環(huán)布多金屬棒鋼球型復(fù)合阻尼支座的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于橋梁、房屋建筑、核電站、機(jī)械工程抗震【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種環(huán)布多金屬棒鋼球型復(fù)合阻尼支座。它包括上支承板和下支承板，所述上支承板與下支承板之間設(shè)有球冠體、支座承重體和阻尼器，所述阻尼器為環(huán)布多金屬棒阻尼器，呈環(huán)狀布置在所述球冠體和所述支座承重體的外圍，所述環(huán)布多金屬棒阻尼器包括多根金屬棒和分別固定在所述上支承板上、下支承板上的兩個(gè)連接板，所述多根金屬棒呈環(huán)狀固定在兩個(gè)連接板之間。本發(fā)明兼具普通球型鋼支座和抗震阻尼支座的功能，能抵御水平面內(nèi)來自各個(gè)方向的地震慣性力，起到消能減震的作用。
【專利說明】環(huán)布多金屬棒鋼球型復(fù)合阻尼支座
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于橋梁、房屋建筑、核電站、機(jī)械工程抗震【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種環(huán)布多金屬棒鋼球型復(fù)合阻尼支座。
【背景技術(shù)】
[0002]地震是頻發(fā)的自然災(zāi)害之一，長期以來，人類在這一自然災(zāi)害面前“無能為力”。地震造成生命和財(cái)產(chǎn)損失的直接原因是建筑物的劇烈震動(dòng)、破壞和倒塌。自二十世紀(jì)以來，人類對建筑物的抗震、消能、減震的結(jié)構(gòu)控制技術(shù)進(jìn)行不斷的探索，先后發(fā)明和創(chuàng)造了如下相應(yīng)的產(chǎn)品和技術(shù)。
[0003]鉛芯橡膠支座:通過鉛芯和橡膠的剪切變形吸收和耗散地震能量。
[0004]液壓粘滯阻尼器:通過液態(tài)或半固態(tài)的粘滯材料在缸體內(nèi)的流動(dòng)產(chǎn)生阻尼力來耗散、吸收地震能量。
[0005]摩擦型阻尼支座:采用上下不同半徑的兩個(gè)球面與配合位形成兩個(gè)滑動(dòng)摩擦副，保證支座正常的轉(zhuǎn)動(dòng)和滑移功能，當(dāng)?shù)卣鹚搅Τ^閥值時(shí)，支座摩擦副間克服摩擦力產(chǎn)生相對滑動(dòng)，大半徑球面摩擦副可產(chǎn)生較大水平相對位移，即水平剛度較小，從而將地震產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為勢能，突破閥值后較小的水平剛度起到了“隔震”作用。同時(shí)由于摩擦阻力的存在，起到了 “阻尼”作用，消耗了一部分地震能量。
[0006]上述鉛芯橡膠支座和摩擦型阻尼支座雖然能起到環(huán)向減隔震的作用，但水平剛度過低，對軟弱地基或者橋墩過柔時(shí)，減震效果降低，甚至?xí)哟蠼Y(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。而液壓粘滯阻尼器是一種桿式結(jié)構(gòu)，具有方向性，對減少軸向的地震作用效果明顯，但地震對橋梁的地震作用方向事先是無法預(yù)知的，因而它的設(shè)置帶有一定的盲目性，通常的做法是在橋梁的順橋向和橫橋向都安裝液壓阻尼器，這樣一定程度上限制了其力學(xué)運(yùn)動(dòng)，降低了減震效果；并且也不具備回位功能，地震過后，需要靠外力作用才能回位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是為了解決上述【背景技術(shù)】存在的不足，提供一種能對各個(gè)方向的地震起到消能減震作用的環(huán)布多金屬棒鋼球型復(fù)合阻尼支座。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種環(huán)布多金屬棒鋼球型復(fù)合阻尼支座，包括上支承板和下支承板，所述上支承板與下支承板之間設(shè)有球冠體、支座承重體和阻尼器，所述球冠體的球形面與支座承重體的球形凹面相配合，所述球冠體與上支承板和支座承重體之間均通過四氟滑板滑動(dòng)接觸，所述阻尼器為環(huán)布多金屬棒阻尼器，所述環(huán)布多金屬棒阻尼器呈環(huán)狀布置在所述球冠體和所述支座承重體的外圍，所述環(huán)布多金屬棒阻尼器包括多根金屬棒和分別固定在所述上支承板上、下支承板上的兩個(gè)連接板，所述多根金屬棒呈環(huán)狀固定在所述兩個(gè)連接板之間。
