一种农村隔震支座及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种农村隔震支座及其制作方法，属于隔震技术领域。

背景技术

由于农村地区经济发展的原因，大多数房屋都是依据经验建造的房屋，缺乏专业人士的设计及施工，存在一定的安全隐患。当地震发生时，这些安全隐患被放大，将产生严重的后果。采用隔震支座的建筑物在遭受地震作用时，其自振周期大大延长，能够远离上部结构自振周期及场地特征周期地震，减小建筑物的地震反应，降低地震带来的各种损失。当前所常用的隔震支座成本较高，不适应农村地区，难以推广。

发明内容

本发明提供了本发明提供了一种农村隔震支座，通过橡胶、环氧树脂板以合理的布局构建了可以用于隔震的平台，再进一步地配合农村隔震支座的制作方法，可以制作农村隔震支座。

本发明的技术方案是：一种农村隔震支座，包括橡胶保护层1，橡胶保护层1内侧顶部设有上封板2、橡胶保护层1内侧底部设有下封板3，上封板2、下封板3之间设有横向布置的多层橡胶层5，上下每相邻两层橡胶层5之间设有加劲层4。

所述上封板2、下封板3、加劲层4采用Fr4环氧树脂板材。

所述橡胶保护层1采用阻燃橡胶，或者橡胶保护层1、橡胶层5均采用阻燃橡胶。

一种农村隔震支座的制作方法，具体如下：

将上封板2、下封板3与加劲层4清洗干净；清洁完毕晾干上封板2、下封板3与加劲层4表面水分；在上封板2、下封板3与加劲层4表面均匀喷涂胶粘剂，待胶粘剂干燥后，对加劲层4、橡胶层5按施工层数以橡胶层5、加劲层4、橡胶层5、加劲层4、橡胶层5的方式布置；接着将上封板2、下封板3分别置于多层橡胶层5、加劲层4形成的组合层上部、下部；将上封板2、下封板3、多层橡胶层5、加劲层4的外围布置橡胶保护层1，组装结束对整体进行硫化。

本发明的有益效果是：本发明采用Fr4环氧树脂板及阻燃橡胶在降低农村隔震支座的成本的同时，提高其耐火性，且Fr4环氧树脂因加入阻燃材料，阻燃性较优，再者材料未加入卤素，发生火灾时，不会释放有毒气体；采用Fr4环氧树脂作为支座的加劲层，其与内部橡胶层硫化连接牢固，具有良好的力学性能；同时本发明的低造价易施工农村隔震支座可以多次重复利用，节约灾后加固修复的时间和经济成本，便于快速恢复结构的使用功能。

附图说明

图1是实施例中农村隔震支座的示意图；

图2为本发明实施例中8MPa竖向荷载与位移曲线图；

图3为本发明实施例中17MPa竖向荷载与位移曲线图；

图4为本发明实施例中8MPa下支座水平荷载与水平位移关系图；

图中各标号为：1-橡胶保护层，2-上封板，3-下封板，4-加劲层，5-橡胶层。

具体实施方式

实施例1：如图1所示，一种农村隔震支座，包括橡胶保护层1，橡胶保护层1内侧顶部设有上封板2、橡胶保护层1内侧底部设有下封板3，上封板2、下封板3之间设有横向布置的多层橡胶层5，上下每相邻两层橡胶层5之间设有加劲层4。

进一步地，可以设置所述上封板2、下封板3、加劲层4采用Fr4环氧树脂板材。

进一步地，可以设置所述橡胶保护层1采用阻燃橡胶，或者橡胶保护层1、橡胶层5均采用阻燃橡胶。所述阻燃橡胶保护层1是起到保护作用的隔震支座外围结构，添加的阻燃剂能够有效的组织火灾等对其损害，避免橡胶燃烧对环境产生的危害。其通过硫化与Fr4环氧树脂板材上封板的上表面、Fr4环氧树脂板材下封板的下表面、Fr4环氧树脂板材加劲层及内部橡胶层的侧面连接。

一种农村隔震支座的制作方法，具体如下：

将上封板2、下封板3与加劲层4用清洁剂清洗干净；清洁完毕晾干上封板2、下封板3与加劲层4表面水分；在上封板2、下封板3与加劲层4表面均匀喷涂胶粘剂，待胶粘剂干燥后，对加劲层4、橡胶层5按施工层数以橡胶层5、加劲层4、橡胶层5、加劲层4、橡胶层5的方式布置；接着将上封板2、下封板3分别置于多层橡胶层5、加劲层4形成的组合层上部、下部；将上封板2、下封板3、多层橡胶层5、加劲层4的外围布置橡胶保护层1，组装结束对整体进行硫化。

