CN111764267A - 一种摇摆式自复位支座 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工程结构隔震减震领域,公开了一种摇摆式自复位支座,包括上支座板和下支座板,还包括支撑件和阻尼器,支撑件放置在下支座板上,上支座板放置在支撑件上,支撑件的***设有多个阻尼器,阻尼器的底部与下支座板可拆卸固定连接,阻尼器的顶部与上支座板之间可拆卸上下活动连接。本发明提供的一种摇摆式自复位支座,在地震作用下通过支座中支撑件的摇摆,可以改变结构振动频率,同时在上部结构的自重下支座具有良好的自复位能力;在支撑件摇摆时,阻尼器在上下支座板之间会相应发生弯曲变形耗散地震能量,从而克服现有工程结构中支座在强震中的剪切破坏问题,同时增强支座的耗能能力和自复位能力。
Description
技术领域
本发明涉及工程结构隔震减震领域,特别是涉及一种摇摆式自复位支座。
背景技术
地震是一种常见的自然灾害,工程结构一旦遭受地震破坏,将会导致巨大的人员伤亡和经济损失,而且震后修复极其困难。因此提升工程结构的抗震性能特别是震后的可恢复性意义重大。
在工程结构特别是桥梁结构中,通常需要在上部结构和下部结构之间安装支座来抵抗外荷载、温度变化、地震等作用。传统支座如板式橡胶支座等是通过橡胶钢板叠层之间的剪切变形适应地震作用下的结构变形,但是由于支座能够提供的剪切变形能力有限,难以提供有效的耗能;而且这种剪切变形是不可控的,尤其在较大的水平地震作用下,剪切变形很可能过大而导致支座发生剪切破坏,造成严重后果。
目前,常用隔震支座在强震中会发生过大的水平剪切变形,可能造成上部结构之间或者桥梁上部结构和挡块之间发生严重碰撞,同时在震后可能产生较大残余位移,不利于工程结构的功能快速恢复。以桥梁为例,现有桥梁固定支座使得地震时桥梁下部结构受力较大,地震中桥梁下部结构损伤严重,震后可能产生较大的塑性变形,难以实现桥梁结构震后的自复位或功能可恢复,整个桥梁结构也难以快速修复。
发明内容
本发明实施例提供一种摇摆式自复位支座,用于解决或部分解决目前支座在地震中耗能能力低、剪切变形过大或残余位移大的问题,实现工程结构的震后快速恢复功能。
本发明实施例提供一种摇摆式自复位支座,包括上支座板和下支座板,还包括支撑件和阻尼器,所述支撑件放置在所述下支座板上,所述上支座板放置在所述支撑件上,所述支撑件的***设有多个所述阻尼器,所述阻尼器的底部与所述下支座板可拆卸固定连接,所述阻尼器的顶部与所述上支座板之间可拆卸上下活动连接。
在上述方案的基础上,所述上支座板的底面上以及所述下支座板的顶面上在所述支撑件的***分别连接有多个剪力键;所述剪力键靠近支撑件的一侧为倾斜面以适应支撑件的摇摆变形上支座板连接的剪力键的下端与所述支撑件侧壁之间的距离大于上端与所述支撑件侧壁之间的距离,所述下支座板连接的剪力键的上端与所述支撑件侧壁之间的距离大于下端与所述支撑件侧壁之间的距离。
在上述方案的基础上,所述剪力键朝向所述支撑件的侧面设为斜面;所述上支座板连接的所述剪力键的顶端与所述支撑件相接,所述下支座板连接的所述剪力键的底端与所述支撑件相接。
在上述方案的基础上,多个所述阻尼器关于所述支撑件对称分布。
在上述方案的基础上,所述上支座板的底面在与所述阻尼器对应位置处连接有限位块,所述限位块上设有与所述阻尼器的顶部相匹配的凹槽,所述阻尼器的顶部***所述凹槽中,且所述阻尼器的顶部和所述凹槽的槽底之间具有间隙。
在上述方案的基础上,所述凹槽的宽度大于所述阻尼器顶部的宽度。
在上述方案的基础上,所述阻尼器包括耗能段,所述耗能段的顶部连接有扩大头,所述扩大头***所述凹槽中。
在上述方案的基础上,所述耗能段底部的截面尺寸大于顶部的截面尺寸。
在上述方案的基础上,所述阻尼器的底部连接有锚固连接板,所述锚固连接板连接于所述下支座板。
