专利名称：一种改进型抗拉叠层橡胶隔震支座的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于抗震(或振)的建筑构件，具体涉及一种叠层橡胶隔震 支座。
技术背景 叠层橡胶隔震支座是防震动工程中常用的二维隔震构件，该构件主要是在上下连 接板间模压硫化一橡胶与钢板交替叠合层构成。这种叠层橡胶隔震支座不仅可承载建筑物 等恒定载荷，而且具有良好的水平变形能力和阻尼耗能能力，因此可有效地把建筑物与地 震的水平作用隔开。但是，现有的叠层橡胶隔震支座的抗拉能力相对较差，很难满足高层建 筑的隔震的要求，因为地震本身具有多维特性，尤其是位于地震的高烈度区很容易造成高 层建筑摇摆甚至倾覆，要求隔震支座能承受巨大的拉力。拉伸应力在某一数值前支座表现 为弹性，超过这一数值，则表现为屈服，过屈服点后，虽外观未见损伤，但内部由于受拉伸变 形作用会产生许多空孔，严重时会出现橡胶层断裂或橡胶/钢板界面粘合破坏。国知局2007年8月29日授权公告了“一种具有抗拉作用的叠层橡胶隔震支 座”(授权公告号为CN200940296)的实用新型专利，该专利方案的特征是在橡胶垫体内绕 对称中心线环形均布至少三只柔性抗拉构件，该柔性抗拉构件的中部弯曲置于橡胶垫的中 心孔内，两头固定在橡胶垫的上下两端面上，并要求柔性抗拉构件的伸展长度不大于橡胶 垫的拉伸弹性变形量。上述实用新型方案虽然既可提高高层建筑物的抗摇摆甚至倾覆的 能力，还可可有效地保护橡胶垫和隔震支座的整体结构不被破坏，但是由于所述的柔性抗 拉构件为钢丝绳，因此明显存在下述不足1、钢丝绳的拉伸弹性变形量极小，当地震将建筑 物抛起或使之摇摆时无法产生阻尼耗能作用；2、钢丝绳是一种非弹性构件，其张紧程度很 难控制，紧了影响橡胶垫的剪切变形，松了会失去对橡胶垫受拉时的保护作用；3、由于受拉 的初期钢丝绳可自由伸展长度，整个支座的早期刚度是由叠层橡胶的材料的物理特性所决 定，因此无法根据实际需要对支座的早刚度进行预设调整，显然无法控制建筑物的风载反 应和抵抗微震动；4、当建筑物的位移量不在钢丝绳的拉伸弹性变形范围内时，无法给建筑 物的复位提供附加拉力，因此当建筑物质量较大时仅靠橡胶垫自身的刚度往往很难使建筑 物完全复位；5、钢丝绳设置在橡胶垫的中心孔内，当支座单边受拉时(如建筑物倾覆时)， 对受拉侧的叠层橡胶起不到保护作用，支座受拉侧的叠层橡胶仍有被撕裂的危险。
发明内容鉴于现有技术存在上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能为建 筑物复位提供附加拉力的改进型抗拉叠层橡胶隔震支座。本实用新型解决上述技术问题的技术解决方案是一种改进型抗拉叠层橡胶隔震支座，该支座包括上连接板、下连接板和夹持在上 下两连接板之间的叠层橡胶弹性体，其特征是，叠层橡胶弹性体的体内绕其垂直中心线均 布有若干个与所述中心线平行的柱形孔，每一柱形孔内设有一拉伸弹簧，每一拉伸弹簧两头对应位置的上连接板和下连接板上分别设有阶梯孔，绕制拉伸弹簧的螺旋体的钢丝分别向两头延伸至所述阶梯孔内，端头分别设一径向扩张的T形头，该T形头与所述阶梯孔动配 合将拉伸弹簧的螺旋体钩拉于上连接板和下连接板之间。本实用新型所述的隔震支座，其中，所述的柱形孔可以是圆柱形，也可是方柱形， 优选前者。为了避免隔震支座变形时叠层橡胶弹性体中的钢板抵到拉伸弹簧的螺旋体上而 影响拉伸弹簧的正常工作，所述的柱形孔的内径应大于拉伸弹簧的外径。本实用新型所述的隔震支座，其中，拉伸弹簧一头的T形头是由绕制拉伸弹簧的 钢丝头直接径向扩张形成，另一头的T形头是绕制拉伸弹簧的钢丝头上螺纹连接并固定一 沉头圆螺母构成。上述改进方案不仅便于拉伸弹簧的安装，而且可通过沉头圆螺母调整拉 伸弹簧预拉长度，进而使调整整个支座早期抗拉刚度变得更加便利。为了提高早期刚度，以控制建筑物风载反应和抵抗地基的微震动，本实用新型所 述改进型抗拉叠层橡胶隔震支座的叠层橡胶弹性体内还可增设若干根铅棒，该铅棒竖向横 穿所述的叠层橡胶弹性体并绕叠层橡胶弹性体的垂直中心线均勻分布。当所述的铅棒为一 根时，便将其设置在叠层橡胶弹性体中心。