一种限位式橡胶隔震支座的制作方法

本实用新型涉及土木工程、桥梁工程技术领域，具体涉及一种用于土木工程结构、桥梁结构的限位式橡胶隔震支座。

背景技术：

在建筑结构设计中，在基础及上部结构之间设置隔震、减震支座能有效减轻地震灾害。叠层橡胶支座是目前应用最为广泛的一种隔震支座，它由天然橡胶薄层与薄钢板交替叠合，模压硫化而成，具有较高的竖向承载能力和较小的水平刚度，地震作用下能够产生足够的水平位移，延长结构自振周期，隔震效果明显，同时具有一定的自复位能力。研究发现：当地震作用较大，隔震层出现较大水平位移时，叠层橡胶支座容易出现极限剪切破坏，影响建筑物的安全，应对支座进行水平位移的限制；此外，普通叠层橡胶支座耗能性能、竖向抗拉性能不足，限制了适用范围。

综上所述，开发一种能够隔离水平地震作用、允许较大位移，具有较好限位能力和耗能能力的橡胶隔震支座，具有重要的理论意义和实际应用价值。

技术实现要素：

本实用新型的目的是在现有叠层橡胶支座的基础上，对其进行改进，提供一种能够实现较好的水平限位能力和耗能能力，同时又具备一定的抗拉能力的限位式橡胶隔震支座。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种限位式橡胶隔震支座，包括上连接板、下连接板以及位于上连接板和下连接板之间的叠层橡胶构件，所述叠层橡胶构件分别与上连接板、下连接板固定连接；

所述上连接板和下连接板之间还设有用于减小所述叠层橡胶构件变形的限位装置。

所述限位装置包括筒形导向件、导杆、环形挡板、圆形挡板、第一球形装置、第二球形装置以及环形弹簧，其中，筒形导向件具有一个封闭端和一个开口端，其封闭端与第一球形装置固定连接；

筒形导向件内滑动连接所述导杆，导杆伸进筒形导向件内的一端固定连接所述圆形挡板，导杆另一端与第二球形装置固定连接；筒形导向件的开口端处固定连接环形挡板；所述环形弹簧套设在导杆外侧位于圆形挡板与环形挡板之间；

所述第一球形装置与上连接板之间、第二球形装置与下连接板之间分别可转动的嵌合连接。

进一步的，圆形挡板与筒形导向件的接触面、导杆与筒形导向件的接触面均涂覆有低摩擦材料，如聚四氟乙烯等。

进一步的，所述上连接板和下连接板的内侧壁上设有球形凹槽，所述第一球形装置、第二球形装置分别嵌设在所述球形凹槽内，镶嵌的接触面涂有低摩擦材料，如聚四氟乙烯等。

进一步的，所述叠层橡胶构件包括通过模压硫化交替叠置在一起的若干层橡胶薄层和钢板薄层，以及设上封刚性板和下封刚性板，其中，顶层橡胶薄层与上封刚性板固定连接，底层橡胶薄层与下封刚性板固定连接；叠层橡胶构件在硫化过程中，橡胶薄层与钢板薄层的外侧面自然形成橡胶保护层。

进一步的，所述叠层橡胶构件中设置有用于放置所述限位装置的预留孔道。

本实用新型的有益效果是：

所述支座通过叠层橡胶构件提供竖向承载能力，在支座承受较大竖向压力或竖向地震作用下，环形弹簧受拉变形，提供一定的反向作用力以减小叠层橡胶构件的竖向变形；在支座承受竖向拉力时，环形弹簧受压变形，提供一定的抗拉能力；支座通过限位装置提供水平限位能力，在水平地震作用下，叠层橡胶构件具有较柔的水平刚度，保证支座产生任意方向的水平位移；环形弹簧在拉伸、压缩过程中以弹性势能的形式存储部分地震能量，导杆及球形装置利用接触面产生的摩擦力亦能够消耗部分地震能量；在地震过后，支座在叠层橡胶构件及环形弹簧共同作用下，能够实现自动复位。

附图说明

图1为本实用限位式橡胶隔震支座的结构示意图；

图2为本实用限位式橡胶隔震支座的限位装置结构示意图；

1 为橡胶薄层；2为钢板薄层；3为橡胶保护层；4为上封刚性板；5为下封刚性板；6为预留孔道；7为筒形导向件；8为导杆；9为环形挡板；10为圆形挡板；11为第二球形装置；12为环形弹簧；13为低摩擦材料；14为球形凹槽；15为上连接板；16为下连接板；17为第一球形装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