本发明实施例提供的一种摇摆式自复位支座,在地震作用下将发生摇摆变形,即支撑件会相对支座板产生摇摆,在支撑件摇摆时,阻尼器在上下支座板之间会相应发生弯曲变形,进而可通过支座中的阻尼器耗散地震能量,通过支座中支撑件的摇摆,可以减小支座损伤,同时在上部结构的自重下支座具有一定的自复位能力,从而解决现有工程结构支座耗能能力低、剪切变形过大或残余位移大的问题,提高整体工程结构的抗震性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的摇摆式自复位支座的结构示意图;
图2为本发明实施例的摇摆式自复位支座的摇摆状态示意图;
图3为本发明实施例的图1中A-A面的截面示意图;
图4为本发明实施例中阻尼器的结构示意图;
图5为本发明实施例中阻尼器的俯视示意图;
图6为本发明实施例中限位块的结构示意图;
图7为本发明实施例中限位块的俯视示意图;
图8为本发明实施例中摇摆式自复位支座在桥梁上的应用示意图;
图9为本发明实施例中摇摆式自复位支座在桥梁上的局部连接示意图。
附图标记说明:
其中,1、上支座板;2、支撑件;3、阻尼器;3-1、扩大头;3-2、耗能段;3-3、锚固连接板;4、下支座板;5、剪力键;6、预留孔洞;7、阻尼器锚固螺栓;8、限位块;9、预留内螺纹孔;10、预留螺孔;11、支座锚固螺栓;12、预制T梁;13、预埋螺纹管;14、盖梁;15、墩柱;16、摇摆式自复位支座。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”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,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参考图1,本发明实施例提供一种摇摆式自复位支座,该摇摆式自复位支座包括上支座板1和下支座板4;还包括支撑件2和阻尼器3,支撑件2放置在下支座板4上,上支座板1放置在支撑件2上。支撑件2的***设有多个阻尼器3。阻尼器3的底部与下支座板4可拆卸固定连接,阻尼器3的顶部与上支座板1之间可拆卸上下活动连接。
支撑件2放置在下支座板4上,支撑件2和下支座板4之间无任何连接措施;上支座板1放置在支撑件2上,上支座板1和支撑件2之间同样没有任何连接措施;支撑件2与上支座板1和下支座板4断开。支撑件2截面可为圆形或矩形截面;可以是钢块、钢管混凝土块或其他的刚性材料。阻尼器3具有一定的变形能力以利于其耗散地震能量。阻尼器3可拆卸连接在上支座板1和下支座板4之间,便于阻尼器3的拆卸替换,提高支座的可恢复性。
本实施例提供的一种摇摆式自复位支座,在地震作用下会发生摇摆变形,即支撑件2会相对支座板产生摇摆,如图2所示。在支撑件2摇摆时,阻尼器3在上支座板1和下支座板4之间会相应发生变形。进而可通过支座中的阻尼器3耗散地震能量。通过支座中支撑件2的摇摆,可以减小支座损伤,同时在上支座板1上部结构的自重下支座具有一定的自复位能力,从而克服现有支座在地震作用下耗能能力低、剪切变形过大或残余位移过大的问题,提高整体工程结构的抗震性能。
阻尼器3的底部固定连接于下支座板4且与下支座板4之间可拆卸。阻尼器3的顶部与上支座板1之间可拆卸连接,且阻尼器3的顶部和上支座板1之间可发生上下相对位移。因为阻尼器3的底部固定于下支座板4,阻尼器3为固定态;在支撑件2发生摇摆时,上支座板1会发生上下位置的变化。设置阻尼器3和上支座板1之间上下活动连接,使得上支座板1上下位置发生一定程度的变化时,阻尼器3不受到竖向约束,即避免阻尼器3在上支座板1上下位置变化时受到拉压作用力,阻尼器3仅受到侧向力发生弯曲变形,受力机理更加简单明确,更好的实现消耗能量的作用。
本实施例的摇摆式自复位支座,通过支座的合理设计,能够使支座在震后自复位,支座的震后损伤集中在可更换的阻尼器3上,损伤的阻尼器3易于更换;本实施例采用支座摇摆变形原理,支座同时实现承载和耗能功能分离,通过支座的自复位摇摆变形和耗能降低工程结构主体损伤,提高工程结构的抗震韧性和可恢复性。
在上述实施例的基础上,进一步地,上支座板1的底面上以及下支座板4的顶面上在支撑件2的***分别连接有多个剪力键5。上支座板1连接的剪力键5的下端与支撑件2侧壁之间的距离大于上端与支撑件2侧壁之间的距离。下支座板4连接的剪力键5的上端与支撑件2侧壁之间的距离大于下端与支撑件2侧壁之间的距离。
