专利名称：可限位的组装式橡胶隔震垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可限位的组装式橡胶隔震垫。
背景技术：
地震给各种建筑结构及设备带来严重破坏，将导致整个社会生活陷入瘫痪。基础 隔震技术是目前工程中应用最多的一种减震控制技术，它是20世纪60年代出现的一项新 技术。基础隔震可以分为夹层橡胶垫隔震装置、铅芯橡胶支座、滚珠(或滚轴)隔震、悬挂 基础隔震、摇摆支座隔震、滑动支座隔震等多种，其中橡胶支座隔震技术是隔震技术中应用 最广、技术最成熟的一种，它具有减震机理明确、减震效果显著、施工与安装方便等特点，而 且已有多项工程在实际地震中经受考验，正受到越来越多国家的重视。隔震结构是通过隔震层将地震作用隔离从而保护上部结构的一种被动减震结构 形式。隔震结构主要是通过延长结构的基本周期而使得进入上部结构的加速度大大降低， 从而达到隔离地震的目的。
世界上首座使用铅芯橡胶支座的建筑是1971年在新西兰建造的惠灵顿William Clayton大楼，这是一座四层高的钢筋混凝土结构办公楼，紧靠惠灵顿断层。1972年日本建 成第一座现代隔震建筑，是一座两层民宅。1975年，美国建成的加州圣丁司法事物中心是美 国的第一座隔震建筑，也是世界上第一座采用高阻尼橡胶隔震支座的建筑。如今铅芯橡胶垫的优点已得到广泛的认同，许多国家都采用这项技术设计建造楼 房、桥梁等建筑物。现在，日本基础隔震建筑不仅用于中层、低层，而且随着对基础隔震高层 和超高层建筑的需求，日本近期建成或正在建造一批基础隔震高层和超高层建筑，如东京 杉并花园城、大阪DT办公楼、大阪楠叶塔楼城。联合国工业发展组织(UNIDO)将它列入了 发展中国家低价格住房天然橡胶隔震系统研究项目，在中国的广东汕头、印度尼西亚的爪 哇岛、意大利的Reggio Calabria和智利的圣地亚哥各建成示范性房屋。铅芯橡胶垫还被 用于建筑物的加固。美国犹他州盐湖政府大楼是一所建于1794年的五层无配筋砖石结构 建筑，离Wasatch断层只有3km，很容易为地震所破坏。该楼就采用了在基础下组合安装合 成橡胶支座与铅芯橡胶支座隔震的加固方案。新西兰议会大楼是用铅心橡胶垫加固建筑物 的另一个重要例子。进入20世纪70年代，隔震研究逐渐在我国得到重视，夹层橡胶垫技术逐渐为众 多学者认识研究。同时，针对我国的国情，研究的重点集中在以砌体结构为主要应用对象 的隔震结构上。橡胶支座技术应用情况有1993年在河南安阳用自主开发的铅芯橡胶支 座建造的一座底框住宅楼。1994年，又在四川冕宁建成一座八层框架隔震综合楼。1995 年 1996年又陆续在广东、云南、四川、陕西等地兴建了一批隔震建筑。从1995年开始，橡 胶支座隔震建筑开始在各地推广，建筑面积明显增加。这些隔震建筑取得了较好的效果。 GB5001122001建筑抗震设计规范的第十二章对隔震结构做了较为详尽的规定。可以看出，采用橡胶隔震支座的隔震体系在试验与理论研究及工程应用方面正在 世界多个国家迅速发展，这种隔震体系主要采用橡胶隔震支座作为隔震装置，单独或与阻尼器共同作用，形成有效隔震层，吸收并消耗地震能量。但是目前的橡胶隔震支座是针对特定结构或设备进行单独设计，没有考虑到结构 或设备的类型及构造的多样性，因此有必要提出一种成本低，能批量生产，可以针对不同的 结构或设备进行组装，而且还可以限制结构或者设备在罕遇地震下位移的隔震系统。
