CN212001610U - 一种带摩擦摆式三维隔震支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于建筑抗震、减震领域，具体涉及一种带摩擦摆式三维隔震支座。该带摩擦摆式三维隔震支座包括：竖直隔震机构以及固定在所述竖直隔震机构上的摩擦摆支座机构。上述技术方案所提供的带摩擦摆式三维隔震支座，竖直隔震机构可以竖向减震，摩擦摆支座机构可以隔离竖向地震动，从而不仅可以提高多阶段水平隔震能力，而且可以隔离竖向地震动。

Description

一种带摩擦摆式三维隔震支座

技术领域

本实用新型属于建筑抗震、减震领域，具体涉及一种带摩擦摆式三维隔震支座。

背景技术

我国是一个多地震国家，地震发生时，为了保护建筑物、文物等，需要使用隔震支座。隔震支座是目前最广泛使用的一种隔震技术，将建筑分为上部结构和下部结构，并分别与隔震支座相连接，形成隔震层，以避免地震能力直接作用于建筑的上部结构而破坏建筑的使用性能。目前已有的技术成熟的隔震支座，包括天然橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座，其中，铅芯橡胶支座虽然被普遍使用，但铅芯材料对土壤、基础结构的影响还尚且不知，需要用其他新型环保的材料去替代铅芯材料。虽然现代隔震技术已有近60年的历史，但国内外的大部分研究结果表明，目前普遍使用的隔震元件只能隔离水平地震，对于竖向地震没有隔离效果。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种带摩擦摆式三维隔震支座。本实用新型所提供的带摩擦摆式三维隔震支座能够对竖向地震以及水平地震等具有良好的隔震效果。不仅可以提高多阶段水平隔震能力，而且可以隔离竖向地震动，相比传统隔震支座有所改进。

本实用新型所提供的技术方案如下：

一种带摩擦摆式三维隔震支座，包括：

竖直隔震机构；

以及固定在所述竖直隔震机构上的摩擦摆支座机构。

上述技术方案所提供的带摩擦摆式三维隔震支座，竖直隔震机构可以竖向减震，摩擦摆支座机构可以隔离竖向地震动，从而不仅可以提高多阶段水平隔震能力，而且可以隔离竖向地震动。

具体的，所述摩擦摆支座机构包括：

下凹板，所述下凹板顶部具有向下凹陷的下凹面，所述下凹面表面上设置有摩擦层；

设置在所述下凹板上方的上凹板，所述上凹板底部具有向上凹陷的上凹面，所述上凹面表面上设置有摩擦层；

压接在所述上凹面和所述下凹面之间的摩擦块，所述摩擦块设置有与所述上凹面配合的上凸面，并设置有与所述下凹面配合的下凸面，所述上凸面和所述下凸面均设置有摩擦片，一个所述的摩擦层压接一个对应的所述的摩擦片。

基于上述技术方案，在地震是下摩擦摆支座作为一种隔震装置有着很好地隔震效果的同时，还具备一定的自复位、耗能和抗扭等功能。通过摆动，延长结构自振周期，增大阻尼比，实现隔震功能，消耗一部分水平地震作用能量。

具体的，所述竖直隔震机构包括：

水平的设置在所述下凹板下方的下连板；

竖向的设置在所述下连板上的管状的弹簧减震结构，所述弹簧减震结构的下端面压接在所述下连板上；

同轴的压接在所述弹簧减震结构上端面上的环状的压板，所述下凹板的下端面固定连接所述压板的上端面上；

以及竖向的设置在所述弹簧减震结构内的粘滞阻尼器或导杆，所述粘滞阻尼器的下端固定连接所述下连板，所述粘滞阻尼器的上端贯穿所述压板的中部空间并固定连接所述下凹板，或者，所述导杆的下端固定连接所述下连板，所述导杆的上端朝向所述压板的中部空间设置。