上支座板1上的剪力键5可与上支座板1焊接连接;下支座板4上的剪力键5可与下支座板4焊接连接。剪力键5在支撑件2的顶端***以及底端***对支撑件2起到限位作用,可阻止支撑件2与下支座板4及上支座板1发生相对滑移和扭转。
剪力键5远离支座板的一端与支撑件2之间的距离较大。参考图2,使得剪力键5对支撑件2起到防止支撑件2水平滑移和扭转的限位作用,支撑件2在剪力键5之间可发生摇摆。该设置可避免摇摆过程中剪力键5与支撑件2发生碰撞。布置的剪力键5对支撑件2上下两个面进行水平位移限位,防止支撑件2发生滑移和扭转,同时能够保证支撑件2的正常摇摆不受限制。
进一步地,剪力键5固定布置于支撑件2的上下端角部和/或四周。具体的,上支座板1和下支座板4上剪力键5的设置可相同。参考图3,以下支座板4上剪力键5的设置为例:下支座板4连接的剪力键5可设在支撑件2的角部。剪力键5在支撑件2的角部可对支撑件2起到较好的限位作用。可在支撑件2下端每一侧的角部均设置剪力键5,从而对支撑件2在每一侧均起到限位作用,使得支撑件2在任一方向均不能发生滑移。
也可在支撑件2下端的四周非角部即侧边处设置剪力键5,也可对支撑件2实现较好的限位作用。支撑件2上端以及下端四周剪力键5即支座板连接的剪力键5的具体设置部位以及数量可根据实际需要灵活设置,具体不做限定。
在上述实施例的基础上,进一步地,剪力键5朝向支撑件2的侧面设为斜面;上支座板1连接的剪力键5的顶端与支撑件2相接,下支座板4连接的剪力键5的底端与支撑件2相接。即剪力键5朝向支撑件2的一侧面相对支撑件2的表面为倾斜的。且剪力键5在支撑件2的***与支撑件2接触。
进一步地,剪力键5朝向支撑件2的侧面也可为曲面,例如凸面或凹面,以能实现对支撑件2的水平限位且不影响支撑件2的摇摆为目的,具体不做限定。
在上述实施例的基础上,进一步地,参考图1和图2,剪力键5呈截面为三角形的柱状结构。剪力键5的截面为三角形,避免与支撑件2发生碰撞。其中的一个锐角点顶住支撑件2的端部;布置的剪力键5将支撑件2上下两个面的水平位置固定,防止支撑件2发生滑移,同时能够保证支撑件2的正常摇摆不受限制。所布置的剪力键5同时可以限制支撑件2发生扭转。
具体的,剪力键5的截面形状可为直角三角形,其中一个直角边用于与上支座板1或下支座板4相连,斜边朝向支撑件2。剪力键5的截面形状也可为钝角三角形或锐角三角形,以使得朝向支撑件2的侧面为斜面为目的,斜面与支撑件2的侧面所呈角度根据设计所需的支撑件2摇摆角度而定,具体不做限定。进一步地,剪力键5的截面形状也可为平行四边形、梯形或其他任何形状,以能实现对支撑件2的水平限位且不影响支撑件2的摇摆为目的,具体不做限定。
在上述实施例的基础上,进一步地,参考图3,可在支撑件2的每一侧均设置多个阻尼器3;多个阻尼器3关于支撑件2对称分布。阻尼器3是在支撑件2发生摇摆时随上下支座板一起运动进而产生弯曲变形,耗散地震能量。
在上述实施例的基础上,进一步地,参考图1和图2,上支座板1的底面在与阻尼器3对应位置处连接有限位块8,限位块8上设有与阻尼器3的顶部相匹配的凹槽,阻尼器3的顶部***凹槽中。凹槽的槽口朝向阻尼器3。阻尼器3的顶部***上支座板1连接的限位块8上的凹槽中,实现与上支座板1之间的可拆卸连接。凹槽用于对阻尼器3的顶部进行限位固定,实现阻尼器3与上支座板1之间位置的相对固定。且阻尼器3的顶部和凹槽的槽底之间具有间隙。使得上支座板1相对阻尼器3的顶部具有上下移动空间。实现阻尼器3和上支座板1之间的上下活动连接。
具体的,阻尼器3的***部分与凹槽的槽底之间具有间隙,使得在上支座板1发生一定程度的上下位移时,阻尼器3不受到拉压力;阻尼器3与凹槽的槽底之间也可不具有间隙呈接触但不受力状态,此时在上支座板1发生一定程度的上下位移时,阻尼器3和凹槽的槽底接触但不受到压力和拉力,同样不会发生拉压形变。
具体的,上支座板1上凹槽与阻尼器3一一对应设置。每个阻尼器3对应***一个凹槽中。进一步地,可设置与阻尼器3相同数量的限位块8,限位块8与阻尼器3一一对应设置,每个限位块8上设置一个凹槽,每个阻尼器3的顶部对应***一个限位块8的凹槽中。也可在一个限位块8上设置相互独立的多个凹槽。限位块8的具体设置数量不做限定,以凹槽和阻尼器3一一对应为目的。
