專利名稱：滾珠碟簧隔震裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隔震裝置，尤其涉及一種組合隔震裝置。
背景技術(shù)：
基礎(chǔ)隔震目前主要有疊層橡膠支座、摩擦滑移隔震元支座、滾動(dòng)擺、滾球、滾軸等支座、組合隔震。其中，疊層橡膠支座應(yīng)用最為廣泛，達(dá)到90%以上。(1)疊層橡膠支座疊層橡膠支座是由鋼板與橡膠疊合而成，每層橡膠和鋼板的厚度僅為幾毫米，中間用膠粘結(jié)。這樣的構(gòu)造使其豎向承載力很大，在水平方向上也會(huì)有較大的變形。支座的上下封板較厚，封板與連接鋼板之間通過螺栓連接，連接鋼板再通過螺栓與建筑物相連。根據(jù)疊層橡膠中間是否設(shè)置鉛芯、碳等阻尼材料，可將疊層橡膠支座分為三種類型普通疊層橡膠支座、鉛芯疊層橡膠支座、高阻尼疊層橡膠支座。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的橡膠支座主要是普通和鉛芯型，高阻尼型應(yīng)用較少。由于常規(guī)的橡膠隔震墊性能的限制，使得常規(guī)的隔震技術(shù)存在一些較難克服的缺
點(diǎn)ο夾層橡膠隔震墊是由橡膠和夾層鋼板分層疊合經(jīng)高溫硫化粘結(jié)而成。在它的工程應(yīng)用上，值得注意的問題如下①抗拉力不是很高橡膠不是密度很高的物質(zhì)，它的拉力一般不高。然而結(jié)構(gòu)在地震中通常有很大的扭轉(zhuǎn)力和豎向地震力，特別在強(qiáng)地震條件下，豎向地震往往很大。這使得基礎(chǔ)常有提離現(xiàn)象。②生產(chǎn)制造質(zhì)量要求高一方面由于夾層橡膠墊是整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)物的支承構(gòu)件， 它的質(zhì)量和性能決定著建筑物近百年使用壽命的安全性。另一方面是它的質(zhì)量和性能，從外觀上難以判別，具有很強(qiáng)的質(zhì)量隱藏性。③與其它材料粘貼比較困難橡膠與建筑物的混凝土表面一般很難連結(jié)，在橡膠隔震墊中一般使用特制粘結(jié)劑把橡膠和聯(lián)結(jié)鋼板相連，這也增加了造價(jià)。④材料的使用經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少與鋼材和混凝土相比，作為主體結(jié)構(gòu)材料的橡膠，則缺乏使用經(jīng)驗(yàn)。⑤具有蠕變性。(2)摩擦滑移隔震元件摩擦滑移隔震元件主要由一些像石墨、云母、沙粒層、聚四氟乙烯板等摩擦系數(shù)較小的材料構(gòu)成。其中石墨、沙粒等材料可以簡(jiǎn)單有效的改善農(nóng)村住房的抗震性能，是由我國(guó)學(xué)者李立提出的，并在云南省的4棟16m2的平房上得到了應(yīng)用，但由于沙粒等材料的承重能力有限，在較高的建筑上不能使用這一方法。(3)滾動(dòng)擺、滾球、滾軸等元件此類元件主要由滾子和滑槽構(gòu)成，地震發(fā)生時(shí)，滾子在滾槽內(nèi)滾動(dòng)，隔離地震波向上層結(jié)構(gòu)的傳遞，同時(shí)滾槽能夠?qū)L子的最大位移進(jìn)行限制。若滑槽是凹形的，裝置還具有自復(fù)位的能力。目前已有的滾動(dòng)隔震器主要有滾球加彈簧復(fù)位裝置及滾球帶凹形復(fù)位板隔震裝置，在地震作用下，滾球加彈簧復(fù)位裝置的基底與滾球之間發(fā)生相對(duì)滾動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦力可消耗地震能量，對(duì)地面輸入很寬的頻帶范圍均有效，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行過一些理論和試驗(yàn)研究。滾球加彈簧復(fù)位裝置雖然具有很好的隔震效果，但其限位能力不好，在地震較強(qiáng)時(shí)，滾球有可能從底板下滾出，且滾球的定位也很麻煩。如2001年5月23日授權(quán)公告的中國(guó)專利，公告號(hào)為CNM31333Y，公開了一種新型建筑物隔震耗能裝置，其可動(dòng)支撐的滾珠是圓形的球體，耗能球體上表面裝配阻滑層，上下部接觸面為球面形，滾球帶凹形復(fù)位板隔震裝置，由于滾球的存在，使其具有很好的減震效果，同時(shí)凹槽能夠有效地控制滾球的滾動(dòng)，且定位也方便可靠，但由于沒有其他限制滾球滾動(dòng)量的措施，滾球仍有從凹形復(fù)位板板滾出的可能。