如图1、2所示一种限位式橡胶隔震支座，包括叠层橡胶构件、限位装置、上连接板15和下连接板16，所述叠层橡胶构件与上连接板15、下连接板16分别通过螺栓固定连接，限位装置设置在叠层橡胶构件中心预留的通孔内，并与上连接板15、下连接板16通过球形凹槽14镶嵌连接。上连接板15通过螺栓与上部建筑物固定连接，下连接板16通过螺栓与下部建筑物固定连接。

所述叠层橡胶构件包括若干橡胶薄层1和钢板薄层2、上封刚性板4和下封刚性板5，其中，若干橡胶薄层1与若干钢板薄层2通过模压硫化交替叠置，顶层橡胶薄层与上封刚性板4硫化固定连接，底层橡胶薄层与下封刚性板5硫化固定连接；叠层橡胶构件在硫化过程中，橡胶薄层1与钢板薄层2的外侧面自然形成橡胶保护层3。

此外，叠层橡胶构件中心设置直径d、高度h的预留孔道6。

上述限位装置包括长度为l的筒形导向件7和导杆8、环形挡板9、圆形挡板10、球形装置11、环形弹簧12，其中，筒形导向件7上部与球形装置11通过螺栓固定连接，下部与环形挡板9固定连接，筒形导向件7内部设置导杆8和环形弹簧12；导杆8上部与圆形挡板10固定连接，下部穿过环形挡板9与球形装置11通过螺栓固定连接，圆形挡板10内侧面及导杆侧面涂低摩擦材料13，如聚四氟乙烯等，使导杆8能够在筒形导向件7内自由滑动。

环形弹簧12套在导杆8外侧，上部与圆形挡板10相连，下部与环形挡板9连接。

第一球形装置镶嵌于上连接板15中心设置的球形凹槽内，第二球形装置镶嵌于下连接板16中心设置的球形凹槽内，镶嵌的接触面涂有低摩擦材料13，如聚四氟乙烯等，使第一球形装置和第二球形装置能够实现任意方向的自由旋转。

上述支座通过叠层橡胶构件提供竖向承载能力，叠层橡胶构件在承受正常竖向荷载时会发生微小的竖向压缩变形，因此，限位装置中的环形弹簧12仅发生微小的拉伸形变，可忽略不计。在支座承受较大竖向压力或竖向地震作用下，环形弹簧12根据支座的拉压变形情况，产生相反的变形，提供一定的反向作用力以减小叠层橡胶构件的竖向变形，其中，叠层橡胶构件预留孔道6高度应大于筒形导向件7和导杆8的长度l，即h – l ≥δ_v（支座竖向压缩量）。在支座承受竖向拉力时，环形弹簧12受压变形，提供一定的抗拉能力。

上述支座通过限位装置提供水平限位能力。在水平地震作用下，叠层橡胶构件具有较柔的水平刚度，保证支座产生任意方向的水平位移，限位装置内的导杆8在筒形导向件7内滑动，带动环形弹簧12产生较大压缩变形；当导杆8上部的圆形挡板10接近筒形导向件7下部的环形挡板9时，环形弹簧12达到最大压缩变形，支座达到最大水平位移量，即 δ_h（支座水平位移量）；环形弹簧12在拉伸、压缩过程中以弹性势能的形式存储部分地震能量，导杆8及第一球形装置、第二球形装置利用接触面产生的摩擦力亦能够消耗部分地震能量。在地震过后，支座在叠层橡胶构件及环形弹簧12共同作用下，能够实现自动复位。

上述支座的叠层橡胶构件与限位装置可根据实际工程需要以及当地抗震设防要求选择合适的尺寸及应用数量；支座水平向限位性能取决于限位装置所选材料的强度、刚度；支座的各部分构件之间，与上、下部建筑物的连接方式不限于螺栓固定的连接方式，本领域内的技术人员可以变换其他的连接方式，如采用焊接、铰接等方式连接。

通过上述实施例中对所述的限位式橡胶隔震支座的结构布置方式的描述及竖向承载性能、水平限位能力的分析，可以看出本实用新型所公开的限位式橡胶隔震支座在现有叠层橡胶支座的基础上，通过改进能够实现较好的水平限位能力和耗能能力，同时又具备一定的抗拉能力。所述限位式橡胶隔震支座具有占据空间小的优点，能应用在建筑、桥梁等工程领域，具有广泛的适用性。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由附加的权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。