一种铅芯波纹钢管约束橡胶支座的制作方法

本发明涉及一种用于建筑工程中的隔震支座，尤其是一种可用于抗震设防地区建筑物隔震设计的铅芯波纹钢管约束橡胶支座，属于建筑工程技术领域。

背景技术：

我国是一个地震多发的国家，现阶段应用最广泛的结构抗震手段是通过结构自身的抗震性能来抵抗预估的地震作用。但在强烈地震作用下，结构可能发生不可修复的破坏，并造成重大的经济损失或者人员伤亡。隔震体系通过在基础和上部结构之间设置隔震系统来吸收并耗散地震能力，减小输入上部结构的地震作用，可以有效抵御地震灾害。

目前，最为常用的铅芯橡胶支座由上下连接钢板和叠放在连接钢板之间的橡胶片构成，在连接钢板和橡胶片的中心填充有铅芯，多层橡胶片中夹插钢片，具有竖向刚度稳定、水平刚度满足常规位移需求、铅芯阻尼效果好等优点，在隔震设计中得到了较为广泛的应用。但由于橡胶与外部环境直接接触，容易产生耐久性问题，且周围橡胶对中心的铅芯约束作用有限，使其耗能能力不能稳定发挥。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种铅芯波纹钢管约束橡胶支座，该支座能够提高橡胶的耐久性、纵向刚度和变形能力，还能提高铅芯的抗震耗能能力。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括下连接钢板、上连接钢板和贯通设于二者中心的铅芯，在所述的下连接钢板和上连接钢板之间还同轴设有内层波纹钢管和外层波纹钢管，铅芯同时置于内层波纹钢管的空腔内，在外层波纹钢管和内层波纹钢管之间还填充有橡胶夹层。

相比现有技术，本发明的一种铅芯波纹钢管约束橡胶支座具有如下有益效果：

1、本发明的内层波纹钢管和外层波纹钢管通过下部的下连接钢板定位，可以保证橡胶夹层在内层波纹钢管和外层波纹钢管间的设计厚度；

2、本发明内层波纹钢管和外层波纹钢管的波纹与橡胶夹层相互咬合，从而保证了对橡胶夹层的有效约束；进而可以对内置铅芯提供有效的约束，提高其抗震耗能能力；

3、本发明的内层波纹钢管和外层波纹钢管以及内置铅芯可以对橡胶夹层提供环向约束或支撑，提高橡胶的纵向刚度和变形能力；同时，通过调整内层波纹钢管和外层波纹钢管的截面以及橡胶夹层的厚度可以有效地保证支座的水平隔震特性和复位特性；

4、本发明整体构造简单，施工方便，具有较好的竖向承载特性、水平变形能力和抗震耗能能力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一个实施例的全剖视图。

图2是本发明另一个实施例的全剖视图。

图3是图1和图2中a-a处的剖视图。

图中：1、下连接钢板，2、外层波纹钢管，3、橡胶夹层，4、内层波纹钢管，5、铅芯，6、上连接钢板，7、焊缝。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1：

结合图1和图3具体说明本实施例。本实施例中的一种铅芯波纹钢管约束橡胶支座，设置于房屋基础、底部或下部结构与上部结构之间，包括下连接钢板1、外层波纹钢管2、橡胶夹层3、内层波纹钢管4、铅芯5和上连接钢板6。下连接钢板1用于本发明支座与结构基础、底部或下部结构进行连接，内层波纹钢管4同轴装在外层波纹钢管2内，且内层波纹钢管4的上端为圆筒形并插设在上连接钢板6的中心孔内，内层波纹钢管4的下端以及外层波纹钢管2的上下两端分别与下连接钢板1和上连接钢板6的内表面采用焊缝7连接，橡胶夹层3填充于外层波纹钢管2和内层波纹钢管4之间，铅芯5置于内层波纹钢管4的空腔内，上连接钢板6与上部结构进行连接。

在本实施例中，下连接钢板1、上连接钢板6、外层波纹钢管2和内层波纹钢管4所用钢材的强度等级均可为q235、q345、q390、q420或q460。外层波纹钢管2和内层波纹钢管4采用平螺纹管或螺旋波纹管，其螺纹或波纹形状可以保证钢管和填充橡胶的咬合，从而保证后期受力时对夹层橡胶3的约束作用。橡胶夹层3可以不设置夹层钢板也可以设置夹层钢板，当设置夹层钢板时，夹层钢板与内外波纹钢管间应留有间隙。内层波纹钢管4中填充的铅芯5，可以为内层波纹钢管4提供支撑，从而避免由于内层波纹钢管4变形导致隔震支座的承载力降低，铅芯5可以灌注。优选地，外层波纹钢管2和内层波纹钢管4为整管，可以避免由于分段连接可能产生的缺陷。本实施的进一步优化设计是，外层波纹钢管2和内层波纹钢管4均为镀锌波纹钢管，可以有效避免恶劣环境对隔震支座中钢管的腐蚀，并有效防止橡胶夹层3的老化，确保隔震支座的耐久性满足要求。

本实施例的制造工艺如下：

内层波纹钢管4、外层波纹钢管2、上连接钢板1和下连接钢板6按照设计尺寸放样后，将内层波纹钢管4、外层波纹钢管2同轴定位于下连接钢板1的中心位置，并与下连接钢板1采用焊缝7连接，然后在内层波纹钢管4内灌注铅芯5，之后在外层波纹钢管2和内层波纹钢管4之间加入橡胶形成橡胶夹层3，再将外层波纹钢管2和上连接钢板6采用焊缝7连接后，形成本发明实施例1的一种铅芯波纹钢管约束橡胶支座。

实施例2：

结合图2和图3，本实施例与实施例1的区别仅在于，所述内层波纹钢管4的上下端以及外层波纹钢管2的上下端分别与下连接钢板1和上连接钢板6的内表面采用点焊定位。

其制造工艺的区别在于：将外层波纹钢管2和内层波纹钢管4同轴定位于下连接钢板1的中心位置后，二者都与下连接钢板1采用点焊定位，然后在内层波纹钢管4内灌注铅芯5，之后在外层波纹钢管2和内层波纹钢管4之间加入橡胶，再将外层波纹钢管2和内层波纹钢管4都与上连接钢板6点焊。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
一种铅芯波纹钢管约束橡胶支座，包括下连接钢板、上连接钢板和贯通设于二者中心的铅芯，在所述的下连接钢板和上连接钢板之间还同轴设有内层波纹钢管和外层波纹钢管，铅芯同时置于内层波纹钢管的空腔内，在外层波纹钢管和内层波纹钢管之间还填充有橡胶夹层。本发明可以为橡胶提供环向约束和防护，提高其耐久性，钢管和橡胶对铅芯的约束作用则可以保证铅芯耗能能力的稳定发挥，整体构造简单，施工方便，具有较好的竖向承载特性、水平变形能力和抗震耗能能力。

技术研发人员：李贤;周涛;赵雨薇;孙晓栋;李世博;苑东瑞;苏蓉;马梦婷
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2018.11.12
技术公布日：2019.04.19