一种摩擦摆隔震支座

技术领域

本发明涉及建筑减震领域，尤其是一种摩擦摆隔震支座。

背景技术

传统结构采用被动抗震策略，依靠结构构件的损伤来消耗大部分输入能量。而基础隔震结构，通过在建筑物上部结构和基础之间设置隔震层，阻止地震能量向上传播目前，最常用采用的隔震产品为橡胶隔震支座。

摩擦摆支座是通过延长结构的自振周期来实现隔震的，具有对地震激励频率范围的低敏感性和高稳定性、较强的稳定性、自限位、复位能力、抗平扭能力、优良的隔震和消能机制等综合性能，其相比于橡胶隔震支座，能提供更大的承载力和更大的水平变形能力，且不存在橡胶老化等问题，使用寿命更长，适用范围更广。

然而现有的摩擦摆支座在竖向没有抗拔能力，而建筑结构大多自身重量较轻，在风荷载以及竖向地震的作用下，利用摩擦摆支座隔震时，支座的上部盖板和滑块会由于受拉而脱离，致使摩擦摆支座失效，整个结构都会有倾覆的风险。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供了一种摩擦摆隔震支座，不仅具备普通摩擦摆支座良好的性能，同时可以提供竖向抗拔，当发生超过结构设计的水平位移时，还能提供水平约束力，防止支座发生脱落。

技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：一种摩擦摆隔震支座，其特征在于包括上座板、下座板、压盖以及球冠；所述球冠设于上座板和下座板之间；

所述上座板包括往上竖直延伸的凸部，分别往两端水平延伸的第一台阶部和第二台阶部，以及设于下表面的内凹球面部；所述内凹球面部与球冠上表面曲率相同；

所述下座板为内凹结构，包括两端往上竖直延伸的第一凸部、第二凸部以及中间部；所述中间部上表面设有与球冠下表面曲率相同的球面；该球面向两端分别延伸至第一凸部、第二凸部处；

所述压盖为两个，分别设在下座板两个端部上方；压盖一端与下座板端部固定连接，另一端通过定位销轴与上座板的第一台阶部和第二台阶部连接定位；所述压盖的两端分别形成上座板水平方向和竖直方向进行运动的限位抵触；

自由状态下，所述上座板相对球冠(4)发生转动，所述球冠也沿着下座板的球面滑动；定位销轴将上座板定位在中心位置。

更进一步的，所述压盖纵截面为倒L型结构，包括向下延伸的竖直部以及向中部延伸的水平部；所述竖直部通过螺栓固定连接于下座板的第一凸部或第二凸部上，所述水平部通过定位销轴与上座板的第一台阶部和第二台阶部连接定位。

更进一步的，所述上座板以及下座板与球冠的接触面均形成摩擦副。

所述上座板下表面的内凹球面部上覆盖一层不锈钢板；所述下座板中间部上表面上覆盖有一层不锈钢板；所述球冠上下表面分别设有一块耐磨板；分别形成球冠上下表面的摩擦副；通过耐磨板与不锈钢板形成的摩擦副，摩擦摆支座在滑动过程中摩擦阻尼力小，且耐磨性能好，摩擦面不会发生锈蚀，使用寿命长。

更进一步的，所述不锈钢板通过焊接或铆接的方式与上座板、下座板固定连接。

更进一步的，所述耐磨板摩擦系数小，耐磨性高。

更进一步的，所述耐磨板为聚四氟乙烯板；具有更高的耐磨性，且摩擦系数小，不易腐蚀。

所述压盖与下座板通过螺栓连接后，将上座板和球冠完全包裹在内部；完全不会产生脱落的问题。

更进一步的，支座进行安装时，所述上座板的凸部与结构上部连接；所述下座板的中间部与结构下部连接。

当结构受到外部载荷时，定位销轴剪断，球冠和上座板沿着下座板的球面发生摆动，摆动过程中上座板沿着球冠发生转动，保证上座板上表面始终保持水平；外部载荷结束后，所述球冠和上座板在重力作用下回复至初始中心位置。

有益效果：本发明具有以下优点：

1)当支座运动位移过大，超过设计的极限值，上座板会与下座板和压盖碰撞，防止球冠运动超出下座板的球面范围，可以有效保护极端位移情况下结构的安全，避免不可控情况的发生。

