻力耗散地震力，并延长结构自振周期，达到减隔震效果。
地震后，支座在重力作用下，上部建筑结构能够沿横桥向的下坡方向完全自复位，将限位销残余部分从坡面板孔中取出，重新安装限位板，支座便恢复正常使用功能和减隔震功能，适用于重大隔震工程结构。
实施例2
给出的坡面导向式自复位减隔震支座，属于单向活动支座，主要由上座板1、平面摩擦副2、中座板3、球面摩擦副4、下座板5、坡面摩擦副6、减震坡面板7、缓冲板8、限位板9和限位销10等组成。
支座上座板1与梁体连接，支座减震坡面板7与墩台连接。上座板1的下平面焊接组成平面摩擦副2的平面金属滑板，上座板1的横桥向或者纵桥向两侧设置有限位结构，限制支座正常使用时在纵桥向或者横桥向的活动。中座板3上安装的球面金属滑板与下座板5上镶嵌的球面非金属滑板组成球面摩擦副；下座板5上镶嵌的坡面非金属滑板与减震坡面板7上安装的坡面金属滑板组成坡面摩擦副。
支座上座板、中座板、下座板、坡面板、平面摩擦副、球面摩擦副和坡面摩擦副共同实现支座的竖向承载、横向承载、竖向转动和减隔震功能。
纵桥向的永久限位机构和横桥向的临时限位机构与下座板5配合；减震坡面板7的永久限位机构与下座板5配合；减震坡面板7上安装的限位板9通过限位销10与下座板5配合；实现支座限位方向限位作用。
正常使用情况下，坡面摩擦副间无相对位移。
地震作用下，水平力超过限值，限位销剪断，限位板对上座板失去横桥向的限位功能，坡面摩擦副横桥向发生上坡和下坡的往复滑动，将地震动能转化为势能，减弱地震作用，同时在往复滑动过程中得到摩擦阻力耗散地震力，并延长结构自振周期，达到减隔震效果。
地震后，支座在重力作用下，上部建筑结构能够沿横桥向的下坡方向完全自复位，将限位销残余部分从坡面板孔中取出，重新安装限位板，支座便恢复正常使用功能和减隔震功能，适用于重大隔震工程结构。
实施例3
给出的坡面导向式自复位减隔震支座，属于多向活动支座，主要由上座板1、平面摩擦副2、中座板3、球面摩擦副4、下座板5、坡面摩擦副6、减震坡面板7、缓冲板8、限位板9和限位销10等组成。
支座上座板1与梁体连接，支座减震坡面板7与墩台连接。上座板1的下平面焊接组成平面摩擦副2的平面金属滑板，上座板1可相对墩发生纵桥向和横桥向的活动。中座板3上安装的球面金属滑板与下座板5上镶嵌的球面非金属滑板组成球面摩擦副；下座板5上镶嵌的坡面非金属滑板与减震坡面板7上安装的坡面金属滑板组成坡面摩擦副。
支座上座板、中座板、下座板、坡面板、平面摩擦副、球面摩擦副和坡面摩擦副共同实现支座的竖向承载、横向承载、竖向转动和减隔震功能。
减震坡面板7的纵桥向永久限位机构与下座板5配合；减震坡面板7上横桥向安装的限位板9下座板5配合；实现支座限位方向限位作用。
正常使用情况下，坡面摩擦副间无相对位移。
地震作用下，水平力超过限值，限位销剪断，限位板对上座板失去横桥向的限位功能，坡面摩擦副横桥向发生上坡和下坡的往复滑动，将地震动能转化为势能，减弱地震作用，同时在往复滑动过程中得到摩擦阻力耗散地震力，并延长结构自振周期，达到减隔震效果。
地震后，支座在重力作用下，上部建筑结构能够沿横桥向的下坡方向完全自复位，将限位销残余部分从坡面板孔中取出，重新安装限位板，支座便恢复正常使用功能和减隔震功能，适用于重大隔震工程结构。
Claims (4)
1.一种坡面导向式自复位减隔震支座，其特征在于：包括支座主体和减震坡面板，支座主体的最下层座板下表面为按横桥向相对称呈字母“W”的四个连续坡面，在支座主体的坡面上安装坡面非金属滑板，减震坡面板的上表面设有与支座主体的坡面相配合的四个连接坡面，在减震坡面板的坡面上安装坡面金属滑板，在减震坡面板的纵桥向两侧设置有永久限位机构，永久限位机构与支座主体最下层座板纵桥向外表面相配合，限制支座主体最下层座板在纵桥向的活动，在减震坡面板的横桥向两侧设置有临时限位机构，临时限位机构与支座主体最下层座板横桥向外表面相配合。
2.如权利要求1所述的一种坡面导向式自复位减隔震支座，其特征在于：所述的临时限位机构包括限位板和限位销，在限位板上设有通孔，在减震坡面板的横桥两侧对应通孔设有孔，限位销穿过通孔与减震坡面板联结，将限位销的尾端紧固在孔内。
3.如权利要求1所述的一种坡面导向式自复位减隔震支座，其特征在于：所述的支座主体为橡胶支座或钢支座。
4.如权利要求1所述的一种坡面导向式自复位减隔震支座，其特征在于：所述的支座主体的最下层座板横桥向外侧安装有对应临时限位机构的缓冲板。
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