本发明为一种抗拔型三维橡胶摩擦摆隔震支座,具体为适用于桥梁及建筑结构隔震加固的构件。
背景技术:
传统摩擦摆支座通过摩擦耗能实现隔震功能。在传统的摩擦摆中,尽管其周期、侧向刚度、阻尼、位移能力等均能独立确定。但这些参数在各级地震动和位移下均为恒值,不利于实现灵活的设计以及小震、中震和大震下的多重性能目标。为解决该问题,国外设计出多重摩擦摆支座。但是多重摩擦摆支座由于构造形式复杂,力学性能稳定性有待研究。
由于传统摩擦摆支座是由凹面盘及中间轴承叠在一起,竖向无法提供拉力,力学性能不稳定。当发生水平位移时,容易出现倾覆现象,造成摩擦摆支座失效,无法起到隔震效果,容易对支座及隔震结构造成巨大的损失。同时传统摩擦摆支座无法隔离竖向地震动,限制了摩擦摆支座的广泛应用。
工程中要求隔震支座力学性能稳定。而传统的摩擦摆支座存在这些问题影响支座的力学性能。从而需要提出一种新型三维抗拔橡胶摩擦摆隔震支座,以便于提高支座的稳定性,满足实际工程应用于推广。
技术实现要素:
技术问题:本发明提供一种抗拔型三维橡胶摩擦摆隔震支座,能够提高传统摩擦摆支座力学性能,不仅可以提供多阶段水平隔震能力,还可以隔离竖向地震动。同时可以提供抗拔能力,提高支座的稳定性。
技术方案:本发明的抗拔型三维橡胶摩擦摆隔震支座,包括上下对应设置的两个凹面盘、设置在所述两个凹面盘之间的橡胶夹层垫、分别设置在上方的凹面盘的上侧和下方的凹面盘的下侧的两个隔振盘,所述橡胶夹层垫与两个凹面盘分别接触的上下两侧均设置有摩擦薄片,所述凹面盘与隔振盘之间设置连接有竖向碟形弹簧,所述隔振盘的边缘与凹面盘的外缘扣合,两个凹面盘在相对的内侧之间连接有第一拉索,两个隔振盘在相对的内侧之间连接有第二拉索。
进一步的,本发明隔震支座中,所述摩擦薄片粘接在橡胶夹层垫上。
进一步的,本发明隔震支座中,隔振盘边缘内侧设置有限位环。
进一步的,本发明隔震支座中,凹面盘包括平板和设置在所述平板内测的凹面,第一拉索沿着所述凹面内侧边缘一周设置。
进一步的,本发明隔震支座中,第二拉索沿着限位环内侧边缘一周设置。
进一步的,本发明隔震支座中,橡胶夹层垫材料为高阻尼橡胶,所述摩擦薄片为高分子聚四氟乙烯材料制作而成。
进一步的,本发明隔震支座中,第一拉索和第二拉索均为形状记忆合金制成。
本发明隔震支座中,所述凹面盘可以为45#钢制成,凹面盘的凹滑动表面可以为不锈钢材料。
有益效果:本发明与现有技术相比,具有以下优点:
(1)本发明的隔震支座,具有多阶抗拔力提供支座抗倾覆力。传统摩擦摆及橡胶支座发生水平位移时,由于没有抗拔装置,不能提供竖向拉力,维持支座稳定,支座容易发生倾覆,导致支座隔震失效,引起隔震结构损坏。故而需要提出一种多阶段提供抗拔力的装置。本发明存在竖向拉索,当支座发生水平位移时,一方面竖向拉索可以提供竖向拉力,另一方面竖向拉索可以维持支座的稳定。由于本发明存在2道拉索,可以为支座在不同阶段提供抗拔力以抵抗倾覆,维持支座在不同位移阶段的力学稳定性。
(2)本发明的隔震支座,具有多阶段隔震能力。传统的摩擦摆及橡胶支座,由于支座参数是确定的,难以提供多阶段隔震能力。本发明的隔震支座将橡胶支座与摩擦摆支座相结合,小震由中间橡胶夹层垫抵抗,中震及大震通过摩擦摆抵抗。同时通过设计橡胶支座的刚度及摩擦摆支座的摩擦系数及曲率实现多阶段隔震。
(3)本发明的隔震支座,具有三维隔震能力。传统的摩擦摆支座,不能提供竖向隔震能力。当竖向地震动发生时,支座及结构将发生较大的损害。本发明的隔震支座,通过竖向碟形弹簧,提供较小的竖向刚度,给结构提供竖向隔震能力。
(4)本发明的隔震支座,具备较强的自复位功能。由于橡胶具有弹性强的特点、摩擦摆具有曲率同时拉索提供弹性恢复力,使得支座产生的位移可以通过自重及橡胶和拉索产生的弹力进行抵消,具备自复位功能,减少结构损失和地震重建费用。
(5)本发明的隔震支座构造简单,易于组装,适合生产。
附图说明
图1为本发明的一种抗拔型三维橡胶摩擦摆隔震支座剖面图;
图2a为中间支座剖面图;
图2b为第一拉索;
图2c为凹面盘;
图3a为两端凹表面粘接摩擦板的橡胶夹层垫;
图3b为橡胶夹层垫;
图3c为摩擦薄片;
图4a为竖向隔震盘剖面图;
图4b为限位环剖面图;
图4c为第二拉索。
图中有:1-凹面盘;2-橡胶夹层垫;3-摩擦薄片;4-碟形弹簧;5-隔振盘;6-第一拉索;7-第二拉索;8-限位环。
具体实施方式
下面结合实例和说明书附图对本发明作进一步的说明。
本发明为一种抗拔型三维橡胶摩擦摆隔震支座,由2对凹面盘1、1个橡胶夹层垫2、2片摩擦薄片3和第一拉索6、第二拉索7及2对竖向碟形弹簧盘组成。所述的2对凹面盘1对称叠放在橡胶夹层垫2上,橡胶夹层垫2两端凸表面粘接摩擦薄片3,竖向碟形弹簧4与隔振盘5组成竖向隔振盘,竖向隔振盘通过竖向碟形弹簧4与凹面盘1连接,限位环8与隔振盘5连接,2对限位环8及2对凹面盘1分别通过第一拉索6、第二拉索7相连。
该隔震支座应用于桥梁结构、建筑结构中,可以很好地提供三维隔震能力。由于拉索6、第二拉索7将支座各部分连成整体,凹面盘1之间发生相对位移时,第一拉索6可以提供弹性恢复力及抗拔力使得凹面盘1保持稳定,第二拉索7将竖向隔振盘5连在一起,一方面提供弹性恢复力及抗拔力维持支座稳定,另一方面也为支座提供竖向隔振力,为支座在不同位移阶段提供抗拔力以抵抗倾覆,维持支座在不同位移阶段的力学稳定性。同时由于橡胶夹层垫2与凹面盘1组合一起,有机结合橡胶支座水平刚度低及摩擦摆支座自复位的优势,通过合理设计橡胶刚度及摩擦摆参数可以实现多阶段隔震能力。竖向碟形弹簧4提供较小的竖向刚度,将凹面盘1与隔振盘5通过竖向碟形弹簧4连接,可以给给支座提供竖向隔振能力,可以隔离竖向地震动。同时支座产生的位移可以通过橡胶垫层2弹性力、凹面盘1的凹面的产生的自复位力及第一拉索6和第二拉索7产生的弹力恢复力进行抵消,具备自复位功能,减少结构损坏和地震重建费用。