組合式滾珠隔震支座的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種組合式滾珠隔震支座，包括上連接板、限位板、定位板、滾珠蓋板、滾珠、滾珠限距板、底座板、復(fù)位橡膠、限位定位柱、復(fù)位定位栓、定位球、定位球支座、定位彈簧、動杠桿和動杠桿支座等；本發(fā)明的上連接板、定位板和滾珠蓋板組成震時不動層，與建筑物形成整體，底座板、動杠桿支座和動杠桿組成震時移動層與地面形成整體，滾珠和滾珠限距板組成滾動隔震層，隔震能力強(qiáng)，能將地震產(chǎn)生的能量在此隔開，不傳給建筑物，且滾珠限距板能夠?qū)L珠隔開，避免滾珠因摩擦和擠壓造成損壞；動杠桿壓在限位板上，使得抗拉能力大大增強(qiáng)，整體的承載力度大；復(fù)位橡膠內(nèi)加入鉛芯，使得復(fù)位性強(qiáng)也大大增強(qiáng)。
【專利說明】組合式滾珠隔震支座
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)隔震減震【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種組合式滾珠隔震支座。
【背景技術(shù)】
[0002]地震是一種自然災(zāi)害，一直伴隨著人類歷史的發(fā)展。20世紀(jì)初，人類采用抗震設(shè)計方法來抵御地震?？拐鹗峭ㄟ^加粗鋼筋、加大梁柱等建筑主體強(qiáng)度與地震力相抵抗，但地震力非常強(qiáng)大，往往會使建筑物從根部整體斷裂倒塌。實踐表明，這種抗震方法的效果并不明顯。因為抗震建筑受到地震破壞首當(dāng)其沖的是建筑物的根部，所以人們得到了啟示，在20世紀(jì)后期產(chǎn)生了基礎(chǔ)隔震設(shè)計方法?；A(chǔ)隔震是指在上部結(jié)構(gòu)底部與地基之間設(shè)計隔震層，在地震作用下，大量變形發(fā)生在隔震層上，使上部建筑結(jié)構(gòu)的運(yùn)動相對減少，從而保證建筑物內(nèi)設(shè)備的安全，保證上部結(jié)構(gòu)免遭地震破壞?；A(chǔ)隔震的出現(xiàn)使抗震手段發(fā)生了質(zhì)的變化，21世紀(jì)隔震設(shè)計已成為抵御地震作用的主要手段。
[0003]現(xiàn)有基礎(chǔ)隔震的類型有:(I)疊層橡膠隔震，(2)滑移摩擦隔震，(3)滾動(滾珠及滾軸)隔震，隔震方法依次表現(xiàn)為:周期延長、能量吸收、絕緣。絕緣方法是最理想的隔震方法，由于滾軸隔震有方向性，而地震的方向是不確定的，所以滾珠隔震更為合理。滾珠隔震效果雖好，但自身缺點限制了它在實踐應(yīng)用中的推廣，其缺點為:定位能力差、產(chǎn)生的位移大、沒有復(fù)位功能、不抗拉、滾珠之間摩擦大而易被擠碎等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種承載力度大、隔震效果好、復(fù)位性強(qiáng)的組合式滾珠隔震支座。
[0005]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:
[0006]一種組合式滾珠隔震支座，包括上連接板、限位板、定位板、滾珠蓋板、滾珠、滾珠限距板、底座板、復(fù)位橡膠、限位定位柱、復(fù)位定位栓、定位球、定位球支座、定位彈簧、動杠桿、動杠桿支座；上連接板、定位板、滾珠蓋板為等大的正方形鋼板，上連接板、定位板、滾珠蓋板從上至下依次設(shè)置，相鄰的兩個板通過設(shè)置在四角處的鋼柱固連，限位板固連在定位板的上端面，限位板上開有限位孔，動杠桿穿過限位板和上連接板之間且與限位板滑動配合，復(fù)位橡膠的一端與上連接板的下端面連接，另一端與動杠桿的上端面連接，動杠桿的下端面固連有限位定位柱，限位定位柱另一端與定位板滑動配合，且限位定位柱在限位板的限位孔內(nèi)的水平方向上限位，定位板上開有貫穿的板定位孔，板定位孔位于限位孔的范圍內(nèi)，限位定位柱為中空圓柱，中空部分為柱定位孔，定位板的板定位孔的位置與限位定位柱的柱定位孔的位置對應(yīng)，滾珠蓋板的上端面固連有定位球支座，定位球活動設(shè)置在定位球支座的上方，復(fù)位定位栓為梭型，其中部為圓柱體，一端為圓椎體，另一端為圓臺，圓椎體與中部圓柱體固連，圓臺的下底面軸心上設(shè)置有螺紋桿，圓臺通過螺紋桿與中部圓柱體軸心的螺紋孔連接；復(fù)位定位栓的圓臺一端設(shè)置在定位球的上方，復(fù)位定位栓的圓錐體一端穿過定位板的定位孔進(jìn)入限位定位柱的柱定位孔,動杠桿的兩端通過動杠桿支座與底座板固連，滾珠限距板為設(shè)置有等大均勻分布孔洞的板狀結(jié)構(gòu)，滾珠限距板活動設(shè)置在底座板的上端面并通過設(shè)置在四周的定位彈簧與底座板連接，滾珠限距板的孔洞內(nèi)設(shè)置有滾珠，滾珠蓋板活動設(shè)置在滾珠上。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點:
[0008](I)本發(fā)明由于限位定位柱只能在限位孔中移動，位移是可控的，解決了滾動隔震位移過大的問題。
[0009](2)本發(fā)明的隔震支座，限位板是與建筑物一體，動杠桿是與地面一體，由于動杠桿壓在限位板上，使支座具有強(qiáng)大的抗拉能力。
[0010](3)本發(fā)明在復(fù)位橡膠中加入鉛芯，即使得復(fù)位橡膠的復(fù)位能力增加，又可以減少復(fù)位時所產(chǎn)生的振動。
[0011](4)本發(fā)明具有一定的承載儲備，由于底座板>滾珠限距板>滾珠蓋板，因此，滾珠蓋板平移時其下方的承載滾珠數(shù)量是不變的，即位移不影響承載，而疊層橡膠隔震支座隨著位移的變大承載能力會逐漸降低。
[0012](5)本發(fā)明由于采用了滾珠限距板，克服了滾珠因摩擦和擠壓造成損壞，使承載滾珠和未承載滾珠同步同向運(yùn)動。
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明組合式滾珠隔震支座的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明組合式滾珠隔震支座復(fù)位定位栓的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明組合式滾珠隔震支座的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明一種組合式滾珠隔震支座，包括上連接板1、限位板2、定位板3、滾珠蓋板
4、滾珠5、滾珠限距板6、底座板7、復(fù)位橡膠8、限位定位柱9、復(fù)位定位栓10、定位球11、定位球支座12、定位彈簧13、動杠桿15、動杠桿支座16 ;上連接板1、定位板3、滾珠蓋板4為等大的正方形鋼板，上連接板1、定位板3、滾珠蓋板4從上至下依次設(shè)置，相鄰的兩個板通過設(shè)置在四角處的鋼柱固連，限位板2固連在定位板3的上端面，限位板2上開有限位孔，動杠桿15穿過限位板2和上連接板I之間且與限位板2滑動配合，復(fù)位橡膠8的一端與上連接板I的下端面連接，另一端與動杠桿15的上端面連接，動杠桿15的下端面固連有限位定位柱9，限位定位柱9另一端與定位板3滑動配合，且限位定位柱9在限位板2的限位孔內(nèi)的水平方向上限位，定位板3上開有貫穿的板定位孔，板定位孔位于限位孔的范圍內(nèi)，限位