一种可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座的制作方法

本发明涉及建筑、桥梁工程技术领域，涉及一种结构隔震支座，特别是一种可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座。

背景技术：

摩擦摆支座以其良好的减隔震性能、大承载能力、大位移能力、可自复位及寿命长等特点，在建筑、桥梁工程领域得到了比较广泛的应用。

摩擦摆支座是依靠双凸球冠在上支座板和下支座板间的球面配合，进行转动、滑移，来实现支座的正常功能和减隔震功能；摩擦摆支座区分为固定支座，单向活动支座、双向活动支座，固定支座和单向活动支座的非滑移方向设置限位装置，当发生地震时，水平力达到预设值时，限位装置失效，支座可在各个方向发生滑动，利用简单的钟摆机理延长上部结构的自振周期，以减少地震力向上部结构传递，滑移时利用摩擦阻尼耗散部分地震能量，减小结构的地震反应，保护结构安全，支座在地震后，可以通过上部结构的自重进行自动复位。

目前，常用的限位装置摩擦摆支座存在的问题是：

1．原来的摩擦摆支座仅仅依靠摩擦副的摩擦阻尼耗散地震能量，耗能能力有限，无法保证大地震时结构的安全；若采用增大摩擦系数的方法提高支座的耗能水平，将减弱震后结构的复位能力，造成支座残余位移增大，结构错位影响使用；

2．有的采用限位装置的支座但限位装置直接与支座本体锚固，失效后无法单独进行更换，或者需将支座取下进行更换，对于一些大型桥梁结构或多跨连续梁，技术复杂、难度大、费用高，甚至是不可能进行更换；

3．公告号为“cn201710042257.7、发明名称为“摩擦摆支座及其抗剪限位销的更换方法”的发明专利申请，其抗剪限位销虽活动安装，地震时，抗剪限位销被剪断后，上下段分离，地震后，将固定件从支座上拆卸，即可取出断裂的抗剪限位销进行更换，再将固定件回装，即实现摩擦摆支座的结构更换；但该专利申请仍然存在零部件多、结构复杂、拆卸更换麻烦的问题，而且其抗剪限位销仅为一级耗能装置，抗震效果不够理想。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：针对现有的摩擦摆支座存在的缺点提供一种可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座，以克服已有技术所存在的上述不足。

为解决上述技术问题本发明采取的技术方案是：

一种可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座，包括上座板、双凸球冠、下座板和限位装置，所述限位装置设在上座板底部的非滑移方向端，支座的上座板在非滑移方向不能发生滑动；

所述限位装置为可更换限位装置，包括过渡板、限位板、剪切销和至少一级耗能螺栓，所述过渡板镶嵌在上座板底部的凹槽内并通过紧固螺钉紧固，限位板通过剪切销连接在过渡板底面，所述耗能螺栓设在限位板位于剪切销内侧或外侧的安装孔位内并与过渡板连接，耗能螺栓与限位板的安装孔位之间留有间隙，间隙随耗能螺栓的级数逐级增大，即下一级耗能螺栓与孔位之间的间隙比上一级耗能螺栓与孔位之间的间隙大；

所述剪切销和耗能螺栓的数量根据支座的及建筑结构的实际情况而定，一般为2颗到999颗之间。

其进一步的技术方案是：

所述可更换限位装置只包括一级耗能螺栓：第一级耗能螺栓，所述第一级耗能螺栓设在限位板位于剪切销内侧或外侧的安装孔位内并与过渡板连接，第一级耗能螺栓与限位板的安装孔位之间留有间隙ⅰ。

其另进一步的技术方案是：

所述可更换限位装置包括两级耗能螺栓：第一级耗能螺栓和第二级耗能螺栓，所述第一级耗能螺栓和第二级耗能螺栓依次设在限位板位于剪切销内侧或外侧的安装孔位内并与过渡板连接，第一级耗能螺栓和第二级耗能螺栓与限位板的安装孔位之间留有间隙，第二级耗能螺栓与限位板的安装孔位之间的间隙ⅱ比第一级耗能螺栓与限位板的安装孔位之间的间隙ⅰ大。

更进一步：

所述限位装置设在上座板底部的左右两端或前后两端，此时支座的上座板在左右方向或前后方向不能发生滑动，所述可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座为单向活动支座。

所述限位装置设在上座板底部的前后左右四周，此时支座的上座板在前后左右方向均不能发生滑动，所述可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座为固定支座。

由于采用上述结构，与现有技术相比，本发明之一种可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座，具有以下有益效果：

1．本发明之限位装置为可更换限位装置，地震发生时剪切销和耗能螺栓被剪断，地震后，支座复位，只需将紧固螺钉取出，拆除过渡板，重新安装上限位装置即可，更换方便，省时省力，工效高，费用少，而且不影响结构的正常使用；

