隔震支座水平变形记录装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种隔震支座水平变形记录装置，包括：上支架、下支架、探针、记录板和数字转换器；上支架的顶端与隔震支座的上端板或上支墩固定连接，且与上端板或上支墩在水平方向上无相对位移，上支架的下端与探针连接，用于带动探针移动；探针的底端与记录板接触构成数据采集对，记录板用于记录探针与记录板的相对水平运动，记录板还连接到数字转换器，用于将记录板传出的模拟信号转换成数字信号；记录板固定在下支架上，下支架与隔震支座的下端板或下支墩固定，下支架与下端板或下支墩或下支墩在水平方向上无相对位移，该隔震支座水平变形记录装置能够实时记录隔震支座的水平变形，便于工程师评判隔震支座的工作性能，及建筑结构的安全性。
【专利说明】隔震支座水平变形记录装置
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑结构隔震领域，特别涉及一种记录隔震支座在地震作用下水平变形响应的记录装置。
【背景技术】
[0002]隔震是一种在被隔震物体，如:建筑物、桥梁、机械设备等底部设置柔性隔震支座、降低地震动向被隔震物体的传递的技术措施。隔震结构与传统的抗震结构相比，优越性主要有:(1)明显有效的减轻结构地震响应；(2)抗震措施简单，力学机理简单；(3)高烈度区能够降低房屋造价；(4)震后一般无需修复。目前，隔震技术已经成熟，在我国大部分高烈度地区已经开始推广应用；但是，目前【技术领域】中却缺少对隔震支座在地震动下的工作状况监测评价的装置，无法进一步充分了解隔震支座的工作性能，从而对被隔震物体的地震安全性采取恰当的应对措施。隔震支座包括:叠层橡胶隔震支座、滑板支座等；本发明针对上端板(或上支墩)与下端板(或下支墩)仅发生相对水平运动的隔震支座进行开发。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种隔震支座水平变形记录装置，可以监测记录隔震支座水平变形情况，即记录隔震支座上端板与下端板间的相对水平运动，并转换成数字信号保存至存储设备，进而评价隔震支座的工作性能。
[0004]为解决上述发明目的，本发明提供了一种隔震支座水平变形记录装置，包括:上支架、下支架、探针、记录板和数字转换器；
所述上支架的顶端与隔震支座的上端板或上支墩固定连接，且与上端板或上支墩在水平方向上无相对位移，所述上支架的下端与所述探针连接，用于带动所述探针移动；
所述探针的底端与所述记录板接触构成数据采集对，所述记录板用于记录所述探针与所述记录板的相对水平运动，所述记录板还连接到所述数字转换器，用于将记录板传出的模拟信号转换成数字信号；
所述记录板固定在所述下支架上，所述下支架与所述隔震支座的下端板或下支墩固定，下支架与下端板或下支墩或下支墩在水平方向上无相对位移。
[0005]作为上述技术方案的优选，所述上支架为上端封闭、下端开口的管状构造，无间隙套住所述探针，控制所述探针的水平移动。
[0006]作为上述技术方案的优选，所述探针顶端设有弹簧，所述弹簧处于压缩状态，用于顶紧所述上支架管顶。
[0007]作为上述技术方案的优选，所述上支架的管状构造下端还设置有卡口结构，所述探针的顶端设置有与所述管状构造配合的凸缘，所述凸缘的直径大于所述卡口结构的中间的孔隙，所述探针伸出所述管状构造的部位设置有球铰；
所述下支架还包括用于支撑所述探针中部的支撑结构，所述支撑结构包括与所述探针的套接的卡环及将所述卡环与所述下端板或下支墩固定的伸出支架，所述卡环的截面与所述探针接触部分为与所述探针相切的弧形。
[0008]作为上述技术方案的优选，所述凸缘的顶部设置有弹簧，所述弹簧的顶部与所述上支架的顶部连接，用于顶紧所述上支架的顶部。
[0009]作为上述技术方案的优选，所述卡口结构与所述管状构造之间为机械螺纹式连接。
