CN2816169Y - 叠层橡胶支座变刚度保护装置 - Google Patents
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Abstract
一种叠层橡胶支座变刚度保护装置，属于结构震动隔离与振动控制技术领域。该装置主要包括有：固定箱体、叠层橡胶支座、弹簧、插头、插槽、滚动支架和螺杆。插头与叠层橡胶支座连接为一体，插槽与串联弹簧组连接，串联弹簧组固定在固定箱体侧壁上。当叠层橡胶水平位移过大，超过插头3和插槽4预留距离后，插头3便插入插槽4内，使得插头3、插槽4和弹簧2连为一体不再分开，并随同叠层橡胶支座一起运动，从而改变叠层橡胶支座9的水平刚度，达到减小叠层橡胶支座过大变形的目的。该装置具有响应速度快；能够适应不同刚度需要被动的对橡胶支座水平刚度进行调节；具有主动变刚度控制装置能动地避开地震动频率的特性。其还具有设备简单、体积小、无能耗的优点。
Description
技术领域
一种隔震用叠层橡胶支座变刚度保护装置，属于结构隔震控制与振动控制技术领域。主要用于房屋及桥梁等建筑物基础隔震装置的保护，特别是适用于使用叠层橡胶支座作为介质的隔震技术方面。
背景技术
在桥梁、建筑工程结构的设计施工中，必须考虑到地震、振动等对工程结构造成的影响。支座是工程建设中大量应用的一种结构隔震装置，其不但要把建筑结构的上部结构的重量传递给下部结构，而且还要具有减隔震的作用。
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。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。现有技术中，叠层橡胶支座的阻尼和刚度参数一旦选定后，在工作过程中这些参数就无法再进行调节，从而限制了叠层橡胶隔震支座的隔震性能，所以其仅适用于短周期的中低层建筑和刚性结构，而对高层和超高层建筑不太适用。现有叠层橡胶支座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。
中低层的砌体房屋采用叠层橡胶支座进行基础隔震，可以较大地提高抗震能力，但也存在一些不足。叠层橡胶支座隔震的基本原理是将刚性房屋的基本周期延长，一般设计取1.5秒～2.0秒，这样可以大大降低结构对能量集中在高频部分的地震波的响应，但对地震波中的低频部分仍存在发生类共振的可能性。当地震较强时，由于低频部分含有的能量也相应增加，结构反应将会明显增大，特别当地震动能量集中在低频段时，结构反应会更大。由于隔震层的刚度比上部结构层间刚度小100倍，甚至更小，变形将集中发生在隔震层。出于经济方面的考虑，叠层橡胶支座直径不可能用得太大，其水平位移就有可能会超过其变形极限，导致失稳现象发生。
发明内容
为了提高叠层橡胶支座适用范围，防止叠层橡胶支座变形失稳，本实用新型提出了一种叠层橡胶支座变刚度保护装置。
本实用新型的一种叠层橡胶支座变刚度保护装置按照图1-图6所示的技术方案实施。该装置主要由固定箱体1、叠层橡胶支座9、弹簧2、插头3、插槽4、滚动支架5和螺杆6组成。叠层橡胶支座9的上连接板7上设置有与上部结构12连接的固定螺栓18。在叠层橡胶支座9的上、下表面分别是叠层橡胶支座9的上连接板7和下连接板17，上连接板7上设置有与上部结构12连接的螺栓18、下连接板17通过固定螺栓18与固定箱体1的箱底板连接；在上连接板7的四个侧面几何中心处均设置有通过螺栓11连接的插头3。在固定箱体1的四个侧壁上均开有螺杆孔16，将螺杆6穿过此孔。在固定箱体1内侧壁的螺杆6段上套装弹簧2，在固定箱体1外侧壁的螺杆6段上也套装弹簧2，并在螺杆6的端部设置固定弹簧2的挡板和螺母8构成串联弹簧组。固定箱体1内侧壁的螺杆6的端部连接插槽4。在插槽4与固定箱体1的箱底板之间设置有滚动支架5。滚动支架5的上端支撑插槽4，滚动支架5的下端滚动坐落在固定箱体1的箱底板上。插头3、插槽4和螺杆6的中心位于同一水平线。