再进一步地，所述施工层数可以根据如下步骤获得：假定上部结构所要求的水平刚度为1kN/mm，竖向刚度为450kN/mm，农村隔震支座的平面尺寸为220mm×220mm，采用的橡胶层5剪切模量G、弹性模量E

步骤1：可根据上部结构所要求的水平刚度根据式1计算得出：

其中，G为橡胶层5的剪切模量；A为农村隔震支座的有效面积；T

步骤2：可由上部结构对农村隔震支座所要求的竖向刚度及橡胶层5的总厚度计算橡胶层5的修正压缩模量。

其中，E

步骤3：橡胶层5压缩时的弹性模量可由下式计算得到：

E

步骤4：由橡胶层5压缩时的弹性模量确定农村隔震支座的第一形状系数，进而确定橡胶层5的单层厚度。

κ＝0.97939+0.17734G-1.4516G

＝0.97939+0.17734×1.1-1.4516×1.1

＝0.5731

其中，S

本发明实例中所需要橡胶层5的总厚度为53.24mm，单层橡胶层5的厚度为4.16mm。单层橡胶层5的厚度值向上取整值，故取单层橡胶层5的施工单层厚度为5mm，其总厚度为55mm，大于53.24mm(将橡胶层5的总厚度值向上取值为橡胶层5施工单层厚度的倍数，则可以取55、60、65....，因此最小的倍数为55mm，则橡胶层5的总厚度值向上取的值55是橡胶层5施工单层厚度5的11倍。则橡胶层5的层数为11，即11块。将橡胶层5的层数减一作为加劲层4的层数。

再进一步地，当所述上封板2、下封板3、加劲层4采用Fr4环氧树脂板材时，给出如下实验数据：

上述支座的尺寸为四周阻燃橡胶保护层1分别10mm，上下阻燃橡胶保护层1保护层5mm，有效平面尺寸为220mm×220mm,内部橡胶层5橡胶层厚5mm，共10层50mm，Fr4环氧树脂加劲层4为4mm,共9层36mm，Fr4环氧树脂上、下封板2、3分别为12mm，共24mm，支座有效高度为110mm，支座总高度为120mm，总平面尺寸为240mm×240mm

剥离试验：对该支座进行剥离试验以检验内部橡胶层5与Fr4环氧树脂加劲层4的牢固程度。采用90°剥离法对板材和橡胶的胶结性进行试验。Fr4板材试样标准尺寸为65mm*24mm*3mm，试验前对试件进行清洗，清洗干净待干燥后，喷涂胶粘剂。将橡胶和板材一起放在膜具中，再放入平板硫化试验机内硫化，硫化在140℃及15MPa压强情况下进行30分钟。实验结果显示Fr4板材平均剥离强度为14.57kN/m,离散系数为4.9％，Fr4板材的剥离试验结果如表1所示。

表1 Fr4环氧板剥离强度结果

隔震支座竖向刚度试验：该支座进行了竖向荷载8MPa和17MPa的竖向刚度试验。通过对试验数据分析得到两种面压下的竖向刚度分别492.61kN/mm和349.82kN/mm。随着竖向荷载的增加，其竖向刚度有所下降。8MPa和17MPa竖向荷载与位移曲线图如图2、3所示。

隔震支座剪压试验：测量Fr4支座的水平刚度，首先σ

隔震支座等效阻尼比：竖向压力选取8MPa、10MPa、12MPa、15MPa和17MPa五种工况，剪应变都为±100％，在不同竖向面压下的等效阻尼比见表2所示。

表2剪应变γ＝±100％下不同竖向面压的等效阻尼比

试验结果表明，支座的等效阻尼比是随着竖向面压的增加而增加，尤其是在竖向面压较大时，等效阻尼比增幅也较大，8MPa荷载下的阻尼比是17MPa时的57.07％，支座的等效阻尼比增加较为明显。

本发明所述支座采用造价较低的芯材，使得隔震支座的成本大大降低；该支座因组件的性能，具有阻燃性且环保。对其力学性能进行检验，发现其力学性能优良。

上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。