且其僅對(duì)水平方向的減震效果較好，豎向減震效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種滾珠碟簧隔震裝置，其將水平震動(dòng)和豎向震動(dòng)結(jié)合，構(gòu)成三維隔震體系。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案其包括隔震支座，隔震支座上端連接阻尼器。本發(fā)明的滾珠碟簧隔震裝置屬于組合隔震，可以同時(shí)隔離水平和豎直方向的地震作用，構(gòu)成三維隔震體系，有效地減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，提高地震時(shí)結(jié)構(gòu)的安全性，減少次生災(zāi)害。地面的劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用本發(fā)明可以使上部結(jié)構(gòu)仍能處于正常的彈性工作狀態(tài)，抑制振動(dòng)時(shí)的不適感。上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較自由，抗震措施簡(jiǎn)單，因?yàn)橹豢紤]隔震裝置，設(shè)計(jì)和施工過程都得到簡(jiǎn)化。阻尼器包括導(dǎo)向筒，導(dǎo)向筒的上下兩端分別設(shè)置限位板，兩限位板之間沿導(dǎo)向筒圓周方向設(shè)置蝶形彈簧。上部阻尼器采用碟形彈簧作為豎向減震元件，利用碟形彈簧的變剛度特性和耗能能力，根據(jù)上部結(jié)構(gòu)和場(chǎng)地特性選取合適的豎向剛度。導(dǎo)向筒上設(shè)有注入口，通過注入口將碟簧的導(dǎo)向筒內(nèi)擠入鉛心阻尼材料，限制單片碟簧的水平錯(cuò)動(dòng)的同時(shí)增加了阻尼器的豎向阻尼。隔震支座包括上支座板、下支座板，上支座板與下支座板相對(duì)的一側(cè)對(duì)應(yīng)位置間隔設(shè)置凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)置滾珠，滾珠與凹槽接觸面為球形面。滾珠數(shù)量可以任意設(shè)置，滾珠與凹槽接觸面為弧形的球形面，使鋼珠有一定的復(fù)位能力。滾珠優(yōu)選采用球體，也可以采用其它的形狀，只要保證滾珠與凹槽接觸面為球形面即可。凹槽內(nèi)設(shè)有耗能摩擦層，耗能摩擦層采用聚四氟乙烯或二硫化鉬或納米金剛石或類金剛石，能夠增大阻尼并有效地抑制上部結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。上支座板與下支座板間隔處的四周交叉設(shè)置形狀記憶合金絲，上支座板與下支座板上分別設(shè)有固定墊塊，形狀記憶合金絲通過固定墊塊交叉設(shè)置。形狀記憶合金Ghap Memory Alloy,簡(jiǎn)稱SMA)，是一種具有形狀記憶效應(yīng)、超彈性效應(yīng)和高阻尼特性的新型功能材料，與采用普通金屬材料制作的阻尼器相比，基于形狀記憶合金超彈性滯回特性開發(fā)的被動(dòng)阻尼器具有耐久性和耐腐蝕性能好，使用期限長(zhǎng)，耗能能力強(qiáng)，變形較大且變形可恢復(fù)等優(yōu)點(diǎn)。在支座四周用形狀記憶合金絲將上下兩層支座板交叉相連，形狀記憶合金絲設(shè)置位置可以與滾珠位置相對(duì)應(yīng)。形狀記憶合金絲的設(shè)置，可以更好的解決震后隔震裝置的復(fù)位問題，防止?jié)L珠滾出，同時(shí)形狀記憶合金絲具有超彈性和高阻尼的特性，在地震過程中可以提供更多的阻尼力，耗散大量地震能量，起到更好的隔震效果。同時(shí)為了保證合金絲總是受拉，在設(shè)計(jì)形狀記憶合金絲時(shí)常需預(yù)拉2-3%，保證伸長(zhǎng)索和縮短都在拉伸范圍內(nèi)。隔震支座與阻尼器之間通過螺栓固定連接，利用高強(qiáng)螺栓將上下兩部分連接，使阻尼器與隔震支座結(jié)合成為一個(gè)整體。本發(fā)明既適用于新建結(jié)構(gòu)，也適用于原有結(jié)構(gòu)物的抗震加固及震后維修，既適用于一般民用房屋，也適用于構(gòu)筑物、橋梁等土木工程，還可用于加層及移位建筑中，適合儀器、設(shè)備隔震減震，造價(jià)低廉，應(yīng)用前景廣。