所述的一种叠层橡胶支座变刚度保护装置，所述插槽4由销子13、软弹簧14、小螺栓15和插槽4本体组成。其结构形式为：在扁正方体的插槽4本体的一面开有槽。槽的四壁均设置穿过槽壁的带空腔的小螺栓15。在小螺栓15的空腔内放置一端与销子13连接的软弹簧14。在扁正方体的插槽4本体的另一面中心位置开一与螺杆6连接的螺纹孔。
所述的一种叠层橡胶支座变刚度保护装置，所述固定箱体1的四个侧壁上均开有2个以上的螺杆孔16。将2组以上的由弹簧2、螺杆6、螺母8和挡板10组成的串联弹簧组并联，然后与插槽4连接。
本实用新型的一种叠层橡胶支座变刚度保护装置的工作原理和各部件作用如下所述。该装置利用了弹簧刚度的可调节性。当受动力荷载时，若叠层橡胶剪切变形过大即水平位移过大，超过插头3和插槽4预留距离后d后，插头3便插入插槽4内，使得插头3、插槽4和弹簧2连为一体不再分开(如图2所示)，并随同叠层橡胶支座9一起运动，从而改变叠层橡胶支座9的水平刚度，使其远离结构的共振状态，从而达到减小叠层橡胶支座9过大变形的目的。等振动结束后，可通过插槽4上的小螺栓15人为将插头3、插槽4进行分离。d值通常为叠层橡胶支座9直径的30％-50％。
该装置可以更换不同刚度的弹簧2来适应不同刚度的需要。也可通过在固定箱体1侧壁上的螺杆孔16，将弹簧2、螺杆6、螺母8和挡板10组成的串联弹簧组并联，满足叠层橡胶支座9不同刚度的需要。
该装置所采用的叠层橡胶支座9可以是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。
本实用新型的一种叠层橡胶支座变刚度保护装置具有响应速度快；能够适应不同刚度需要被动的对橡胶支座水平刚度进行调节；具有主动变刚度控制装置能动地避开地震动频率的特性，所以其减震及抗震能力强，并大大提高了适用范围。该装置还具有设备简单、体积小、重量轻、构件无磨损、拆装方便、可靠性好、无能耗和防止叠层橡胶支座失稳破坏的优点。
附图说明
图1是本实用新型的叠层橡胶支座变刚度保护装置的结构剖视图。
图2是叠层橡胶支座水平位移超过预留距离时本实用新型的工作状态图。
图3是本实用新型的叠层橡胶支座变刚度保护装置的俯视图。
图4是本实用新型的叠层橡胶支座变刚度保护装置插槽结构剖视图和左视剖面图。
图5是本实用新型的叠层橡胶支座变刚度保护装置的插头结构示意图。
图6是本实用新型的叠层橡胶支座变刚度保护装置的插槽中销子结构示意图。
图中1、固定箱体，2、弹簧，3、插头，4、插槽，5、滚动支架，6、螺杆，7、上连结板，8、螺母，9、叠层橡胶支座，10、挡板，11、螺栓，12、上部结构，13、销子，14、软弹簧，15、小螺栓，16、螺杆孔，17、下连接板，18、固定螺栓。
具体实施方式
按照图1～图6所示的本实用新型的叠层橡胶支座变刚度保护装置的技术方案将市售和设计加工的部件组装为一体，实现该装置。该装置中，各部件之间均采用常规螺栓、螺纹连接方式。