定位柱9為中空圓柱,中空部分為柱定位孔，定位板3的板定位孔的位置與限位定位柱9的柱定位孔的位置對應(yīng)，滾珠蓋板4的上端面固連有定位球支座12，定位球11活動設(shè)置在定位球支座12的上方,復(fù)位定位栓10為梭型,其中部為圓柱體,一端為圓椎體，另一端為圓臺，圓椎體與中部圓柱體固連，圓臺的下底面軸心上設(shè)置有螺紋桿，圓臺通過螺紋桿與中部圓柱體軸心的螺紋孔連接；復(fù)位定位栓10的圓臺一端設(shè)置在定位球11的上方，復(fù)位定位栓10的圓錐體一端穿過定位板3的定位孔進(jìn)入限位定位柱9的柱定位孔，動杠桿15的兩端通過動杠桿支座16與底座板7固連，滾珠限距板6為設(shè)置有等大均勻分布孔洞的板狀結(jié)構(gòu)，滾珠限距板6活動設(shè)置在底座板7的上端面并通過設(shè)置在四周的定位彈簧13與底座板7連接，滾珠限距板6的孔洞內(nèi)設(shè)置有滾珠5，滾珠蓋板4活動設(shè)置在滾珠5上。
[0018]動杠桿15通過抗拉固緊螺桿14與動杠桿支座16連接。
[0019]復(fù)位橡膠8為橡膠材料，復(fù)位橡膠8內(nèi)有豎向的孔，孔里面注有鉛芯。
[0020]組合式滾珠隔震支座除復(fù)位橡膠8外的各部件均為鋼制材料。
[0021]限位板2上的限位孔與定位板3的板定位孔同軸。
[0022]以上各部件共同構(gòu)成組合式滾珠隔震支座，其功效在于:
[0023]1、隔震功效:滾珠5將滾珠蓋板4與底座板7隔開,地震能量無法上傳。
[0024]2、限位功效:限位定位柱9只能在限位板2中部的限位孔中水平移動，所以隔震層產(chǎn)生的位移是可控的。
[0025]3、定位功效:復(fù)位定位栓10插入定位板3中心處的板定位孔和限位定位柱9下端的柱定位孔中，使得動杠桿15不能發(fā)生水平位移。
[0026]4、抗拉功效:動杠桿15壓在限位板2上，使支座具有強(qiáng)大的抗拉能力。
[0027]5、隔震的自啟動功效:當(dāng)定位球11受到地震力作用發(fā)揮其不穩(wěn)定性而滾離定位球支座12后，復(fù)位定位栓10失去支撐，在重力作用下滑出柱定位孔時，定位功能解除，隔震功能啟動。
[0028]6、復(fù)位功效:當(dāng)上連接板I和動杠桿15發(fā)生錯位時,復(fù)位橡膠8立即提供復(fù)位力。
[0029]組合式滾珠隔震支座的工作狀態(tài)表現(xiàn)為三個方面:
[0030]1、震時不動層:由上連接板1、定位板3、滾珠蓋板4，三者在四角處靠鋼柱固連成整體，它們和建筑物連在一起，地震時處于基本靜止?fàn)顟B(tài)，也是隔震設(shè)計所要達(dá)到的最佳狀態(tài)。
[0031]2、滾動隔震層:由滾珠5和滾珠限距板6構(gòu)成，地震產(chǎn)生的能量在此被隔開，不能上傳給建筑物。
[0032]3、震時移動層:由底座板7、動杠桿支座16、動杠桿15組成，它們和地面形成整體，地震時隨地面移動。
[0033]組合式滾珠隔震支座工作原理:
[0034]1、隔震原理:滾珠隔震是一種絕緣方法，隔震效果好。地震來臨時，底座板7隨著地面發(fā)生水平位移，滾珠5在滾珠蓋板4和底座板7之間滾動并帶動滾珠限距板6滑動，地震能量無法上傳。滾珠限距板6的作用:保持各滾珠5間距離，使之在滾動時相互間不發(fā)生摩擦和擠壓，滾珠不會受損。保證承載滾珠和未承載滾珠同步滾動為往返移動提供承載儲備。定位彈簧13的作用:當(dāng)產(chǎn)生豎向地震時滾珠蓋板4和底座板之間的距離會稍有增大，定位彈簧13能保證此時的滾珠5和滾珠限距板6不離開原來位置，保證水平地震來臨時的隔震功能。