进一步地,阻尼器3和上支座板1之间的可拆卸上下活动连接结构也可为其他,例如,上支座板1的底面上可连接导轨,阻尼器3的顶部可与导轨上下活动可拆卸连接。从而在上支座板1发生上下位置变化时,上支座板1和导轨一体可相对阻尼器3上下移动,避免阻尼器3受到拉压力。阻尼器3的顶部还可与弹性件可拆卸连接,弹性件连接于上支座板1;从而也可实现阻尼器3与上支座板1之间的可拆卸上下活动连接。阻尼器3和上支座板1之间的连接结构具体不做限定。
在上述实施例的基础上,进一步地,凹槽的宽度大于阻尼器3顶部的宽度。即阻尼器3的顶部***凹槽部分与凹槽的槽壁之间有微小间隙或不留间隙,使上支座板1发生左右移动时槽壁对阻尼器顶部有侧向约束作用;阻尼器3的顶部和所述凹槽的槽口之间留有一定距离,即阻尼器3的顶部***凹槽中一段距离,防止摇摆过大时阻尼器顶部从凹槽中脱离,此间隙可根据支座设计摇摆量确定。
在上述实施例的基础上,进一步地,阻尼器3包括耗能段3-2,耗能段3-2的顶部连接有扩大头3-1,扩大头3-1***凹槽中。扩大头3-1的截面尺寸大于阻尼器3耗能段3-2最上端的截面尺寸,防止限位块8左右摆动时直接碰触阻尼器3耗能段3-2,从而保证阻尼器3能充分发挥耗能作用。
限位块8可焊接在上支座板1上,限位块8内开有凹槽,凹槽尺寸稍大于阻尼器3的扩大头3-1尺寸,其位置与阻尼器3的扩大头3-1位置对应。阻尼器3的上端为自由端,伸入到限位块8内一段距离,防止支撑件摇摆过大时阻尼器3的上端从限位块8中脱离。凹槽的宽度大于阻尼器3扩大头3-1的直径,且扩大头3-1与凹槽的槽底之间具有间隙,保证支座在发生摇摆时,阻尼器3在阻尼器3高度方向可以自由上下移动,不受拉、压力,而仅受到限位块8沿摇摆方向对阻尼器3扩大头3-1产生的侧向力作用。阻尼器3发生弯曲变形耗散地震能量。
在上述实施例的基础上,进一步地,耗能段3-2底部的截面尺寸大于顶部的截面尺寸。
在上述实施例的基础上,进一步地,阻尼器3的底部连接有锚固连接板3-3,锚固连接板3-3连接于下支座板4。
参考图4,阻尼器3的耗能段3-2可呈锥形。阻尼器3的中间耗能段3-2的截面为圆形,截面尺寸从上至下逐渐增大,最上端有一个扩大头3-1。阻尼器受到弯矩作用,底部弯矩较大,上部弯矩较小,阻尼器耗能段设置为截面上小下大有利于阻尼器受力并节省材料。
阻尼器3包括中间耗能段3-2、连接在耗能段3-2顶部的扩大头3-1以及连接在耗能段3-2底部的锚固连接板3-3。参考图5,阻尼器3下部有锚固连接板3-3;阻尼器3中间耗能段3-2下表面与锚固连接板3-3可焊接为整体。锚固连接板3-3上有预留螺孔10;阻尼器锚固螺栓7具有外螺纹,与锚固连接板3-3上的预留螺孔10匹配;下支座板4与锚固连接板3-3的预留螺孔10对应位置有预留内螺纹孔9。
阻尼器锚固螺栓7拧入并穿过预留螺孔10,进一步拧入到下支座板4预留内螺纹孔9内拧紧锚固。当阻尼器3震后发生损伤后,可将阻尼器3锚固螺栓7拧下,并拆下损伤的阻尼器3,同时新的阻尼器3方便更换。
进一步地,阻尼器3的扩大头3-1的顶面和底面可为平面,扩大头3-1的侧面可为球面。参考图6和图7,限位块8可呈柱状;凹槽同样可呈柱状,凹槽的直径大于扩大头3-1的直径。限位块8可为钢罩、钢块等,具体不做限定。
进一步地,阻尼器3可为钢耗能器;阻尼器3的材质可为钢材;满足一定的强度需要。阻尼器3也可为其他材质,具体不做限定。支撑件2放置在下支座板4的中心位置,其与下支座板4为硬接触,没有任何连接措施。支撑件2同样位于上支座板1的中心位置。
在上述实施例的基础上,进一步地,上述各实施例中的摇摆式自复位支座不仅可用于桥梁支座,也可用于建筑结构、空间结构中。本实施例以桥梁结构为例说明上述摇摆式自复位支座的应用,该桥梁包括上述任一实施例所述的摇摆式自复位支座,还包括上部梁体和下部梁体,上支座板1与上部梁体相连,下支座板4与下部梁体相连。
