CN2769610Y - 电流变复合叠层橡胶支座 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属结构震动隔离与振动控制领域。包括上联结板(8)、下联结板(9)、橡胶板(3)、钢板(4)、保护层(11)，特征在于，钢板(4)与橡胶板(3)叠合，钢板(4)中部设孔，橡胶板(3)呈环带状，在钢板(4)与橡胶板(3)之间形成空隙；上联结板(8)的中部设有注液孔(12)，注液孔(12)与支座中部形成的通孔(10)连通，用密封丝堵(1)予以密封；电流变液(2)充满上述钢板(4)与橡胶板(3)围成的空间；钢板(4)的边缘引出用于与提供控制信号的控制设备相连接的引线(7)。本实用新型对支座的水平刚度和阻尼特性实时调节，承压能力大，变形能力好，复原能力强，耗能能力强，适用于现有叠层橡胶支座所适用场合。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种隔震用叠层橡胶支座，属于结构隔震控制与振动控制领域，主要用于房屋及桥梁等建筑物的基础隔震。
背景技术
叠层橡胶支座隔震是一种较为成熟的工程隔震技术，通过隔震装置，把建筑物上部结构和地基基础“隔离”，改变上部结构的动力特性，可以极大地减轻地震对上部结构的动力作用，从而达到“以柔克刚”的减震效果。叠层橡胶支座由橡胶层和钢板分层叠合经高温硫化粘结而成。当橡胶支座承受垂直荷载时，橡胶层的横向变形受到约束，使橡胶支座具有很大的垂向承载力和竖向刚度。橡胶层与钢板逐层叠合提高了支座的受拉承载力。目前主要应用的形式有天然橡胶叠层橡胶支座、高阻尼叠层橡胶支座、铅芯叠层橡胶支座、内包阻尼体叠层橡胶支座等。叠层橡胶支座的阻尼是评价叠层橡胶支座在水平剪切变形过程中由于橡胶支座组成材料的非弹性变形或内摩擦而产生能量耗散能力的指标。叠层橡胶支座在橡胶支座的中央部位设置柱形体的阻尼材料，可以提高叠层橡胶支座的水平方向的阻尼比。现有的铅芯叠层橡胶支座如图2所示，包括上、下联结板、铅芯、钢板、橡胶板、保护层。现有技术的叠层橡胶支座的阻尼和刚度参数一旦选定后在工作过程中就无法再进行调节，从而限制了叠层橡胶隔震支座的隔震性能，使得其仅适用于短周期的中低层建筑和刚性结构，对高层和超高层建筑不太适用。现有叠层橡胶支座的固定的参数限制了叠层橡胶支座应用范围，也使叠层橡胶支座的发展空间受到限制。
电流变液是由纳米至微米尺度的介电微粒、绝缘载液以及添加剂混合而成的悬浊流体，是一种具有广泛应用前景的的智能材料。电流变液具有剪切强度连续可调，液固转变所需能耗低，响应快速和可逆转的性质。在通常状态下电流变液呈现为具有一定粘性的流体，当电流变液处于一定强度的电场之中时，电流变液会在瞬间转化为一种类似固体的状态。电流变液已经在汽车工业、液压工业、机械制造业、传感器技术、生物医学等领域得到应用。根据香港科技大学温维佳教授所作的研究，目前研制的新型巨电流变液在4kV/mm的电场强度下可以达到100kPa以上的屈服强度，可以满足实际工程应用的需要。
实用新型内容
本实用新型为了提高叠层橡胶支座的隔震性能及适用范围，基于传统的叠层橡胶支座技术和新兴的电流变技术，提出一种水平阻尼和刚度实时可调节的半主动型电流变复合叠层橡胶支座。
本实用新型提供了一种电流变复合叠层橡胶支座，包括包括有上联结板8、下联结板9、橡胶板3、钢板4、保护层11，其特征在于，钢板4与橡胶板3逐层叠合在一起，钢板4中部设孔，橡胶板3中部挖空呈环带状，橡胶板3的内径大于钢板4中部孔径，在各层钢板4与各层橡胶板3之间形成空隙；上联结板8的中部设有注液孔12用于电流变液2的注入，注液孔12与支座中部形成的通孔10连通，用密封丝堵1予以密封；电流变液2充满上述钢板4与橡胶板3围成的空间；各层钢板4的边缘引出用于与提供控制信号的控制设备相连接的引线7。
通过控制引线7的电压可以改变各层钢板间的电场强度，从而改变支座内部电流变液的状态，使得支座的水平刚度及阻尼发生改变。
最新研制的电流变液当电场强度为1kV/mm时剪切强度可达到30kPa以上，为了降低对控制电压的要求，钢板4的中部厚度略厚于边缘的厚度，以使得处于钢板4和橡胶板3内部的电流变液2的厚度小于橡胶板3的厚度使得电流变液2在设定的控制电压能达到足够高的电场强度。
在各层钢板4与橡胶板3叠合的边缘部位压制有环形稍微凸起的密封槽6。该密封槽使橡胶板与钢板的粘结更为紧密，并提高橡胶支座的承载力，避免电流变液的泄漏。
所述的电流变复合叠层橡胶支座，其中上联结板8、下联结板9中间部分的水平方向的截面外围为矩形或圆形。