[0010]作为上述技术方案的优选，所述数字转换器还连接到存储设备，所述存储设备用于接收所述数字信号并存储。
[0011]作为上述技术方案的优选，所述数字转换器还用于同步记录所述探针移动对应的时间历程，所述存储设备还用于存储所述时间历程。
[0012]作为上述技术方案的优选，所述记录板与所述探针接触构成数据采集对，可以采用机械、光学、压电或电化学原理采集。
[0013]本发明的效果在于:
1、提出一种隔震支座水平变形记录装置，能够实时记录隔震支座的水平变形，便于工程师评判隔震支座的工作性能，及建筑结构的安全性；
2、通过数字转换器将隔震支座的机械运动转换成数字信号，传输到存储设备中，方便了数据读取和保存。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本发明上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。
[0015]图1为本发明实施例一提供的一种隔震支座水平变形记录装置的结构示意图；
图2为图1中上支架的结构示意图；
图3为图1中探针的结构不意图；
图4为本发明实施例二提供的一种具有位移放大功能的隔震支座水平变形记录装置的结构不意图；
图5为图4中上支架卡口结构的结构示意图；
图6为图4中剖面A-A的剖面结构示意图；
图7为图4中剖面B-B的剖面结构示意图。
[0016]其中，1-上支架；11_弹簧；12_管状构造；13_球铰；14_卡口结构；2_下支架；21-支撑结构；3-探针；31_探针顶端；32_探针底端；4_记录板；5_数字转换器；6_计算机；7-隔震支座；71_上端板或上支墩；72_下端板或下支墩。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0018]实施例一
图1为本发明实施例提供的一种隔震支座水平变形记录装置的结构示意图，图2为图1中上支架的结构示意图，图3为图1中探针的结构示意图，结合图1、图2及图3所示，说明本发明提供的隔震支座水平变形记录装置的【具体实施方式】。隔震支座水平变形记录装置由上支架1、下支架2、探针3、记录板4和数字转换器5五部分组成，监测的数据可传入存储设备6保存。
[0019]该隔震支座水平变形记录装置附着于隔震支座7上，用于监测记录隔震支座7的水平变形。隔震支座7上端设置有上端板或上支墩71，下端设置有下端板或下支墩72 ;本发明仅针对上端板或上支墩71与下端板或下支墩72之间发生水平相对位移或以水平相对位移进行记录。探针3与记录板4构成数据采集对，通过采集探针底端32与记录板4的板面间发生相对水平移动的信息，表达上端板或上支墩71和下端板或下支墩72之间的水平相对移动，进而表达隔震支座7的水平变形。记录位移信息的同时记录对应的时间历程，构成位移时程曲线数据。
[0020]具体的，如图1中所示，在下端板或下支墩72上安装下支架2，下支架2与隔震支座7的下端板或下支墩72在水平方向上无相对位移；下支架2用于固定记录板4,记录板4的板面保持与隔震支座7的截面方向平行。结合图1至图3所示，在上端板或上支墩71上安装上支架1，上支架I用于固定探针3，上支架I固定在隔震支座7的上端板或上支墩71上，与上端板或上支墩71在水平方向上无相对位移；本实施例中，上支架I的结构为上端封闭、下端开口的管状构造12，管内尺寸与探针顶端31尺寸相等，无间隙，但是探针3能在上支架I的管状构造12内无摩擦滑动，用于使探针3随上支架I共同水平移动；上支架I的管状构造平行于隔震支座7的高度方向。为保证探针3在水平移动过程中探针底端32始终与记录板4的板面紧密接触，在探针顶端31顶部设置弹簧11，弹簧11处于压缩状态，弹簧11的上端顶紧上支架管状构造12的顶部，下端顶紧探针顶端31 ;弹簧11的刚度依据计算确定；探针3具有足够的抗弯刚度和轴向刚度，保证在移动过程中不发生自身变形。