进一步,参考图8,本实施例中的摇摆式自复位支座16设于上部梁体和下部梁体之间。上支座板1与上部梁体相连固定;下支座板4与下部盖梁14或墩柱15相连固定。上部梁体可为预制T梁12。参考图1,上支座板1和下支座板4上分别设有预留孔洞6。支座锚固螺栓11可穿过预留孔洞6与上部梁体和下部盖梁14或墩柱15进行有效锚固连接。
具体的,参考图9,支座锚固螺栓11穿过上支座板1并伸入上部预制T梁12中的预埋螺纹管13实现上支座板1和上部梁体的连接固定。支座锚固螺栓11穿过下支座板4和下部的盖梁14中的预埋螺纹管13锚固。摇摆式自复位支座16在桥梁上的应用示意图如图8和图9所示。
在上述实施例的基础上,进一步地,为了解决现有工程结构支座在地震中耗能能力较低、剪切变形过大易失效或残余位移较大的问题,实现工程结构震后功能快速恢复。本实施例提供一种摇摆式自复位支座,涉及工程结构隔震减震领域。本实施例的工程结构的支座在地震作用下支撑件2发生摇摆,同时阻尼器3发生弹塑性变形耗散地震能量。与现有支座相比,本实施例可以使支座原有的剪切变形转变为刚性体的摇摆变形和锥形阻尼器3的弯曲耗能。
一种摇摆式自复位支座,主要包括上支座板1、支撑件2、阻尼器3、下支座板4、剪力键5、阻尼器锚固螺栓7、限位块8;自下而上依次是下支座板4、支撑件2和上支座板1。阻尼器3下端与锚固连接板3-3焊接为整体,并用阻尼器锚固螺栓7将锚固连接板3-3锚固于下支座板4上的预留内螺纹孔9。阻尼器3的上端有扩大头3-1,伸入到焊接于上支座板1的限位块8内一定距离,限位块8的凹槽尺寸大于扩大头3-1尺寸。支座发生摇摆时,扩大头3-1受到限位块8摇摆时产生的水平侧向力,使阻尼器3发生弯曲变形,耗散地震能量。摇摆自复位支座通过摇摆,可以减轻支座的损伤,并将损伤集中于阻尼器3上。阻尼器3可在损伤后方便地进行更换。
本实施例的有益效果是:支座中的支撑件2放置在上下支座板4中间,没有任何的连接措施,其角部或四周具有三角形截面的剪力键5,从而保证刚性支承及摇摆部件即支撑件防止滑动的同时可以自由摇摆,避免了传统的橡胶支座过大的抗剪滑移和不可控的剪切破坏。
阻尼器3下端通过锚固连接板3-3和阻尼器锚固螺栓7锚固于下支座板4上,上端为自由端。在支座发生摇摆时,阻尼器3在阻尼器3高度方向上不受约束,仅受到带凹槽限位块8对阻尼器3扩大头3-1产生的水平侧向力,通过阻尼器3的弯曲变形耗散地震能量。地震损坏后,可将损坏的阻尼器3取下,方便更换新的锥形阻尼器3,具有较好的可更换性。
支撑件2发生摇摆,可以减小支撑件2自身损伤,同时摇摆支撑件2在上部结构的自重下具有良好的自复位能力;阻尼器3可以增强支座的摇摆耗能能力。本实施例采用支座摇摆变形原理,支座同时实现承载和耗能功能分离,通过支座的自复位摇摆变形和耗能降低主体结构损伤,提高工程结构的抗震韧性和可恢复性。
本实施例构造简单,受力机理明确,容易实现,适用范围广,能够广泛适用于工程结构中。震后损伤集中在阻尼器3上,稍加修复即可使用,保证交通生命线不中断,加快灾区救援的时间。除此之外,本实施例亦可用于建筑工程减震隔震领域。
本实施例是将现有支座的剪切变形模式转化为摇摆耗能模式。通过支座中的支撑件2的摇摆和阻尼器3的弯曲为支座提供自复位能力和耗能能力。本实施例突破传统支座设计思路,设计灵活,受力明确,通过支撑件2的摇摆减轻支座的损伤,将损伤集中在阻尼器3上,同时使支座避免不可控的剪切变形和剪切破坏,具有较好的耗能能力和自复位能力。损伤后阻尼器3可快速更换,具有快速修复的特点。能够解决传统支座在地震作用下耗能能力差、剪切变形过大或残余位移过大的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种摇摆式自复位支座,包括上支座板和下支座板,其特征在于,还包括支撑件和阻尼器,所述支撑件放置在所述下支座板上,所述上支座板放置在所述支撑件上,所述支撑件的***设有多个所述阻尼器,所述阻尼器的底部与所述下支座板可拆卸固定连接,所述阻尼器的顶部与所述上支座板之间可拆卸上下活动连接。