本实用新型利用了电流变液的可调节性，改变各层钢板之间的电场强度可以改变电流变液的屈服强度，从而改变电流变复合叠层橡胶支座的水平刚度和阻尼。当本实用新型提出的电流变复合叠层橡胶支座按照一定的半主动控制律施加控制电压时，可以提供比常规叠层橡胶支座更好的隔震能力，并可以提高隔震控制系统的适用范围。
本实用新型提出的电流变复合叠层橡胶支座的半主动变阻尼部分位于橡胶层的内部，从而使得可调节的阻尼器与多层橡胶形成一体，既可以节省空间，在设计、加工和安装上也较为有利。本实用新型具有结构简单、性能稳定、实用性强，应用范围广泛的优点，可适用于现有叠层橡胶支座所适用的任何场合。
附图说明
图1表示本实用新型的结构剖视图
图2表示现有的铅芯叠层橡胶支座的结构剖视图
图3表示本实用新型的立面剖面图
图4表示沿图3中心线A-A的剖面图
图5表示本实用新型中钢板的一种结构简图
图中1.密封丝堵 2.电流变液 3.橡胶板 4.钢板
5.连接孔 6.密封槽 7.引线 8.上联结板
9.下联结板 10.通孔 11.保护层 12.注液孔
具体实施方式
下面将结合说明书附图对本实用新型实施方法作进一步说明：
如图1所示，一种电流变叠层橡胶支座，其外形与现有叠层橡胶支座无异但内部设置有独特的电流变构造。支座中心设有通孔10，橡胶板3与钢板4逐层叠合在一起，粘结方式和现有技术相同。不同的是除去橡胶板3中部的部分橡胶，使得钢板4与橡胶板3之间的形成装电流变液2的空隙，上联结板8的中部设有电流变液2注入的注液孔12与支座中部的通孔10连通，在钢板4与橡胶板3所围成的空间中充满流通的电流变液2，注液孔12用密封丝堵1予以密封。在橡胶板3和钢板4的底部设有下联结板9，用以与建筑物的基础相连接。在各层钢板4的边缘引出用于与提供控制信号的控制设备相连接的引线7。如果钢板4与橡胶板3之间的电流变液不能满足电流变效应所需的厚度要求，可以采用如附图5所示的中间厚边缘较薄的钢板截面形式。钢板4在边缘部位稍微凸起的环状密封槽6可以使得钢板层4与橡胶板层3的连接更加紧密，并且避免电流变液2的泄漏。
本实用新型提出的电流变复合叠层橡胶支座在引线7不加电压的情况下，其作用与现有技术的叠层橡胶支座相同。当引线7根据结构的振动状态或地基的震动施加随时间变化的控制电压时，本专利提出的电流变复合叠层橡胶支座可以获得比常规叠层橡胶支座更好的隔震控制效果。
Claims (4)
1、一种电流变复合叠层橡胶支座，包括有上联结板(8)、下联结板(9)、橡胶板(3)、钢板(4)、保护层(11)，其特征在于，钢板(4)与橡胶板(3)逐层叠合在一起，钢板(4)中部设孔，橡胶板(3)中部挖空呈环带状，橡胶板(3)的内径大于钢板(4)中部孔径，在各层钢板(4)与各层橡胶板(3)之间形成空隙；上联结板(8)的中部设有注液孔(12)用于电流变液(2)的注入，注液孔(12)与支座中部形成的通孔(10)连通，用密封丝堵(1)予以密封；电流变液(2)充满上述钢板(4)与橡胶板(3)围成的空间；各层钢板(4)的边缘引出用于与提供控制信号的控制设备相连接的引线(7)。
2、根据权利要求1所述的电流变复合叠层橡胶支座，其特征在于，钢板(4)中部的厚度厚于边缘部位。
3、根据权利要求1所述的电流变复合叠层橡胶支座，在各层钢板(4)与橡胶板(3)叠合的边缘部位压制有环形稍微凸起的密封槽(6)。
4、根据权利要求1所述的电流变复合叠层橡胶支座，其中上联结板(8)、下联结板(9)中间部分的水平方向的截面外围为矩形或圆形。
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|---|---|---|---|---|
| CN101736827B (zh) * | 2009-11-05 | 2011-05-25 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 橡胶隔震支座施工方法 |
| CN102296703A (zh) * | 2011-05-20 | 2011-12-28 | 青岛科而泰环境控制技术有限公司 | 一种水平位移隔震支座 |
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- 2005-03-14 CN CN 200520005633 patent/CN2769610Y/zh not_active Expired - Fee Related
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