2．一种可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座，其限位板与过渡板之间连接有至少一级耗能螺栓，常规工况下，水平力较小时，限位装置发挥限位功能，上座板在非滑移方向不能发生滑动；

当发生地震时，水平力达到剪切销的剪断力预设值时，剪切销剪断，耗散部分地震能量，此时，上座板发生滑动，滑动的同时利用简单的钟摆机理延长上部结构的自振周期，减少地震力向上部结构传递，当滑动到达设定的位移后（超出第一级耗能螺栓与限位板的孔位之间的间隙），第一级耗能螺栓被剪断，实现再次耗散地震能量，上座板继续滑动到设定的位移后（超出第二级耗能螺栓与限位板的孔位之间的间隙），第二级耗能螺栓被剪断，第三次耗散地震能量，通过多级剪切耗散部分地震能量，减小结构的地震反应，从而有效保护结构安全，支座在地震后，可以通过上部结构的自重进行自动复位。

下面，结合附图和实施例对本发明之一种可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1～图2为实施例一之一种可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座的结构示意图：

图1为主视图（剖视），图2为图1之仰视图；

图3为实施例二之一种可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座的结构示意图（仰视图）；

图4～图6为限位板与过渡板连接结构示意图（一级耗能螺栓）：

图4为仰视图，图5为图4之a-a剖视图，图6为图4之b-b剖视图；

图7～图9为限位板与过渡板连接结构示意图（两级耗能螺栓）：

图7为仰视图，图8为图7之c-c剖视图，图9为图7之d-d剖视图；

图中：

1—下座板，2—双凸球冠，3—上座板，4—紧固螺钉，5—过渡板，6—限位板，7—剪切销，8—第一级耗能螺栓，81—间隙ⅰ，9—第二级耗能螺栓，91—间隙ⅱ，10—锚固套筒。

具体实施方式

实施例一

一种可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座（参见附图1和2），包括上座板3、双凸球冠2、下座板1和限位装置；所述限位装置设在上座板底部的左右两端或前后两端，此时支座的上座板在左右方向或前后方向不能发生滑动，所述可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座为单向活动支座。

所述限位装置为可更换限位装置，包括过渡板5、限位板6、剪切销7和一级耗能螺栓，所述过渡板镶嵌在上座板底部的凹槽内并通过紧固螺钉4紧固，限位板6通过剪切销7连接在过渡板底面；

所述一级耗能螺栓为第一级耗能螺栓8，所述第一级耗能螺栓设在限位板位于剪切销内侧的安装孔位内并与过渡板连接，第一级耗能螺栓与限位板的安装孔位之间留有间隙ⅰ81。

所述剪切销和耗能螺栓的数量根据支座的及建筑结构的实际情况而定，一般为2颗到999颗之间。

实施二

一种可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座，其结构与实施例一基本相同，包括上座板3、双凸球冠2、下座板1和限位装置，所不同的是：所述限位装置设在上座板底部的的前后左右四周，此时支座的上座板在前后左右方向均不能发生滑动，所述可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座为固定支座（参见附图3）。

实施三

一种可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座，其结构与实施例一基本相同，所不同的是：

所述可更换限位装置包括两级耗能螺栓：第一级耗能螺栓8和第二级耗能螺栓9，所述第一级耗能螺栓和第二级耗能螺栓依次设在限位板位于剪切销内侧的安装孔位内并与过渡板连接，第一级耗能螺栓与限位板的安装孔位之间留有间隙ⅰ81，第二级耗能螺栓与限位板的安装孔位之间留有间隙ⅱ，第二级耗能螺栓与限位板的安装孔位之间的间隙ⅱ比第一级耗能螺栓与限位板的安装孔位之间的间隙ⅰ大（参见附图7和8）。

实施四

一种可更换限位装置的多级耗能摩擦摆支座，其结构与实施例二基本相同，所不同的是：

所述可更换限位装置包括两级耗能螺栓：第一级耗能螺栓8和第二级耗能螺栓9，所述第一级耗能螺栓和第二级耗能螺栓依次设在限位板位于剪切销内侧的安装孔位内并与过渡板连接，第一级耗能螺栓与限位板的安装孔位之间留有间隙ⅰ81，第二级耗能螺栓与限位板的安装孔位之间留有间隙ⅱ，第二级耗能螺栓与限位板的安装孔位之间的间隙ⅱ比第一级耗能螺栓与限位板的安装孔位之间的间隙ⅰ大（参见附图7和8）。

作为上述实施例的变换：

所述耗能螺栓也可设在限位板位于剪切销外侧的安装孔位内。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步说明，不能认定本发明的具体实施只局限于此，对于本发明所属技术领域，在不脱离本发明构思的前提下，做出简单推演或替换，上述机构都应当视为本发明的保护范围。