具体的，所述弹簧减震结构为若干竖向堆叠在一起的碟形弹簧。

基于上述技术方案，在竖向地震作用下，支座下部碟形弹簧发生竖向变形，导杆进入预留的凹槽中，导杆顶部与凹槽底部之间产生接触，可以传递竖向力。碟形弹簧组刚度远小于结构刚度，发生竖向变形，隔离竖向地震动向上部结构传递，消耗一部分竖向地震作用能量。压板中间形成的凹槽，导杆可在凹槽内滑动，两滑动接触面设置摩擦材料、碟形弹簧与导杆之间设置摩擦材料减少摩擦。

基于上述技术方案，在竖向地震作用下，支座下部碟形弹簧发生竖向变形，粘滞阻尼器进入预留的凹槽中，可以延长结构的自振周期和增加隔震层阻尼，通过粘弹性材料的滞回耗能来耗散结构的震动能量，以达到减少结构动力反应的目的。碟形弹簧组刚度远小于结构刚度，发生竖向变形，隔离竖向地震动向上部结构传递，消耗一部分竖向地震作用能量。压板中间形成凹槽，圆柱形粘滞阻尼器可在凹槽内滑动，起到耗能和限位的作用，粘滞阻尼器外部为碟形弹簧组。

进一步的，所述弹簧减震结构的内周设置有防摩擦层，对应的，所述粘滞阻尼器的外周设置有防摩擦层。

进一步的，所述弹簧减震结构的内周设置有防摩擦层，对应的，所述导杆的外周设置有防摩擦层。

基于上述技术方案，可以减小阻力。

具体的，所述下凹板水平设置。

具体的，所述上凹板水平设置。

进一步的，上凹板、下连板均设置有连接用的螺栓孔，分别与上部结构和下部结构连接。下凹板与压板进行焊接固定。

本实用新型与现有技术相比，具有以下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1、上部摩擦摆支座，造价低、施工简单、具有很强的承载能力，除具有一般平面滑动隔震***的特点外，还具有良好的稳定性、复位功能和抗平扭能力。在地震时，其特有的弧形滑动面将结构物本身与地面隔离，来延长结构物的振动周期，错开地震波的卓越周期，以大幅度减少结构物因受地震作用而引起的放大效应，故具有隔震功能。此外，还可利用摩擦摆支座滑动面与滑块之间的摩擦来达到大量消耗地震能量，减少地震输入的能量，因此具有耗能的能力。

2、下部的由导杆和碟形弹簧组成的结构，相比铅芯橡胶支座更为环保。而碟形弹簧在较小的空间内承受极大的载荷。与其他类型的弹簧比较，碟形弹簧单位体积的变形能较大。具有良好的缓冲吸震能力，特别是采用叠合组合时，由于表面摩擦阻力作用，吸收冲击和消散能量的作用更显著。

3、下部的由粘滞阻尼器和碟形弹簧组成的结构，相比铅芯橡胶支座更为环保。而碟形弹簧在较小的空间内承受极大的载荷。与其他类型的弹簧比较，碟形弹簧单位体积的变形能较大。具有良好的缓冲吸震能力，特别是采用叠合组合时，由于表面摩擦阻力作用，吸收冲击和消散能量的作用更显著。粘滞阻尼器在受到交变应力作用产生变形时，一部分能量像位能那样储存起来，另一部分能量被转化成热能耗散，很好的实现减损地震能量的作用。

本实用新型可实现三维隔震，其使用寿命长、环保、设计简单、易于安装、可以量产，且造价低廉。

附图说明

图1是本实用新型所提供的带摩擦摆式三维隔震支座包括的一个实施例的结构剖视图。

图2是本实用新型所提供的带摩擦摆式三维隔震支座包括的另一个实施例的结构剖视图。

附图1、2中，各标号所代表的结构列表如下：

1、上凹板，2、摩擦块，3、下凹板，4、压板，5、碟形弹簧，6、粘滞阻尼器，7、下连板，8、摩擦层，9、摩擦片，10、导杆。

具体实施方式

以下对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

在一个具体实施方式中，如图1、2所示，一种带摩擦摆式三维隔震支座包括竖直隔震机构以及固定在竖直隔震机构上的摩擦摆支座机构。此技术方案所提供的带摩擦摆式三维隔震支座，竖直隔震机构可以竖向减震，摩擦摆支座机构可以隔离竖向地震动，从而不仅可以提高多阶段水平隔震能力，而且可以隔离竖向地震动。