[0035]2、限位原理:限位定位柱9只能在限位板2上的限位孔中水平移動，所以隔震層產(chǎn)生的位移是可控的。當(dāng)?shù)孛嫠轿灰七^大時力的傳遞:地面和底座板7 —動杠桿支座16 —抗拉固緊螺桿14和動杠桿15 —限位定位柱9 —限位板2 —定位板3 —鋼柱和上連接板I —建筑物代償性平移。
[0036]3、定位原理(抗風(fēng)荷載):復(fù)位定位栓10插在定位板3的板定位孔和限位定位柱9的桿定位孔中，使得動杠桿15不能發(fā)生水平位移。當(dāng)產(chǎn)生風(fēng)荷載時力的傳遞:風(fēng)一建筑物一上連接板I —鋼柱和定位板3 —板定位孔一復(fù)位定位栓10 —柱定位孔一限位定位柱9 —動杠桿15和抗拉固緊螺桿14 —動杠桿支座16 —底座板7和地基。
[0037]4、抗拉原理:動杠桿15壓在限位板2上，使支座具有強(qiáng)大的抗拉功效。當(dāng)支座受拉時力的傳遞:建筑物和上連接板(力向上)一鋼柱和定位板以及限位板(力向上)一動杠桿和抗拉固緊螺桿(力向下)一動杠桿支座(力向下)一底座板和地基。
[0038]5、隔震的自啟動原理:當(dāng)水平地震力達(dá)到一定程度時(4 - 5級地震)，由于定位球支座12 (鋼圈)小,定位球11 (鋼球)大,定位球11水平位穩(wěn)定性差，定位球11和定位球支座12、滾珠蓋板4不能同步運(yùn)動，定位球11從定位球支座12上滾落到滾珠蓋板4上，復(fù)位定位栓10失去支撐，在重力作用下滑脫出桿定位孔，定位功能解除，隔震功能啟動。當(dāng)定位球11大小不變時，定位球11的穩(wěn)定性取決于定位球支座12的大小，即定位球支座12大則穩(wěn)定性好，定位球支座12小則穩(wěn)定性差。
[0039]6、復(fù)位原理:復(fù)位橡膠8上面固連在上連接板I上,下面固連在動杠桿15上，由于復(fù)位橡膠8有一定彈性，當(dāng)震后上連接板I和動杠桿15發(fā)生錯位時，復(fù)位橡膠8提供的回復(fù)力使建筑物恢復(fù)到原來狀態(tài)。復(fù)位橡膠8上可留有豎向的孔，里面注入鉛芯以增加阻尼減小復(fù)位時的振動，同時還可以調(diào)節(jié)支座的阻尼比，使支座達(dá)到最佳隔震狀態(tài)。
[0040]7、復(fù)位定位栓10的工作原理:復(fù)位定位栓10為梭型，其中部為圓柱體，一端為圓椎體，另一端為圓臺，圓椎體與中部圓柱體固連，圓臺的下底面軸心上設(shè)置有螺紋桿，圓臺通過螺紋桿與中部圓柱體軸心的螺紋孔連接；復(fù)位定位栓10的圓臺一端設(shè)置在定位球11的上方，復(fù)位定位栓10的圓錐體一端穿過定位板3的定位孔進(jìn)入限位定位柱9的柱定位孔；上端圓椎的作用:由于風(fēng)的荷載，以及支座的老化、地震時支座的損傷等因素，支座原有的復(fù)位功能在震后不能讓建筑物完全復(fù)位，柱定位孔和板定位孔的軸向中心線不在一條直線上，復(fù)位定位栓10的圓柱部分不能進(jìn)入桿定位孔。此時可御除復(fù)位定位栓10下部圓臺，用千斤頂使復(fù)位定位栓10的中上部受力向上移動，椎體斜面?zhèn)认驍D壓柱定位孔進(jìn)口處(進(jìn)口處微漏斗型，減少擠壓對椎體斜面造成損傷，避免增加復(fù)位難度)，讓建筑物產(chǎn)生水平移位到完全復(fù)位，繼續(xù)向上則圓柱部分上端進(jìn)入柱定位孔后完成復(fù)位和定位功能。中部圓柱的作用:圓柱部分的上端在柱定位孔中，下端在板定位孔中，使震時不動層和震時移動層無法產(chǎn)生錯位，抵抗風(fēng)和其他外力作用，保持建筑物的穩(wěn)定。下端圓臺的作用:平面有利保持小震狀態(tài)下定位球的穩(wěn)定，而圓臺的端面小，與定位球11的可接觸面積小，能夠保持達(dá)到4一5級地震時定位球11能發(fā)揮不穩(wěn)定性，有利于隔震功能的啟動。當(dāng)定位球11滾離定位球支座12時，復(fù)位定位栓10受重力作用下降，圓臺斜面?zhèn)认驍D壓定位球11，能夠使之滾離中心部位進(jìn)一步利于隔震功能的快速啟動。