发明内容
基于目前现有的橡胶隔震垫类型，本发明的目的在于提出一种可限位的组装式橡 胶隔震垫。本发明制作标准化，连接方式简单，现场组装方便，并可以起到很好的抗震效果， 特别是在罕遇地震下，还可以有效防止结构或设备的位移过大。本发明提出的可限位的组装式橡胶隔震垫，包括上端板1、限位棒2、钢板3、下端 板4和橡胶隔震单元5，其中钢板3依次叠放组成中间叠层钢板，中间叠层钢板的中心开有限位孔7，中间叠层 钢板中心对称布置有螺栓孔6，相邻的钢板3之间设有橡胶隔震单元5，橡胶隔震单元5位 于该螺栓孔6处；上端板1的四周布置有锚栓孔，按中心对称布置有螺栓孔6，橡胶隔震单元5位于 该螺栓孔6处；下端板4的中心开有螺孔9，四周布置有锚栓孔8，按中心对称布置有螺栓孔6 ；限位棒2 —端依次插入中间叠层钢板3的限位孔和下端板4的螺孔；螺栓依次插入上端板1的螺栓孔、中间叠层钢板的螺栓孔和下端板4的螺栓孔。本发明中，限位棒2与中间叠层钢板的限位孔孔壁之间留有一定的间隙。本发明中，限位棒2另一端与下端板4底部之间留有一定间隙。本发明中，下端板4中部的螺孔直径与限位棒2底部截面大小一致。本发明中，限位棒2截面由下向上逐渐变小。本发明中，橡胶隔震单元5可以进行标准化批量生产，不需特别定制，成本较低。 中间叠层钢板以及上、下端板的形状可以根据变压器的尺寸及结构选用不同的形状和标 准，限位棒的高度也是根据需要选用。本发明中，每两层钢板之间安装若干个橡胶隔震单元，排列方式为中心对称，通过 螺栓固定；中部叠层钢板中部开有圆孔，称之为限位孔，限位孔半径减去限位棒在与该层钢 板对应高度的半径，则为隔震垫最大可以发生的侧移；限位棒截面由下向上逐渐变小，并与 开孔之间有适度的间隙，限位棒的直径和取材主要取决于结构或设备在罕遇地震作用下所 受的底部剪力大小。与现有技术相比，本发明具有有益的效果是，本发明采用组装方式，可以标准化生 产，成本低，不需要对每个结构或设备进行具体分析，再去定制隔震垫，有利于推广通过；另 外加入限位单元，可以防止结构或设备产生过大位移。
图1是可限位的组装式橡胶隔震垫的下端板平面图。图2是可限位的组装式橡胶隔震垫的层叠钢板平面图。 图3是可限位的组装式橡胶隔震垫的上端板平面图。
图4是可限位的组装式橡胶隔震垫组装后的结构图示。其中(a)为下端板固定 限位棒的结构图示，(b)为去掉上端板的橡胶隔震垫结构图示，(c)为可限位的组装式隔震 垫的整体结构图示。图中标号1为上端板，2为限位棒，3为钢板，4为下端板，5为橡胶隔震单元，6为 螺栓孔，7为限位孔，8为锚栓孔，9为下端板上的螺孔。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的具体实施方式
做以进一步的说明。实施例1 如图1所示，在可限位的组装式橡胶隔震垫中，下端板4呈八角形结构， 其边上对称分布的四个锚栓孔6，用来和基础锚固；另外的四组按对称中心分布的螺栓孔 用来固定橡胶隔震单元5 ；下端板的中心位置有一个螺孔9，用来固定限位棒2，该螺孔9面 积与限位棒2底部截面大小一致。如图2所示，在可限位的组装式橡胶隔震垫中，中间叠层钢板是由若干钢板3依次 叠加而成，每两层钢板3之间安装有橡胶隔震单元5，每块钢板3上均有有四组螺栓孔用来 固定高阻尼的橡胶隔震单元5 ；中间部分的开孔即为限位孔7，以容纳隔震垫在多遇地震下 的水平位移。