在一个实施例中，摩擦摆支座机构包括：凹面向上设置的下凹板3、凹面向下的设置在下凹板3上方的上凹板1以及压接在上凹面和下凹面之间的摩擦块2。下凹板3具有下凹面，下凹面设置有摩擦层8。上凹板1具有上凹面，上凹面设置有摩擦层8。摩擦块2设置有与上凹面配合的上凸面，并设置有与下凹面配合的下凸面，上凸面和下凸面均设置有摩擦片9，一个的摩擦层8压接一个对应的摩擦片9。下凹板3水平设置。上凹板1水平设置。基于此技术方案，在水平地震作用下摩擦摆支作为一种隔震装置有着很好地隔震效果的同时，还具备一定的自复位、耗能和抗扭等功能。通过摆动，延长结构自振周期，增大阻尼比，实现隔震功能，消耗一部分水平地震作用能量。

在一个实施例中，如图1所示，竖直隔震机构包括水平的设置在下凹板 3下方的下连板7、竖向的设置在下连板7上的管状的弹簧减震结构、同轴的压接在弹簧减震结构上端面上的环状的压板4以及竖向的设置在弹簧减震结构内的粘滞阻尼器6。弹簧减震结构的下端面压接在下连板7上，弹簧减震结构为若干竖向堆叠在一起的碟形弹。下凹板3的下端面固定连接压板4 的上端面上。粘滞阻尼器6的下端固定连接下连板7，粘滞阻尼器6的上端贯穿压板4的中部空间并固定连接下凹板3。弹簧减震结构的内周设置有防摩擦层8，对应的，粘滞阻尼器6的外周设置有防摩擦层8。基于此技术方案，在竖向地震作用下，支座下部碟形弹簧5发生竖向变形，导杆进入预留的凹槽中，导杆顶部与凹槽底部之间产生接触，可以传递竖向力。碟形弹簧 5组刚度远小于结构刚度，发生竖向变形，隔离竖向地震动向上部结构传递，消耗一部分竖向地震作用能量。压板中间形成的凹槽，导杆可在凹槽内滑动，两滑动接触面设置摩擦材料、碟形弹簧5与导杆之间设置摩擦材料减少摩擦。

在一个实施例中，如图2所示，竖直隔震机构包括水平的设置在下凹板 3下方的下连板7、竖向的设置在下连板7上的管状的弹簧减震结构、同轴的压接在弹簧减震结构上端面上的环状的压板4以及竖向的设置在弹簧减震结构内的导杆10。弹簧减震结构的下端面压接在下连板7上。下凹板3的下端面固定连接压板4的上端面上。导杆10的下端固定连接下连板7，导杆 10的上端朝向压板4的中部空间设置。弹簧减震结构的内周设置有防摩擦层8，对应的，导杆10的外周设置有防摩擦层8。基于此技术方案，在竖向地震作用下，支座下部碟形弹簧5发生竖向变形，粘滞阻尼器进入预留的凹槽中，可以延长结构的自振周期和增加隔震层阻尼，通过粘弹性材料的滞回耗能来耗散结构的震动能量，以达到减少结构动力反应的目的。碟形弹簧5组刚度远小于结构刚度，发生竖向变形，隔离竖向地震动向上部结构传递，消耗一部分竖向地震作用能量。压板中间形成凹槽，圆柱形粘滞阻尼器可在凹槽内滑动，起到耗能和限位的作用，粘滞阻尼器外部为碟形弹簧5组。

在一个实施例中，上凹板1、下连板7均设置有连接用的螺栓孔，分别与上部结构和下部结构连接。上连板设置四个直径为12mm的螺栓孔与上部结构相连。下连板设置四个直径为12mm的螺栓孔与下部基础相连。下凹板 3与压板4进行焊接固定。