[0021]如图1，记录板4的板面垂直向上，与探针3的探针底端32接触构成数据采集对，可以采用机械原理采集，也可以采用光学、压电、电化学等原理采集。记录板4记录到的位移信息通过数字转换器5转换成数字信号，进一步的，数字信号可以存储到存储设备6中；在存储位移信息的同时存储时间历程。具体的存储设备可以为PC机、单片机等具有存储设备的控制设备，也可以为硬盘等存储器，存储设备6的设置目的在于对位移信号对应的数字信号进行存储。
[0022]本实施例的效果在于:提出一种隔震支座水平变形记录装置，能够实时记录隔震支座的水平变形，便于工程师评判隔震支座的工作性能，及建筑结构的安全性；通过数字转换器将隔震支座的机械运动转换成数字信号，传输到存储设备中，方便了数据读取和保存。
[0023]实施例二
图4为本发明实施例二提供的一种具有位移放大功能的隔震支座水平变形记录装置的结构示意图，图5为图4中上支架卡口结构的结构示意图，图6为图4中剖面A-A的剖面结构示意图，图7为图4中剖面B-B的剖面结构示意图。当隔震支座7的水平变形(等同于实施例一中:上端板或上支墩71和下端板或下支墩72之间的水平相对移动；也等同于实施例一中:探针底端32与记录板4的板面间的相对水平移动)很小时，容易因记录板4分辨率不高造成记录的数据失真。为此，通过图4构造放大水平变形后再通过记录板4记录。与实施例一的总体构成一致，该装置同样由上支架1、下支架2、探针3、记录板4和数字转换器5五部分组成，监测的数据可传入存储设备6保存。
[0024]结合图4、图5、图6、图7所示，与实施例一不同的是，上支架I的管状构造下端还设置有卡口结构14，探针3的顶端设置有与管状构造配合的凸缘，凸缘的直径大于卡口结构的中间的孔隙，凸缘受卡口结构14约束不会掉出来；探针3伸出管状构造的部位设置有球铰13 ；，本实施例中球铰13优选为万向球铰。
[0025]下支架2还包括用于支撑探针3中部的支撑结构，支撑结构包括与探针的套接的卡环21及将卡环21与下端板或下支墩固定的伸出支架，卡环21的截面与探针接触部分为与探针相切的弧形，具体的参见图7，卡环21的截面可以为圆形，也可以为半圆形。
[0026]本实施例以卡口结构14设置在上支架I管状构造12内的情形进行阐述。上支架I的管状构造12下端设置卡口结构14,卡口结构14作为管状构造12的下堵头,卡口结构14与管状构造12可以为机械螺纹式连接也可以为卡接、焊接，优选的是机械螺纹式连接，方便拆卸、安装和更换球铰；上支架I的下端设置球铰13，球铰13为万向球铰，且凸缘的顶部设置弹簧11，弹簧11的顶部与管状构造12的顶部连接，用于顶紧管状构造12的顶部。保证探针顶端31既能相对上支架I沿隔震支座7的高度方向移动，也能相对上支架I转动，仅仅约束了探针顶端31相对上支架I的水平移动。
[0027]如图4、图6和图7，与实施例一的第二个不同是，下支架2不仅固定记录板4，同时为探针3提供了用于支撑探针中部的支撑结构，支撑结构包括与探针的套接的卡环21及将卡环21与下端板或下支墩固定的伸出支架，所述卡环的截面与所述探针接触部分为与所述探针相切的弧形。下支架2具有足够的刚度，伸出支架可以保证在工作过程中，卡环21与下端板或下支墩72不发生相对水平位移。当上端板或上支墩71相对于下端板或下支墩72发生向左的移动时，探针顶端31向左移动，受卡环21作用，探针底端32向右移动，由于杠杆作用，探针底端32相对记录板4的移动位移比上端板或上支墩71相对于下端板或下支墩72发生向左的移动位移大。依据记录板4的灵敏度需要放大的倍数，进而设计卡环21相对探针顶端31的距离。
[0028]如图4和图1，与实施例一的第三个不同是，记录板4记录的水平位移信息经数据转换器5转成数字信号传输至存储设备6后，需依据卡环21所致的位移放大系数，将数字信号缩小至真实值。
[0029]上述实施例并非【具体实施方式】的穷举，还可有其它的实施例，上述实施例目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。