【權(quán)利要求】
1.一種組合式滾珠隔震支座，其特征在于:包括上連接板(I)、限位板⑵、定位板⑶、滾珠蓋板(4)、滾珠(5)、滾珠限距板(6)、底座板(7)、復(fù)位橡膠(8)、限位定位柱(9)、復(fù)位定位栓(10)、定位球(11)、定位球支座(12)、定位彈簧(13)、動杠桿(15)和動杠桿支座(16);上連接板(I)、定位板(3)、滾珠蓋板(4)為等大的正方形鋼板，上連接板(I)、定位板(3)、滾珠蓋板(4)從上至下依次設(shè)置，相鄰的兩個板通過設(shè)置在四角處的鋼柱固連，限位板⑵固連在定位板⑶的上端面，限位板(2)上開有限位孔，動杠桿(15)穿過限位板(2)和上連接板⑴之間且與限位板(2)滑動配合，復(fù)位橡膠⑶的一端與上連接板⑴的下端面連接，另一端與動杠桿(15)的上端面連接，動杠桿(15)的下端面固連有限位定位柱(9)，限位定位柱(9)另一端與定位板(3)滑動配合，且限位定位柱(9)在限位板(2)的限位孔內(nèi)的水平方向上限位，定位板(3)上開有貫穿的板定位孔，板定位孔位于限位孔的范圍內(nèi)，限位定位柱(9)為中空圓柱，中空部分為柱定位孔，定位板(3)的板定位孔的位置與限位定位柱(9)的柱定位孔的位置對應(yīng)，滾珠蓋板⑷的上端面固連有定位球支座(12)，定位球(11)活動設(shè)置在定位球支座(12)的上方，復(fù)位定位栓(10)為梭型，其中部為圓柱體，一端為圓椎體，另一端為圓臺，圓椎體與中部圓柱體固連，圓臺的下底面軸心上設(shè)置有螺紋桿，圓臺通過螺紋桿與中部圓柱體軸心的螺紋孔連接；復(fù)位定位栓(10)的圓臺一端設(shè)置在定位球(11)的上方，復(fù)位定位栓(10)的圓錐體一端穿過定位板(3)的定位孔進(jìn)入限位定位柱(9)的柱定位孔，動杠桿(15)的兩端通過動杠桿支座(16)與底座板(7)固連，滾珠限距板(6)為設(shè)置有等大均勻分布孔洞的板狀結(jié)構(gòu)，滾珠限距板(6)活動設(shè)置在底座板(7)的上端面并通過設(shè)置在四周的定位彈簧(13)與底座板(7)連接，滾珠限距板(6)的孔洞內(nèi)設(shè)置有滾珠(5)，滾珠蓋板(4)活動設(shè)置在滾珠(5)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式滾珠隔震支座，其特征在于:所述的動杠桿(15)通過抗拉固緊螺桿(14)與動 杠桿支座(16)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式滾珠隔震支座，其特征在于:所述的復(fù)位橡膠(8)為橡膠材料，復(fù)位橡膠(8)內(nèi)有豎向的孔，孔里面注有鉛芯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式滾珠隔震支座，其特征在于:所述的組合式滾珠隔震支座除復(fù)位橡膠(8)外的各部件均為鋼制材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式滾珠隔震支座，其特征在于:所述的限位板(2)上的限位孔與定位板(3)的板定位孔同軸。
【文檔編號】E04B1/98GK103981951SQ201410241143
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】劉浩琳, 劉業(yè)琳, 劉德星 申請人:劉浩琳