[0009]進(jìn)一步地，所述多根金屬棒呈環(huán)狀豎向固定或錯(cuò)位固定在所述兩個(gè)連接板之間，所述金屬棒上下兩端與兩個(gè)連接板之間均通過焊接連接。[0010]進(jìn)一步地，所述金屬棒為具有低屈服點(diǎn)及良好抗疲勞特性的金屬棒。
[0011]進(jìn)一步地,所述金屬棒為鉛棒。
[0012]進(jìn)一步地，所述連接板為整體環(huán)狀結(jié)構(gòu)或由多節(jié)段拼接成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0013]進(jìn)一步地，所述由多節(jié)段拼接成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的連接板為封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)或節(jié)段與節(jié)段之間留有空隙。
[0014]進(jìn)一步地，所述球冠體支承于所述支座承重體的球形凹面上。
[0015]更進(jìn)一步地，還包括防塵罩，所述防塵罩上下兩端分別與所述上支承板和下支承板連接。
[0016]本發(fā)明可同時(shí)作為普通球型鋼支座和阻尼抗震支座使用:
[0017]當(dāng)作為普通球型鋼支座使用時(shí)，由于球冠體與支座承重體之間通過四氟滑板接觸，且接觸面為球面，球冠體與上支承板之間也通過四氟滑板接觸，接觸面為平面，因此球冠體連同上支承板可在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，球冠體與上部梁體之間產(chǎn)生一小幅度的水平位移，球冠體能在上支承板的盆腔內(nèi)運(yùn)動(dòng)，具有普通球型鋼支座需要具備的承重和能小幅轉(zhuǎn)動(dòng)的功能。
[0018]當(dāng)作為阻尼抗震支座使用時(shí)，由于上支承板固定在梁底、下支承板固定在墩頂或臺(tái)頂，在地震慣性力作用下，不管這個(gè)力來自何方，墩、梁之間就會(huì)產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，也即下支承板和上支承板之間產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，支座承重體隨下支承板一起運(yùn)動(dòng)，這時(shí)環(huán)布多金屬棒阻尼器受到剪切，產(chǎn)生剪切變形，從而耗散、吸收地震能量，抵御水平面內(nèi)各個(gè)方向的地震。
[0019]本發(fā)明支座的阻尼器采用環(huán)布多金屬棒阻尼器，金屬棒為鉛棒，或是由具有低屈服點(diǎn)及良好抗疲勞特性的軟鋼、合金材料制成的金屬棒。鉛材料具有密度大、熔點(diǎn)低、塑性高、強(qiáng)度低、耐腐蝕、潤滑能力強(qiáng)的特點(diǎn)，因其有較高的延性和柔性，故在變形過程中可以吸收大量的能量，并有較強(qiáng)的變形跟蹤能力。同時(shí)，通過動(dòng)態(tài)恢復(fù)與再結(jié)晶過程，其組織和性能還可恢復(fù)至變形前的狀態(tài)。軟鋼材料也具有低屈服點(diǎn)、良好的抗疲勞特性。該阻尼器依靠自身的剪切變形吸收、耗散地震能量，能抵御水平面內(nèi)來自各個(gè)方向的地震慣性力，起到消能減震的作用，適用于各類橋梁、房屋建筑結(jié)構(gòu)、核電站結(jié)構(gòu)等，具有廣闊的市場前景及良好的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明環(huán)布多金屬棒阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為圖2的俯視圖。
[0023]其中:1-上支承板；2_下支承板；3_球冠體；4_支座承重體；5_環(huán)布多金屬棒阻尼器；6-防塵罩；7_四氟滑板；8_金屬棒；9_連接板。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，便于清楚地了解本發(fā)明，但它們不對本發(fā)明構(gòu)成限定。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明包括上支承板I和下支承板2，所述上支承板I的盆腔內(nèi)敷設(shè)有四氟滑板7，所述上支承板I和下支承板2之間設(shè)計(jì)有球冠體3和支座承重體4，所述球冠體3支承于所述支座承重體4的球形凹面上，所述支座承重體4的球形凹面內(nèi)敷設(shè)有四氟滑板7，因此所述球冠體3能在所述支座承重體4的球形凹面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，也能在所述上支承板I的盆腔內(nèi)滑動(dòng)。所述上支承板I和所述下支承板2之間還安裝有阻尼器和防塵罩6，所述阻尼器為環(huán)布多金屬棒阻尼器5，所述防塵罩6上下兩端分別與所述上支承板I和下支承板2連接，將所述環(huán)布多金屬棒阻尼器5罩住。