[0030]此专利说明书使用实例去展示本发明，其中包括最佳模式，并且使熟悉本领域的技术人员制造和使用此项发明。此发明可授权的范围包括权利要求书的内容和说明书内的【具体实施方式】和其它实施例的内容。这些其它实例也应该属于本发明专利权要求的范围，只要它们含有权利要求相同书面语言所描述的技术特征，或者它们包含有与权利要求无实质差异的类似字面语言所描述的技术特征。
[0031]所有专利，专利申请和其它参考文献的全部内容应通过引用并入本申请文件。但是如果本申请中的一个术语和已纳入参考文献的术语相冲突，以本申请的术语优先。
[0032]本文中公开的所有范围都包括端点，并且端点之间是彼此独立地组合。
[0033]需要注意的是，“第一 ”，“第二”或者类似词汇并不表示任何顺序，质量或重要性，只是用来区分不同的技术特征。结合数量使用的修饰词“大约”包含所述值和内容上下文指定的含义。(例如:它包含有测量特定数量时的误差)。
【权利要求】
1.一种隔震支座水平变形记录装置，其特征在于，包括:上支架、下支架、探针、记录板和数字转换器； 所述上支架的顶端与隔震支座的上端板或上支墩固定连接，且与上端板或上支墩在水平方向上无相对位移，所述上支架的下端与所述探针连接，用于带动所述探针移动； 所述探针的底端与所述记录板接触构成数据采集对，所述记录板用于记录所述探针与所述记录板的相对水平运动，所述记录板还连接到所述数字转换器，用于将记录板传出的模拟信号转换成数字信号； 所述记录板固定在所述下支架上，所述下支架与所述隔震支座的下端板或下支墩固定，下支架与下端板或下支墩或下支墩在水平方向上无相对位移。
2.根据权利要求1所述的隔震支座水平变形记录装置，其特征在于，所述上支架为上端封闭、下端开口的管状构造，无间隙套住所述探针，控制所述探针的水平移动。
3.根据权利要求2所述的隔震支座水平变形记录装置，其特征在于，所述探针顶端设有弹簧，所述弹簧处于压缩状态，用于顶紧所述上支架管顶。
4.根据权利要求1所述的隔震支座水平变形记录装置，其特征在于，所述上支架的管状构造下端还设置有卡口结构，所述探针的顶端设置有与所述管状构造配合的凸缘，所述凸缘的直径大于所述卡口结构的中间的孔隙，所述探针伸出所述管状构造的部位设置有球铰； 所述下支架还包括用于支撑所述探针中部的支撑结构，所述支撑结构包括与所述探针的套接的卡环及将所述卡环与所述下端板或下支墩固定的伸出支架，所述卡环的截面与所述探针接触部分为与所述探针相切的弧形。
5.根据权利要求4所述的隔震支座水平变形记录装置，其特征在于，所述凸缘的顶部设置有弹簧，所述弹簧的顶部与所述上支架的顶部连接，用于顶紧所述上支架的顶部。
6.根据权利要求4所述的隔震支座水平变形记录装置，其特征在于，所述卡口结构与所述管状构造之间为机械螺纹式连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的隔震支座水平变形记录装置，其特征在于，所述数字转换器还连接到存储设备，所述存储设备用于接收所述数字信号并存储。
8.根据权利要求7所述的隔震支座水平变形记录装置，其特征在于，所述数字转换器还用于同步记录所述探针移动对应的时间历程，所述存储设备还用于存储所述时间历程。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的隔震支座水平变形记录装置，其特征在于，所述记录板与所述探针接触构成数据采集对，可以采用机械、光学、压电或电化学原理采集。
【文档编号】G01B21/32GK103808298SQ201410043084
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2014年1月29日
【发明者】马伯涛, 张曼生, 葛家琪, 张玲, 王树, 付仰强, 张奇铭, 宋毛毛, 黄季阳 申请人:中国航空规划建设发展有限公司