该装置主要由固定箱体1、叠层橡胶支座9、弹簧2、插头3、插槽4、滚动支架5和螺杆6组成。叠层橡胶支座9的上连接板7上设置有与上部结构12连接的固定螺栓18。在叠层橡胶支座9的上、下表面分别是叠层橡胶支座9的上连接板7和下连接板17，上连接板7上设置有与上部结构12连接的螺栓18、下连接板17通过固定螺栓18与固定箱体1的箱底板连接；在上连接板7的四个侧面几何中心处均设置有通过螺栓11连接的插头3。在固定箱体1的四个侧壁上均开有螺杆孔16，将螺杆6穿过此孔。在固定箱体1内侧壁的螺杆6段上套装弹簧2，在固定箱体1外侧壁的螺杆6段上也套装弹簧2，并在螺杆6的端部设置固定弹簧2的挡板和螺母8构成串联弹簧组。固定箱体1内侧壁的螺杆6的端部连接插槽4。在插槽4与固定箱体1的箱底板之间设置有滚动支架5。滚动支架5的上端支撑插槽4，滚动支架5的下端滚动坐落在固定箱体1的箱底板上。插头3、插槽4和螺杆6的中心位于同一水平线。
插槽4由销子13、软弹簧14、小螺栓15和插槽4本体组成。其结构形式为：在扁正方体的插槽4本体的一面开有槽。槽的四壁均设置穿过槽壁的带空腔的小螺栓15。在小螺栓15的空腔内放置一端与销子13连接的软弹簧14。在扁正方体的插槽4本体的另一面中心位置开一与螺杆6连接的螺纹孔。
固定箱体1的四个侧壁上均开有2个以上的螺杆孔16。将2组以上的由弹簧2、螺杆6、螺母8和挡板10组成的串联弹簧组并联，然后与插槽4连接。
Claims (3)
1.一种叠层橡胶支座变刚度保护装置，其特征在于：该装置主要由固定箱体(1)、叠层橡胶支座(9)、弹簧(2)、插头(3)、插槽(4)、滚动支架(5)和螺杆(6)组成；在叠层橡胶支座(9)的上、下表面分别是叠层橡胶支座(9)的上连接板(7)和下连接板(17)，上连接板(7)上设置有与上部结构(12)连接的螺栓(18)、下连接板(17)通过固定螺栓(18)与固定箱体(1)的箱底板连接，在上连接板(7)的四个侧面几何中心处均设置有通过螺栓(11)连接的插头(3)；在固定箱体(1)的四个侧壁上均开有螺杆孔(16)，将螺杆(6)穿过此孔；在固定箱体(1)内侧壁的螺杆(6)段上套装弹簧(2)、在固定箱体1外侧壁的螺杆(6)段上也套装弹簧(2)、并在螺杆(6)的端部设置固定弹簧(2)的档板(10)和螺母(8)构成串联弹簧组；固定箱体(1)内侧壁的螺杆(6)的端部连接插槽(4)；在插槽(4)与固定箱体(1)的箱底板之间设置有滚动支架(5)，滚动支架(5)的上端支撑插槽(4)，滚动支架(5)的下端滚动坐落在固定箱体(1)的箱底板上；插头(3)、插槽(4)和螺杆(6)的中心位于同一水平线。
2.根据权利要求1所述的一种叠层橡胶支座变刚度保护装置，其特征在于：插槽(4)由销子(13)、软弹簧(14)、小螺栓(15)和插槽(4)本体组成；其结构形式为：在扁正方体的插槽(4)本体的一面开有槽，槽的四壁均设置穿过槽壁的带空腔的小螺栓(15)，在小螺栓(15)的空腔内放置一端与销子(13)连接的软弹簧(14)；在扁正方体的插槽(4)本体的另一面中心位置开一与螺杆(6)连接的螺纹孔。
3.根据权利要求1所述的一种叠层橡胶支座变刚度保护装置，其特征在于：固定箱体(1)的四个侧壁上均开有2个以上的螺杆孔(16)；将2组以上的由弹簧(2)、螺杆(6)、螺母(8)和档板(10)构成的串联弹簧组并联，然后与插槽(4)连接。
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