可变阻尼铅芯橡胶阻尼器的制作方法

本发明涉及一种可变阻尼铅芯橡胶阻尼器，通过上下板的侧移大小、方向来控制铅芯的滑入从而更改支座的等效铅芯直径，改变阻尼。属于土木结构振动控制领域。

背景技术：

铅芯橡胶支座具有较好的滞回特性，初始刚度可达到普通橡胶支座的10倍以上，而屈服后的刚度接近普通橡胶支座刚度，并且构造简单，能够提供较大的阻尼，所以被广泛应用于桥梁、建筑的减、隔震。

国内外将减震、隔震支座应用于结构震动控制的经验表明，合理选择减震、隔震支座动力特性参数是减小结构地震响应的关键所在。但是同一地区的地震动是不规律的，而传统的铅芯橡胶支座当尺寸固定以后其力学性能已经固定，无法适应多变的地震荷载，所以有必要设计一种可以根据不同情况变化力学性质的铅芯橡胶支座。所发明的可变阻尼铅芯橡胶支座可以适应较大范围的地震等级，当地震等级较小时，结构不会有太大位移，备用铅芯不会起作用，只有铅芯起作用，刚度不至于太大。当地震较大时，建筑物与基础发生较大的侧向相对位移，导致备用铅芯滑入，参与耗能。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决传统铅芯橡胶支座力学性质固定，不能适应大范围地震等级的提出一种可变阻尼铅芯橡胶阻尼器。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提出的一种可变阻尼铅芯橡胶阻尼器，包括上连接钢板1、上封板2、下封板11、下连接钢板12、橡胶钢板层、固定铅芯５、备用铅芯6和备用铅芯滑筒7，其中：所述橡胶钢板层由橡胶３和钢板４自上而下交替叠放而成，橡胶保护层13固定于上连接钢板１和下连接钢板12之间，所述橡胶保护层13设置橡胶钢板层，橡胶钢板层顶部设有上封板２，所述上封板２顶部与上连接钢板１相连，橡胶钢板层底部设有下封板11，所述下封板11底部与下连接钢板12相连，所述固定铅芯５依次穿过上封板２、橡胶钢板层以及下封板11，其一端固定于上连接钢板１底部，另一端固定于上连接钢板12顶部；与固定铅芯5同方向，在橡胶钢板层内设有若干个预留孔洞14，所述预留孔洞14自下而上孔径逐渐变大，预留孔洞14内壁的外侧上设有卡块９，备用铅芯6顶部连接备用铅芯滑筒7一端，所述备用铅芯滑筒7内设有受压弹簧８，当上连接钢板1和下连接钢板12相对位移达到一定值时，备用铅芯６自上而入在自身重力和受压弹簧８的双重作用下滑入预留孔洞14内，备用铅芯６的上部卡在上连接钢板1上，下部卡在下封板11上，使支可变阻尼铅芯橡胶阻尼器阻尼增大，耗能增加。

本发明中，所述上连接钢板１和下连接钢板12的横截面为矩形或圆形。

本发明中，所述固定铅芯５固定于橡胶钢板层中部。

本发明中，预留孔洞14对称布置于固定铅芯５的四周。

本发明中，备用铅芯滑筒7内壁可以加入润滑剂，以防止备用铅芯6所受摩擦过大无法下滑。

本发明中，所述备用铅芯６上设有卡块凹槽10，当备用铅芯６下滑进入预留孔洞14后，所述卡块９嵌入卡块凹槽10内。

当铅芯足以提供侧向刚度时，上下板的侧移不会达到使备用铅芯下滑的值，备用铅芯不会下滑。而当侧移过大时，备用铅芯下滑，侧移刚度增大，耗能增加，阻尼变大。

本发明的优点在于：

支座可以根据结构与基础的相对水平位移进行阻尼调节，适应不同的地震等级，当地震等级较小时柔度适中，当地震较大时备用铅芯滑入，阻尼升高，耗能增大。同时参与耗能的备用铅芯便于更换，增加了支座的使用寿命。

附图说明

图1为本发明主视、侧视剖面图；

图2为本发明上连接钢板截面为矩形的俯视图；

图3为本发明上连接钢板截面为圆形的俯视图；

图中标号：1为上连接钢板、2为上封板、3为橡胶、4为钢板、5为固定铅芯、6为备用铅芯、7为备用铅芯滑筒、8为受压弹簧、9为卡块、10为卡块凹槽、11为下封板、12为下连接钢板、13为橡胶保护层、14为预留孔洞。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

实施例１：

如图１－图３所示，本发明是一种可变阻尼铅芯橡胶阻尼器，能够保证支座可以根据地震等级调节自身阻尼，包括：上连接钢板1、上封板2、橡胶3、钢板4、固定铅芯5、备用铅芯6、备用铅芯滑筒7、受压弹簧8、卡块9、卡块凹槽10、下封板11、下连接钢板12、橡胶保护层13和预留孔洞14：备用铅芯6、备用铅芯滑筒7布置在固定铅芯５的不同方向上。矩形或者圆形的上连接钢板1、上封板2、下封板11、下连接钢板12将橡胶3和钢板4夹在中间，橡胶保护层13包裹在周围，固定铅芯5浇筑在中心。橡胶3、钢板4在固定铅芯5的各个方向上预设有预留孔洞14，让备用铅芯6滑入。在预留孔洞14外侧上部、卡块９与最上层橡胶3或钢板4固接。备用铅芯滑筒7固结在上连接钢板1上，内部顶部安装受压弹簧８，并将备用铅芯6压入，使受压弹簧８受压。当上连接钢板１和下连接钢板12相对位移在某一个方向上达到一定值时，阻碍备用铅芯6滑入预留孔洞14的卡块9与备用铅芯6底部脱离，不再起到阻碍作用，同时内部预留孔洞14内侧靠近备用铅芯６的一侧在此位移下正好与滑入的备用铅芯6完全贴合，备用铅芯6就在自身重力和受压弹簧7的双重作用下进入预留孔洞14。备用铅芯6上下卡在下封板与上连接钢板中，通过变形阻碍可能继续发生的侧向位移。而在自复位过程中，由于预留孔洞14外侧设计之初就是和备用铅芯6贴合的，所以备用铅芯6不会阻碍支座的恢复过程。而且备用铅芯6的上部为初始时阻碍其下滑的卡块9预留了卡块凹槽10，因此卡块9也不会阻碍恢复过程。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种可变阻尼铅芯橡胶阻尼器，包括上连接钢板、上封板、橡胶、钢板、固定铅芯、备用铅芯、备用铅芯滑筒、受压弹簧、卡块、卡块凹槽、下封板、下连接钢板、橡胶保护层和内部预留孔。橡胶、钢板可以是圆形或矩形。通过铅芯的塑性变形吸收能量，通过橡胶层良好的柔性起到隔震功能。设置多个备用铅芯，备用铅芯是预制件，当发生较大横向相对位移时，备用铅芯插入橡胶层中，等效铅芯直径增大，等效阻尼比和能量耗散同时增大。通过控制铅芯下方橡胶层、钢板层的孔洞形状，使各个备用铅芯在支座向某一个方向发生了一定位移时铅芯可以沿孔洞滑入，并且确保备用铅芯不阻碍建筑物的自复位。

技术研发人员：鲁正;常佳奇;林威;宰秋锐
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2017.05.26
技术公布日：2017.10.20