2.根据权利要求1所述的摇摆式自复位支座,其特征在于,所述上支座板的底面上以及所述下支座板的顶面上在所述支撑件的***分别连接有多个剪力键;所述上支座板连接的剪力键的下端与所述支撑件侧壁之间的距离大于上端与所述支撑件侧壁之间的距离,所述下支座板连接的剪力键的上端与所述支撑件侧壁之间的距离大于下端与所述支撑件侧壁之间的距离。
3.根据权利要求2所述的摇摆式自复位支座,其特征在于,所述剪力键朝向所述支撑件的侧面设为斜面;所述上支座板连接的所述剪力键的顶端与所述支撑件相接,所述下支座板连接的所述剪力键的底端与所述支撑件相接。
4.根据权利要求1至3任一所述的摇摆式自复位支座,其特征在于,多个所述阻尼器关于所述支撑件对称分布。
5.根据权利要求1至3任一所述的摇摆式自复位支座,其特征在于,所述上支座板的底面在与所述阻尼器对应位置处连接有限位块,所述限位块上设有与所述阻尼器的顶部相匹配的凹槽,所述阻尼器的顶部***所述凹槽中,且所述阻尼器的顶部和所述凹槽的槽底之间具有间隙。
6.根据权利要求5所述的摇摆式自复位支座,其特征在于,所述凹槽的宽度大于所述阻尼器顶部的宽度。
7.根据权利要求5所述的摇摆式自复位支座,其特征在于,所述阻尼器包括耗能段,所述耗能段的顶部连接有扩大头,所述扩大头***所述凹槽中。
8.根据权利要求7所述的摇摆式自复位支座,其特征在于,所述耗能段底部的截面尺寸大于顶部的截面尺寸。
9.根据权利要求5所述的摇摆式自复位支座,其特征在于,所述阻尼器的底部连接有锚固连接板,所述锚固连接板连接于所述下支座板。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112761060A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-05-07 | 北京工业大学 | 一种金属耗能桥梁挡块及其安装方法 |
CN112962436A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-15 | 南昌航空大学 | 一种连续梁边跨支座 |
CN113236004A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-08-10 | 北京建筑大学 | 耗能装置和连接结构 |
CN113338449A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-09-03 | 中国五冶集团有限公司 | 一种基于bim的装配式建筑构件 |
CN114351569A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-04-15 | 洛阳双瑞特种装备有限公司 | 一种高震区桥梁摇摆减隔震复位器 |
CN114960412A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-08-30 | 中国铁路设计集团有限公司 | 环形阻尼器支座、减隔震方法及阻尼耗能方法 |
CN115217224A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-10-21 | 福建众腾建设工程有限公司 | 一种自复位隔震支座 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203701330U (zh) * | 2014-01-05 | 2014-07-09 | 海南大学 | 摇摆剪力墙 |
CN104499426A (zh) * | 2014-12-03 | 2015-04-08 | 大连海事大学 | 利用摇摆滚动装置和钢板耗能器的新型墩底减隔震支座 |
JP2015094075A (ja) * | 2013-11-08 | 2015-05-18 | Jfeシビル株式会社 | 構造物の耐震補強用ダンパー装置 |
CN107794839A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-03-13 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种减隔震支座的限位装置 |