圖1為本發(fā)明的外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的隔震支座示意圖；圖3為本發(fā)明的實(shí)施例1隔震支座局部示意圖；圖4為本發(fā)明的實(shí)施例2隔震支座局部示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本裝置做詳細(xì)描述本發(fā)明包括隔震支座，隔震支座上端連接阻尼器。阻尼器包括導(dǎo)向筒4，導(dǎo)向筒4的上下兩端分別設(shè)置限位板2，兩限位板2之間沿導(dǎo)向筒4圓周方向設(shè)置蝶形彈簧3。導(dǎo)向筒4上設(shè)有注入口 1。隔震支座包括上支座板6、 下支座板5，上支座板6與下支座板5相對(duì)的一側(cè)對(duì)應(yīng)位置間隔設(shè)置凹槽10，凹槽10內(nèi)設(shè)置滾珠8，滾珠8與凹槽10接觸面為球形面。凹槽10內(nèi)設(shè)有耗能摩擦層11。耗能摩擦層 11采用聚四氟乙烯或二硫化鉬或納米金剛石或類金剛石。上支座板6與下支座板5間隔處的四周交叉設(shè)置形狀記憶合金絲9。上支座板6與下支座板5上分別設(shè)有固定墊塊12，形狀記憶合金絲9通過固定墊塊12交叉設(shè)置。隔震支座與阻尼器之間通過螺栓7固定連接。實(shí)施例1滾珠8為球體。實(shí)施例2滾珠8上、下兩面與凹槽10接觸處為球形面，其它面的形狀可以根據(jù)要求任意設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種滾珠碟簧隔震裝置，包括隔震支座，其特征在于，隔震支座上端連接阻尼器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾珠碟簧隔震裝置，其特征在于，阻尼器包括導(dǎo)向筒，導(dǎo)向筒的上下兩端分別設(shè)置限位板，兩限位板之間沿導(dǎo)向筒圓周方向設(shè)置蝶形彈簧。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滾珠碟簧隔震裝置，其特征在于，導(dǎo)向筒上設(shè)有注入口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滾珠碟簧隔震裝置，其特征在于，隔震支座包括上支座板、下支座板，上支座板與下支座板相對(duì)的一側(cè)對(duì)應(yīng)位置間隔設(shè)置凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)置滾珠， 滾珠與凹槽接觸面為球形面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的滾珠碟簧隔震裝置，其特征在于，凹槽內(nèi)設(shè)有耗能摩擦層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滾珠碟簧隔震裝置，其特征在于，耗能摩擦層采用聚四氟乙烯或二硫化鉬或納米金剛石或類金剛石。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的滾珠碟簧隔震裝置，其特征在于，滾珠為球體。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的滾珠碟簧隔震裝置，其特征在于，上支座板與下支座板間隔處的四周交叉設(shè)置形狀記憶合金絲。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的滾珠碟簧隔震裝置，其特征在于，上支座板與下支座板上分別設(shè)有固定墊塊，形狀記憶合金絲通過固定墊塊交叉設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾珠碟簧隔震裝置，其特征在于，隔震支座與阻尼器之間通過螺栓固定連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種隔震裝置，尤其涉及一種組合隔震裝置。本發(fā)明的滾珠碟簧隔震裝置，包括隔震支座，隔震支座上端連接阻尼器。本發(fā)明既適用于新建結(jié)構(gòu)，也適用于原有結(jié)構(gòu)物的抗震加固及震后維修，既適用于一般民用房屋，也適用于構(gòu)筑物、橋梁等土木工程，還可用于加層及移位建筑中，適合儀器、設(shè)備隔震減震，造價(jià)低廉，應(yīng)用前景廣。
文檔編號(hào)E01D19/04GK102337761SQ201010232200
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者公衍文, 劉文峰, 隋杰英 申請(qǐng)人:青島理工大學(xué)