2)当结构发生向上的位移使得上座板与球冠脱离，产生整个结构倾覆倒塌的风险时，压盖的存在将限制该竖向位移的大小，使得结构产生较小的竖向位移时，上座板就与压盖接触，产生了抗拔力，保护结构不发生倾覆的危险。

3)本发明的摩擦摆隔震支座，不仅具备普通摩擦摆支座良好的性能，同时可以提供竖向抗拔，当发生超过结构设计的水平位移时，还能提供水平约束力，防止支座发生脱落。

附图说明

图1是本发明实施例1摩擦摆隔震支座剖面结构示意图；

图2是本发明实施例1摩擦摆隔震支座水平位置达到极限位置结构示意图；

图3是本发明实施例1抗拔状态结构示意图；

图4是本发明实施例1中上座板结构示意图；

图5是本发明实施例1中下座板结构示意图；

图6是本发明实施例1中压盖结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

请参阅图1-图6所示，本发明公开了一种摩擦摆隔震支座，包括上座板1、下座板2、压盖3以及球冠4；所述球冠4设于上座板1和下座板2之间；

所述上座板1包括往上竖直延伸的凸部11，分别往两端水平延伸的第一台阶部12和第二台阶部13，以及设于下表面的内凹球面部14；所述内凹球面部14与球冠4上表面曲率相同；

所述下座板2为内凹结构，包括两端往上竖直延伸的第一凸部21、第二凸部22以及中间部23；所述中间部23上表面设有与球冠4下表面曲率相同的球面；该球面向两端分别延伸至第一凸部21、第二凸部22处；

所述上座板1以及下座板2与球冠4的接触面均形成摩擦副。具体的，所述上座板1下表面的内凹球面部14上覆盖一层不锈钢板；所述下座板2中间部23上表面上覆盖有一层不锈钢板；所述球冠4上下表面分别设有一块耐磨板；分别形成球冠上下表面的摩擦副；所述不锈钢板通过焊接的方式与上座板1、下座板2固定连接，所述耐磨板为聚四氟乙烯板；具有更高的耐磨性，且摩擦系数小，不易腐蚀。通过耐磨板与不锈钢板形成的摩擦副，摩擦摆支座在滑动过程中摩擦阻尼力小，且耐磨性能好，摩擦面不会发生锈蚀，使用寿命长。

所述压盖3为两个，分别设在下座板2两个端部上方；所述压盖3纵截面为倒L型结构，包括向下延伸的竖直部31以及向中部延伸的水平部32；所述竖直部31通过螺栓6固定连接于下座板2的第一凸部21或第二凸部22上，所述水平部32通过定位销轴5与上座板1的第一台阶部12和第二台阶部13连接定位。所述压盖3的竖直部31以及水平部32分别形成上座板1水平方向和竖直方向进行运动的限位抵触。

所述压盖3与下座板2通过螺栓6连接后，将上座板1和球冠4完全包裹在内部；完全不会产生脱落的问题。

工作过程：

摩擦摆隔震支座与结构进行安装时，通过上座板1的凸部11与结构上部连接；以及下座板2的中间部23与结构下部连接。

自由状态下，上座板1相对球冠4发生转动，球冠4也沿着下座板2的球面滑动；定位销轴5将上座板1定位在中心位置。

当结构受到外部载荷时，定位销轴5剪断，球冠4和上座板1沿着下座板2的球面发生摆动，摆动过程中上座板1沿着球冠发生转动，保证上座板1上表面始终保持水平；外部载荷结束后，所述球冠4和上座板1在重力作用下回复至初始中心位置。

摩擦摆隔震支座在工作时有两种极限情况，一种为支座位移超过设计的极限值，一种为支座发生竖向位移或者倾覆。

当支座运动位移过大，超过设计的极限值，上座板1会与下座板2和压盖3碰撞，防止球冠4运动超出下座板的球面范围，可以有效保护极端位移情况下结构的安全，避免不可控情况的发生。

当结构发生向上的位移使得上座板1与球冠4脱离，产生整个结构倾覆倒塌的风险时，压盖3的存在将限制该竖向位移的大小，使得结构产生较小的竖向位移时，上座板1就与压盖3接触，产生了抗拔力，保护结构不发生倾覆的危险。

本发明公开的一种摩擦摆隔震支座，不仅具备普通摩擦摆支座良好的性能，同时可以提供竖向抗拔，当发生超过结构设计的水平位移时，还能提供水平约束力，防止支座发生脱落。