CN108049304A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-18 | 防灾科技学院 | 一种山区不规则桥梁双柱墩混合抗震体系 |
CN212656109U (zh) * | 2020-07-09 | 2021-03-05 | 北京工业大学 | 一种摇摆式自复位支座 |
-
2020
- 2020-07-09 CN CN202010658721.7A patent/CN111764267A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015094075A (ja) * | 2013-11-08 | 2015-05-18 | Jfeシビル株式会社 | 構造物の耐震補強用ダンパー装置 |
CN203701330U (zh) * | 2014-01-05 | 2014-07-09 | 海南大学 | 摇摆剪力墙 |
CN104499426A (zh) * | 2014-12-03 | 2015-04-08 | 大连海事大学 | 利用摇摆滚动装置和钢板耗能器的新型墩底减隔震支座 |
CN107794839A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-03-13 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种减隔震支座的限位装置 |
CN108049304A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-18 | 防灾科技学院 | 一种山区不规则桥梁双柱墩混合抗震体系 |
CN212656109U (zh) * | 2020-07-09 | 2021-03-05 | 北京工业大学 | 一种摇摆式自复位支座 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112761060A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-05-07 | 北京工业大学 | 一种金属耗能桥梁挡块及其安装方法 |
CN112962436A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-15 | 南昌航空大学 | 一种连续梁边跨支座 |
CN113236004A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-08-10 | 北京建筑大学 | 耗能装置和连接结构 |
CN113338449A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-09-03 | 中国五冶集团有限公司 | 一种基于bim的装配式建筑构件 |
CN114351569A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-04-15 | 洛阳双瑞特种装备有限公司 | 一种高震区桥梁摇摆减隔震复位器 |
CN114351569B (zh) * | 2022-01-13 | 2024-05-07 | 中船双瑞(洛阳)特种装备股份有限公司 | 一种高震区桥梁摇摆减隔震复位器 |
CN114960412A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-08-30 | 中国铁路设计集团有限公司 | 环形阻尼器支座、减隔震方法及阻尼耗能方法 |
CN115217224A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-10-21 | 福建众腾建设工程有限公司 | 一种自复位隔震支座 |
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