一种新型三维隔震支座的制作方法

1.本实用新型涉及结构隔震减振技术领域，具体涉及一种新型frp 橡胶三维隔震支座。


背景技术：

2.研究表明抗震最有效的构想是把结构物和地面隔离开来，当发生地震时，能够对建筑的内部结构有效保护起来并且不会破坏里面的设施设备。经过不断发展，现阶段的隔震技术很好的实施了这一想法。对美国northridge大地震和日本神户大地震地震区的应用了隔震技术的建筑的地震观测表明：隔震结构体系是目前一种减轻地震灾害效果极佳的新型结构体系。
3.在目前的隔震支座中，铅芯橡胶支座应用最为广泛，但由于铅对环境的污染以及对人体健康的损害，开发其替代品是必要的。以锡芯代替传统铅芯，不仅优化了环境问题，实验结果表明：锡芯的屈服力明显大于铅芯，实测约为1.68倍，屈服后刚度未因芯棒材料的不同而发生改变，锡芯橡胶支座可作为铅芯橡胶支座替代产品之一。frp 橡胶支座是采用纤维复合材料板(frp)代替传统橡胶支座中的层叠钢板，除了可满足支座的受力要求外，还具有重量轻、造价低、易于制作和剪裁等优点。形状记忆合金具有一种重要性质是伪弹性 (pseudoelasticity，又称超弹性，superelasticity)，表现为在外力作用下，形状记忆合金具有比一般金属大的多的变形恢复能力，即加载过程中产生的大应变会随着卸载而恢复。
4.本实用新型设计采用新型隔震材料相对于传统隔震支座所用铅芯等材料更加环保、稳定。并有效解决了隔振材料要有大损耗系数，具有高的储能弹性模量的要求。


技术实现要素：

5.本实用新型针对现有的隔震支座技术问题，提供一种新型的三维隔震支座。将三维隔震分块成水平隔震与竖向隔震两个部分，它们共同组成与协调完成整个三维隔震支座的功能。本实用新型克服了传统橡胶支座隔震器水平向及扭转耗能较差的缺陷。并使得隔震支座能够自动复位，在地震过程中，能够最大程度消耗波动能量以及在震后完成建筑的自复位，节省成本。
6.本实用新型目的是通过以下技术方案实现的：
7.一种新型三维隔震支座，包括上部的水平隔震功能模块与下部的竖向隔震功能模块。
8.所述水平隔震功能模块，包括上连接板、fpr纤维材料复合板与高阻尼橡胶交叉叠层且设有中心通孔的模块、所述通孔内设有锡芯模块、u型记忆形态合金模块、中层连接板。
9.所述fpr纤维材料复合板与高阻尼橡胶交替叠层后并在中心设置锡芯上再通过外围设置橡胶筒使之形成整体，上下两端分别与上连接板和中层连接板进行连接。所述u型记忆形态合金嵌入上连接板与中层连接板之间，并通过固定螺栓进行固定。
10.所述中层连接板外形为圆台型并钻有三个预留孔与竖向隔震模块进行限位与连
接。
11.所述竖向隔震功能模块，包括楔形滑动模块搭配高性能隔震弹簧组、铁质限位圆柱搭配高性能隔震弹簧组、下连接板。
12.所述下连接板设有预留高性能隔震弹簧运动的凹槽。
13.所述楔形滑动块直角边一端的三分之一处设有凸起与下连接板凹槽形成嵌套，并通过弹簧与下连接板进行连接。
14.所述铁质限位圆柱搭配高性能弹簧组与下连接板进行刚性连接，穿过中层连接板与上部结构进行连接，并通过螺栓固定进行限位。
15.作为本实用新型的优选技术方案，所述隔震支座采用功能分块组合完成隔震、缓震的目的。
16.作为本实用新型的优选技术方案，所述水平隔震模块的芯座采用更为环保的锡芯，能更好的响应绿色发展的要求。
17.作为本实用新型的优选技术方案，所述水平隔震模块采用了fpr 纤维材料复合板与橡胶交替叠合，相比于传统的钢板与橡胶叠合具有更大损耗系数，同时具有更高的储能弹性模量的要求。
18.作为本实用新型的优选技术方案，所述u型记忆形态合金能够提供更大的隔震能耗，并能实现震后的支座自复位。
19.作为本实用新型的优选技术方案，所述中层连接板采用圆台外形设计，能够更好与楔形滑块接触并更好的传递力的作用。
20.作为本实用新型的优选技术方案，所述弹簧组均采用高性能定制隔震弹簧，科学控制弹簧最大的形变量。
附图说明
21.图1是本实用新型隔震支座的整体效果图；
22.图2是本实用新型隔震支座的水平隔震模块中交替叠合的fpr纤维复合板与高阻尼橡胶层的局部示意图；
23.图3是本实用新型隔震支座的中层连接板与下连接板的结构示意图；
24.图4是本实用新型隔震支座的下连接板凹槽、楔形滑块以及高性能隔震弹簧的嵌套组合示意图。
具体实施方式
25.以下结合附图与具体实施案例对本实用新型作进一步说明。
26.如图1、图2所示，本实用新型涉及一种新型fpr锡芯橡胶隔震支座，上连接板3，中层连接板4，下连接板13。上连接板3与中层连接板4之间设置有交替叠合的fpr纤维复合板6与高阻尼橡胶层7， fpr纤维复合板6与高阻尼橡胶层7中心设有竖向的通孔并在通孔内设有锡芯模块8。在fpr纤维复合板6与高阻尼橡胶层7外围设有橡胶套筒9。在上连接板3与中层连接板4之间还设有由螺栓固定的u 型记忆形态合金5。上述部件构建成了水平隔震模块，在地震波发生时，主要通过以上结构的协同工作，橡胶支座产生形变消耗地震波的能量，并保持上部建筑结构的稳定。
27.如图3所示，中层连接板4设有三个等大等距的通孔，竖向隔震模块的铁质限位圆柱10套入高性能隔震弹簧12后穿过中层连接板4 的通孔与水平隔震模块形成整体，并通过螺栓进行固定限位。
28.如图4所示，下连接板13设有三个等大等距的凹槽，楔形滑块 11在直角边一端的三分之一处设有凸起与下连接板3形成嵌套，并在凹槽处设有高性能弹簧与之连接成为整体。楔形滑块11与铁质限位圆柱10搭配的高性能隔震弹簧12共同为上部的水平隔震模块提供限位与支撑。在受地震纵波时，房屋上下震动带动楔形滑块滑移再接着带动下方镶嵌隔震弹簧伸缩以耗地震能量，并且保持上层建筑的竖直绝对位移几乎为零。
29.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非视为对本实用新型做任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。