如图3所示，在可限位的组装式橡胶隔震垫中，上端板1呈八角形结构，其边上对 称分布的四个锚栓孔6，用来和结构或设备底部锚固；另外的四组按对称中心分布的螺栓 孔用来固定高阻尼的橡胶隔震单元5 ；上端板1与下端板4的区别在于中央无安装限位棒2 的螺孔。如图4所示，在可限位的组装式橡胶隔震垫中，下端板4中央固定限位棒2，限位 棒2的外边缘与中间叠层钢板上的限位孔7孔壁之间有一定距离，而且限位棒2的顶端与 上端板1之间有空隙，以容纳由于结构或设备自重造成橡胶垫竖向变形；中间叠层钢板的 组装都是重复工作。中间叠层钢板上的限位孔7孔壁与限位棒2外边缘的间隙大小可以根据隔震层在 多遇地震作用下的最大水平位移取值，并不超过设备在地震中所能承受的最大位移。由于中间叠钢板上限位孔7与限位棒2之间存在间隙，在多遇地震作用下，隔震层 水平位移小于该间隙时，限位棒2不起作用，此时隔震层的水平刚度较小，隔震结构自振周 期较大，上部结构可得较好的减 震效果。在罕遇地震作用下，隔震层水平位移大于孔壁与限 位棒2之间的间隙时，限位棒2与中间叠层钢板接触，限位棒2受力弯曲，成为悬臂弯曲结 构，提供水平阻尼力，限制隔震垫继续发生水平位移。
权利要求
一种可限位的组装式橡胶隔震垫，包括上端板(1)、限位棒(2)、钢板单元(3)、下端板(4)和橡胶隔震单元(5)，其特征在于钢板单元(3)依次叠放组成中间叠层钢板，中间叠层钢板的中心开有限位孔(7)，中间叠层钢板中心对称布置有螺栓孔(6)，相邻的钢板(3)之间设有橡胶隔震单元(5)，橡胶隔震单元(5)位于该螺栓孔(6)处；中间叠层钢板的顶部放置有上端板(1)，底部放置有下端板(4)，上端板(1)和下端板(4)的四周开有锚栓孔(8)和螺栓孔(6)，中间叠层钢板与上下端板之间设有橡胶隔震单元(5)，橡胶隔震单元(5)位于该螺栓孔(6)处；下端板(4)的中心开有螺孔(9)，限位棒(2)一端依次插入中间叠层钢板(3)的限位孔(7)和下端板(4)的螺孔，并固定于下端板(4)。
2.根据权利要求1所述的可限位的组装式橡胶隔震垫，其特征在于限位棒)2)与中间 叠层钢板的限位孔(7)孔壁之间留有一定的间隙。
3.根据权利要求1所述的可限位的组装式橡胶隔震垫，其特征在于限位棒(2)的一端 与上端板(1)底部之间留有一定间隙。
4.根据权利要求1所述的可限位的组装式橡胶隔震垫，其特征在于下端板(4)中心的 螺孔直径与限位棒(2)底部截面大小一致。
5.根据权利要求1所述的可限位的组装式橡胶隔震垫，其特征在于限位棒(2)截面由 下向上逐渐变小。
全文摘要
本发明涉及一种可限位的组装式橡胶隔震垫，包括有限位棒、小型橡胶隔震单元、叠层钢板和端板，每两层钢板之间固定若干个小型橡胶隔震单元，限位棒为截面渐变的软钢棒，其截面大的一端固定在下端板上，从下至上依次穿过中间叠层钢板上的限位孔。本发明具有结构尺寸可变、耗能能力可调、适用范围广、制造工艺简单、运输方便和应用灵活的优点，适合工厂标准化大批量生产和现场按需选配安装，可适用于结构及设备抗震，尤其是一些负载小、现场调试频繁的特种工业设备的抗震、减震及隔震。
文档编号E04H9/02GK101839026SQ20101011744
公开日2010年9月22日 申请日期2010年3月4日 优先权日2010年3月4日
发明者朱瑞元, 谢强 申请人:同济大学