基于本实用新型所提供的带摩擦摆式三维隔震支座，支座在静止和运动状态时，碟形弹簧和黏滞阻尼器共同承载支架上部的结构。在水平地震时，下摩擦摆支座通过摆动，延长结构自振周期，增大阻尼比，实现隔震功能，消耗一部分水平地震作用能量。在竖向地震作用下，支座下部碟形弹簧发生竖向变形，导杆进入预留的凹槽中，导杆顶部与凹槽底部之间产生接触，可以传递竖向力。基于上述技术方案，在竖向地震作用下，支座下部碟形弹簧发生竖向变形，粘滞阻尼器进入预留的凹槽中，可以延长结构的自振周期和增加隔震层阻尼，通过粘弹性材料的滞回耗能来耗散结构的震动能量，以达到减少结构动力反应的目的。

本实用新型所提供的隔震支座可应用于桥梁结构、建筑结构中，可以很好地提供三维隔震能力。上部的摩擦摆支座由两凹面盘和滑块组合而成，有着良好的稳定性、复位功能和抗平扭能力等优势，通过合理的设计可以实现多阶段隔震能力。竖向碟形弹簧提供较小的竖向刚度，同时由导杆实现限位功能，消耗部分地震能量，可以隔离竖向地震动。因此，本发明具备自复位、减少竖向和水平地震作用等功能，减少结构损坏和地震重建费用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带摩擦摆式三维隔震支座，其特征在于，包括：

竖直隔震机构；

以及固定在所述竖直隔震机构上的摩擦摆支座机构。

2.根据权利要求1所述的带摩擦摆式三维隔震支座，其特征在于，所述摩擦摆支座机构包括：

下凹板(3)，所述下凹板(3)顶部具有向下凹陷的下凹面，所述下凹面表面上设置有摩擦层(8)；

设置在所述下凹板(3)上方的上凹板(1)，所述上凹板(1)底部具有向上凹陷的上凹面，所述上凹面表面上设置有摩擦层(8)；

压接在所述上凹面和所述下凹面之间的摩擦块(2)，所述摩擦块(2)设置有与所述上凹面配合的上凸面，并设置有与所述下凹面配合的下凸面，所述上凸面和所述下凸面上均设置有摩擦片(9)，一个所述的摩擦层(8)压接一个对应的所述的摩擦片(9)。

3.根据权利要求2所述的带摩擦摆式三维隔震支座，其特征在于，所述竖直隔震机构包括：

水平的设置在所述下凹板(3)下方的下连板(7)；

竖向的设置在所述下连板(7)上的管状的弹簧减震结构，所述弹簧减震结构的下端面压接在所述下连板(7)上；

同轴的压接在所述弹簧减震结构上端面上的环状的压板(4)，所述下凹板(3)的下端面固定连接所述压板(4)的上端面上；

以及竖向的设置在所述弹簧减震结构内的粘滞阻尼器(6)或导杆(10)，所述粘滞阻尼器(6)的下端固定连接所述下连板(7)，所述粘滞阻尼器(6)的上端贯穿所述压板(4)的中部空间并固定连接所述下凹板(3)，或者，所述导杆(10)的下端固定连接所述下连板(7)，所述导杆(10)的上端朝向所述压板(4)的中部空间设置。

4.根据权利要求3所述的带摩擦摆式三维隔震支座，其特征在于：所述弹簧减震结构的内周设置有防摩擦层(8)，对应的，所述粘滞阻尼器(6)的外周设置有防摩擦层(8)，或者，所述导杆(10)的外周设置有防摩擦层(8)。

5.根据权利要求4所述的带摩擦摆式三维隔震支座，其特征在于：所述弹簧减震结构为若干竖向堆叠在一起的碟形弹簧(5)。

6.根据权利要求2至5任一所述的带摩擦摆式三维隔震支座，其特征在于：所述下凹板(3)水平设置；所述上凹板(1)水平设置。

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