技术特征：
1.一种新型三维隔震支座，其特征在于，由水平隔震模块(1)与竖向隔震模块(2)组成，所述水平隔震模块(1)包括上连接板(3)、中层连接板(4)；所述上连接板(3)与中层连接板(4)之间设置有u型形态记忆合金(5)并在中间设置有交替叠合的fpr纤维材料复合板(6)与高阻尼橡胶层(7)；所述fpr纤维材料复合板(6)与高阻尼橡胶层(7)中心设有通孔放置锡芯(8)并在外围设有橡胶套筒(9)，上述部件共同协作完成水平隔震功能；所述竖向隔震模块(2)包括铁质限位圆柱(10)、楔形滑块(11)、高性能隔震弹簧(12)、下连接板(13)；所述铁质限位圆柱(10)与下连接板(13)刚性连接，并套上高性能隔震弹簧(12)后穿过中层连接板(4)与上部结构连接，且在其顶端用螺栓固定限位；所述下连接板(13)设有凹槽，用以水平放置高性能隔震弹簧(12)以及与楔形滑块(11)嵌套，实现楔形滑块与隔震弹簧支撑与限位上部结构的同时实现竖向隔震功能。2.根据权利要求1所述的一种新型三维隔震支座，其特征在于，所述的u型形态记忆合金(5)以等距且中心连线夹角为60度的特征设置在上连接板(3)与中层连接板(4)之间。3.根据权利要求1所述的一种新型三维隔震支座，其特征在于，上连接板(3)与中层连接板(4)之间的中心支撑结构由交替叠合的fpr纤维材料复合板(6)与高阻尼橡胶层(7)以及锡芯(8)组成。4.根据权利要求1所述的一种新型三维隔震支座，其特征在于，中层连接板(4)外形为圆台并设置有三个等距通孔用于与铁质限位圆柱(10)连接并用螺栓固定限位。5.根据权利要求1所述的一种新型三维隔震支座，其特征在于，楔形滑块(11)外形为等腰直角三角形与矩形组合而成的整体，进一步地矩形位置设置在直角边的三分之一处与之形成整体额而非分离构件。6.根据权利要求1所述的一种新型三维隔震支座，其特征在于，下连接板(13)设置有三个等距等夹角的凹槽。

技术总结
本实用新型涉及一种新型三维隔震支座，包括水平隔震与竖向隔震两个部分，它们共同组成与协调完成整个三维隔震支座的功能。水平隔震模块包括上连接板与中层连接板，并在两者之间设置有三块U型记忆合金，中间设有交替叠合的多层FPR纤维复合板与橡胶层，其中间设有通孔用于放置锡芯，共同协作完成水平隔震功能。竖向隔震模块包括楔形滑块，体质限位圆柱，高性能隔震弹簧，下连接板。通过组合协调，楔形滑块与高性能隔震弹簧在为上部结构做支撑的同时，能够实现竖向的隔震功能。本实用新型相对于传统的隔震支座有更高的阻尼性能，自复位功能以及更加环保绿色。及更加环保绿色。及更加环保绿色。


技术研发人员：陈超文 黄庆键 容伟烽 袁镜富 卢健潮
受保护的技术使用者：陈超文
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2022/10/20