本实用新型所述的改进型抗拉叠层橡胶隔震支座可以是圆形的，也可以是矩形 的，即当叠层橡胶弹性体是圆柱形时，上下连接板可以是圆形的钢板，也可以是方形的钢 板；当叠层橡胶弹性体是方形时，上下连接板则是方形的钢板。由于本实用新型所述改进型抗拉叠层橡胶隔震支座在常见叠层橡胶隔震支座基 础上于叠层橡胶弹性体体内增设拉伸弹簧构成的，因此不仅显著提高了常见叠层橡胶隔震 支座的抗拉强度，而且利用拉伸弹簧的刚弹性为支座提供了使建筑物复位的附加拉力。此 外本实用新型较现有技术还具有以下突出的优点和显著的效果1、拉伸弹簧的拉伸弹性变 形量远大于叠层橡胶弹性体的拉伸弹性变形量，且其张力与变形量呈线性变化，不存在其 它不确定的因素，因此设计计算方便且容易使理论计算与实际效果一致；2、可通过调整拉 伸弹簧预拉伸程度来调整其预设拉应力，从而达到预设整个支座早期抗拉刚度的目的；3、 拉伸弹簧设置叠层橡胶弹性体的外围，当支座竖向受拉(如建筑物倾覆时)时，拉伸弹簧不 仅首先进入工作状态，且承载拉力最大，可有效保护中部的叠层橡胶弹性体。
图1 3为本实用新型所述改进型抗拉叠层橡胶隔震支座的一个具体实施例的结 构示意图，其中，图1为主视图(图2的A-A剖视)，图2为俯视图，图3为图1的B-B剖面 图。图4为本实用新型所述拉伸弹簧与上连接板或下连接板的连接结构的一个具体 实施例的结构示意图。图5和图6为本实用新型所述改进型抗拉叠层橡胶隔震支座的另一具体实施例的 结构示意图，其中，图5为主视图，图6为图5的C-C剖面图。图7 9为本实用新型所述改进型抗拉叠层橡胶隔震支座的再一具体实施例的结 构示意图，其中，图7为主视图，图8为俯视图，图9为图7的D-D剖面图。图10为本实用新型所述改进型抗拉叠层橡胶隔震支座的又一具体实施例的横截 面结构示意图。[0017]图Ila Ild为本实用新型所述改进型抗拉叠层橡胶隔震支座在各种受力状态下 拉伸弹簧的工作状态，其中，图Ila为自然状态，图lib为剪切受拉状态，图Ilc为受压状 态，图Ild为竖向受拉状态。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步详细描述，以便公众更好地掌握本实用新 型的实施手段，充分理解本实用新型所具有的有益效果，但本实用新型不受所述实施例限 制。参见图1 3，整个支座由叠层橡胶弹性1、上连接板2、下连接板3和六只拉伸弹 簧4组成，其中，叠层橡胶弹性1夹持在上连接板2和下连接板3中间。上述夹持在上连接 板2和下连接板3中间的叠层橡胶弹性1由一层橡胶1-1与一钢板1-2交替叠合后模压硫 化构成，在模压硫化的过程中其周边自然形成橡胶保护层1-3 ；所述叠层橡胶弹性1的中心 设有中心孔5，环绕中心孔5的轴线均勻分布有直径较拉伸弹簧4外径大20mm的横截面为 圆的柱形孔10，每一柱形孔10内设有一拉伸弹簧4 ；所述的叠层橡胶弹性1中，位于叠层橡 胶弹性1上下两头的钢板1-2较中间的厚，以便于设置螺孔采用螺钉7分别与上连接板2 和下连接板3固定连接。与拉伸弹簧4两头对应位置的上连接板2和下连接板3上分别设 有阶梯孔6，绕制拉伸弹簧4的钢丝分别向两头延伸至所述阶梯孔6内，端头设有一径向扩 张的T形头4-2，该T形头4-2与所述阶梯孔6动配合将拉伸弹簧4的螺旋体4_1钩拉于上 连接板2和下连接板3之间。参见图5和图6，本例是在图1 3所示实施例的基础增设铅棒8获得。具体改进 方法是将图1 3所示实施例中的中心孔5的孔径扩展并压入铅棒8，其它结构与图1 3 所示实施例相同。参见图7 9，本例为一种矩形结构的支座，该支座是图5和6所示实施例的一种 变形产品，它与图5和6所示实施例不同之处在于，上连接板2和下连接板3均为矩形钢板， 叠层橡胶弹性1为一种横截面为矩形的六面体，该六面体的体内除中心孔5外，还设有八个 横截面为圆的柱形孔10，八个柱形孔10绕中心孔5的轴线均勻分布并与中心孔5共同形成 一 3X3的点阵，每一柱形孔10内设有一拉伸弹簧4。参见图10，本例是在图7 9所示实施例的基础上作下述两点变化形成的，其一是 将铅棒8由一根增加至四根，并绕横截面为矩形的叠层橡胶弹性1的垂直中心线对角分布， 其二是八个柱形孔10的横截面为边长较拉伸弹簧4外径大15mm的正方形。