[0026]如圖2、圖3所示，所述環(huán)布多金屬棒阻尼器5為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)繞在所述球冠體3和所述支座承重體4的外圍。所述環(huán)布多金屬棒阻尼器5包括多根金屬棒8和分別固定在所述上支承板I上、下支承板2上的兩個(gè)連接板9，每根金屬棒8的上下兩端與兩個(gè)連接板9之間均通過焊接方式連接。多根金屬棒8呈環(huán)狀豎向固定或錯(cuò)位固定在所述兩個(gè)連接板9之間，豎向固定和錯(cuò)位固定的方式分別如圖2中實(shí)線和虛線所示，錯(cuò)位固定即斜向固定，即金屬棒8上下兩端不在同一豎直平面上。所述金屬棒8采用低屈服點(diǎn)及良好抗疲勞特性的金屬材料制成，因鉛材料具有較高的延性和柔性，變形過程中可以吸收大量的能量，并有較強(qiáng)的變形跟蹤能力，同時(shí)通過動(dòng)態(tài)恢復(fù)與再結(jié)晶過程，其組織和性能還可恢復(fù)至變形前的狀態(tài)；而低屈服點(diǎn)、具有良好疲勞特性的軟鋼材料也具有較好的“抗震”性能，故本發(fā)明的金屬棒優(yōu)選的采用鉛棒或具有低屈服點(diǎn)及良好抗疲勞特性的金屬棒。
[0027]所述連接板9為整體環(huán)狀結(jié)構(gòu)或由多節(jié)段拼接成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，該環(huán)狀結(jié)構(gòu)可為圓形或方形的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，也可為其它形狀的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，由多節(jié)段拼接成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的連接板9為封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)或節(jié)段與節(jié)段之間留有空隙，做成不封閉結(jié)構(gòu)，比如環(huán)狀連接板如果由三節(jié)段組成，而這三段又不連續(xù)，則節(jié)段與節(jié)段之間留有空隙，為間斷的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。所述兩個(gè)連接板9分別為上連接板和下連接板，所述上連接板通過螺栓固定在所述上支承板I上，所述下連接板通過螺栓固定在所述下支承板2上。
[0028]本發(fā)明的核心技術(shù)在于在所述上支承板I和所述下支承板2之間設(shè)計(jì)安裝了一環(huán)布多金屬棒阻尼器5，金屬棒8為鉛棒或具有低屈服點(diǎn)及良好抗疲勞特性的金屬棒，該阻尼器依靠自身的剪切變形吸收、耗散地震能量，在水平面內(nèi)的各個(gè)方向都能起到減震的作用，同時(shí)兼具普通球型鋼支座和阻尼抗震支座的功能。
[0029]I)作為普通球型鋼支座使用:
[0030]球冠體3與支座承重體4之間通過四氟滑板7接觸，且接觸面為球面，球冠體3與上支承板I之間也通過四氟滑板7接觸，接觸面為平面，因此球冠體3連同上支承板I可在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，球冠體3與上部梁體之間產(chǎn)生一小幅度的水平位移，球冠體3能在上支承板I的盆腔內(nèi)運(yùn)動(dòng)。所以該支座具有普通球型鋼支座需要具備的承重和能小幅轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，能當(dāng)普通球型鋼支座使用。
[0031]2)作為阻尼抗震支座使用:
[0032]由于上支承板I固定在梁底、下支承板2固定在墩頂或臺(tái)頂，在地震慣性力作用下，不管這個(gè)力來自何方，墩、梁之間就會(huì)產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，也即下支承板I和上支承板2之間產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，支座承重體4隨下支承板一起運(yùn)動(dòng)，這時(shí)環(huán)布多金屬棒阻尼器5受到剪切，產(chǎn)生剪切變形，從而耗散、吸收地震能量，該支座能抵御水平面內(nèi)各個(gè)方向的地震，故能當(dāng)阻尼抗震支座使用。
[0033]本發(fā)明的安裝方法如下:
[0034]I)、在墩頂和梁底分別預(yù)埋螺栓、安裝下支承板2和上支承板I ;[0035]2)、安裝支座承重體4和球冠體3 ；
[0036]3)、安裝環(huán)布多金屬棒阻尼器5，環(huán)布多金屬棒阻尼器5可在工廠預(yù)制，為施工方便，同時(shí)也是為了更換組件方便，環(huán)布多金屬棒阻尼器的連接板可分成多個(gè)節(jié)段組合安裝，圖3中所示的連接板為4個(gè)節(jié)段組成；
[0037]4)、最后安裝防塵罩。
[0038]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬的【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)布多金屬棒鋼球型復(fù)合阻尼支座，包括上支承板(I)和下支承板(2)，所述上支承板(I)與下支承板(2)之間設(shè)有球冠體(3)、支座承重體(4)和阻尼器，所述球冠體(3)的球形面與支座承重體(4)的球形凹面相配合，所述球冠體(3)與上支承板(I)和支座承重體(4)之間均通過四氟滑板(7)滑動(dòng)接觸，其特征在于:所述阻尼器為環(huán)布多金屬棒阻尼器(5)，所述環(huán)布多金屬棒阻尼器(5)呈環(huán)狀布置在所述球冠體(3)和所述支座承重體(4)的外圍，所述環(huán)布多金屬棒阻尼器(5)包括多根金屬棒(8)和分別固定在所述上支承板(I)上、下支承板(2)上的兩個(gè)連接板(9)，所述多根金屬棒(8)呈環(huán)狀固定在所述兩個(gè)連接板(9)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)布多金屬棒鋼球型復(fù)合阻尼支座，其特征在于:所述多根金屬棒(8)呈環(huán)狀豎向固定或錯(cuò)位固定在所述兩個(gè)連接板(9)之間，所述金屬棒(8)上下兩端與兩個(gè)連接板(9)之間均通過焊接連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)布多金屬棒鋼球型復(fù)合阻尼支座，其特征在于:所述金屬棒(8)為具有低屈服點(diǎn)及良好抗疲勞特性的金屬棒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)布多金屬棒鋼球型復(fù)合阻尼支座，其特征在于:所述金屬棒⑶為鉛棒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)布多金屬棒鋼球型復(fù)合阻尼支座，其特征在于:所述連接板(9)為整體環(huán)狀結(jié)構(gòu)或由多節(jié)段拼接成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的環(huán)布多金屬棒鋼球型復(fù)合阻尼支座，其特征在于:所述由多節(jié)段拼接成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的連接板(9)為封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)或節(jié)段與節(jié)段之間留有空隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)布多金屬棒鋼球型復(fù)合阻尼支座，其特征在于:所述球冠體(3)支承于所述支座承重體(4)的球形凹面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)布多金屬棒鋼球型復(fù)合阻尼支座，其特征在于:還包括防塵罩出)，所述防塵罩(6)上下兩端分別與所述上支承板(I)和下支承板(2)連接。
【文檔編號(hào)】E01D19/04GK103726574SQ201310750565
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】萬維東 申請人:萬維東