上述图1 3、图5和图6、图7 9及图10所示实施例中的拉伸弹簧4还可采用 图4所示的改进方案，该方案具体是位于下连接板3的阶梯孔6内的T形头4-2是由绕制 拉伸弹簧4的钢丝头直接径向扩张形成，位于上连接板3的阶梯孔6内的T形头4-2是在 所述钢丝头部螺纹连接一沉头圆螺母9构成。为了防止沉头圆螺母年久松动，将它与绕制 拉伸弹簧4的钢丝头螺纹连接并调整到预拉伸所需程度后再焊死。拉伸弹簧4是完成本实用新型发明任务的核心构件，以下结合图Ila Ild和图 4简要介绍其工作原理，以便公众更好地理解本实用新型所能达到的技术效果。参见图Ila和图4，装配时拧动上连接板3的阶梯孔6内的沉头圆螺母9，将拉伸 弹簧4的拉应力调整到设计值，然后将沉头圆螺母9与绕制拉伸弹簧4的钢丝头焊死。此时，在分布于叠层橡胶弹性1体内的拉伸弹簧4的共同作用下，整个隔震支座便获得所需要 的早期拉伸刚度。参见图11b，当地震所产生的强大剪力传递到上连接板2和下连接板3 时，拉伸弹簧4便随上连接板2和下连接板3的相对位移而倾斜并拉长，一旦外力撤消，拉 伸弹簧4的内张力便作用在上连接板2和下连接板3上，为建筑物复位提供拉力。参见图 Ilc和图lld，当地震使建筑物上下震动或左右摇摆时，整个隔震支座必然交替受拉、受压。 如果受压，尽管叠层橡胶弹性1被压缩而缩短，但由于T形 头4-2与阶梯孔6是动配合，因 此压力全部由叠层橡胶弹性1承担(见图lie)；一旦受拉，在T形头4-2的作用下，拉伸弹 簧4便立即进入工作状态，分担由上连接板2和下连接板3传递而来的拉力(见图lid)。
权利要求一种改进型抗拉叠层橡胶隔震支座，该支座包括上连接板(2)、下连接板(3)和夹持在上下两连接板之间的叠层橡胶弹性体(1)，其特征是，叠层橡胶弹性体(1)的体内绕其垂直中心线均布有若干个与所述中心线平行的柱形孔(10)，每一柱形孔(10)内设有一拉伸弹簧(4)，每一拉伸弹簧(4)两头对应位置的上连接板(2)和下连接板(3)上分别设有阶梯孔(6)，绕制拉伸弹簧(4)的螺旋体(4-1)的钢丝分别向两头延伸至所述阶梯孔(6)内，端头分别设一径向扩张的T形头(4-2)，该T形头(4-2)与所述阶梯孔(6)动配合将拉伸弹簧(4)的螺旋体(4-1)钩拉于上连接板(2)和下连接板(3)之间。
2.根据权利要求1所述的一种改进型抗拉叠层橡胶隔震支座，其特征是，所述的拉伸 弹簧(4) 一头的T形头(4-2)是由绕制拉伸弹簧(4)的钢丝头直接径向扩张形成，另一头的 T形头(4-2)是在绕制拉伸弹簧(4)的钢丝头上螺纹连接并固定一沉头圆螺母(9)构成。
3.根据权利要求1所述的一种改进型抗拉叠层橡胶隔震支座，其特征是，所述的柱形 孔(10)的内径应大于拉伸弹簧⑷的外径。
4.根据权利要求2所述的一种改进型抗拉叠层橡胶隔震支座，其特征是，所述的柱形 孔(10)的内径应大于拉伸弹簧⑷的外径。
5.根据权利要求1 4之一所述的一种改进型抗拉叠层橡胶隔震支座，其特征是，还包 括若干根铅棒(8)，该铅棒(8)竖向横穿叠层橡胶弹性体(1)，且绕叠层橡胶弹性体(1)的 垂直中心线均勻分布。
专利摘要本实用新型涉及一种改进型抗拉叠层橡胶隔震支座，该支座包括上连接板(2)、下连接板(3)和夹持在上下两连接板之间的叠层橡胶弹性体(1)，其特征是，其特征是，叠层橡胶弹性体(1)的体内绕其垂直中心线均布有若干个与所述中心线平行的柱形孔(10)，每一柱形孔(10)内设有一拉伸弹簧(4)，每一拉伸弹簧(4)两头对应位置的上连接板(2)和下连接板(3)上分别设有阶梯孔(6)，绕制拉伸弹簧(4)的螺旋体(4-1)的钢丝分别向两头延伸至所述阶梯孔(6)内，端头分别设一径向扩张的T形头(4-2)，该T形头(4-)与所述阶梯孔(6)动配合将拉伸弹簧(4)的螺旋体(4-1)钩拉于上连接板(2)和下连接板(3)之间。本实用新型所述的支座可为建筑物震后复位于提供附加拉力。
文档编号E04B1/36GK201593246SQ200920263450
公开日2010年9月29日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者吴从晓, 周云, 邓雪松, 邹征敏 申请人:广州大学