一种复合型隔震耗能支座

技术领域

本发明涉及一种隔震装置，尤其是涉及一种复合型隔震耗能支座。

背景技术

隔震技术是通过将水平向隔震系统（即隔震层）设置在建筑下部结构和上部结构之间，用较大的隔震层相对位移吸收地震作用力，延长建筑物自振周期，增大阻尼，减小上部结构的地震作用，从而减少建筑主体结构和非结构构件弹塑性破坏。隔震支座是指结构为达到隔震要求而设置的支承装置，是在上部结构与地基之间增加隔震层，安装橡胶隔震支座，起到与地面的软连接，通过这样的技术，可以把地震80%左右的能量抵消掉。例如叠层橡胶支座(或称隔震橡胶支座、夹层橡胶垫等)。它是一种水平刚度较小而竖向刚度较大的结构构件，可承受大的水平变形，可作为承重体系的一部分。这样的抗震技术来源于火箭发动机的研发。同时，国内外已建成的隔震建筑其隔震层的元器件普遍采用隔震橡胶支座（简称"隔震支座"）。隔震结构对比传统的抗震结构，能更大程度地保护建筑物内部人员安全，更有效保护室内设施和设备仪器，减少财产损失。隔震建筑构造是为了实现建筑结构的隔震设计要求，而形成的各构件之间组合形式，一般可不进行计算。隔震构造核心在于隔震缝的处理，其设计应保证建筑的上部结构与下部结构或室外地坪，及隔震建筑与其相邻建筑或构筑物完全脱开，使隔震层水平移动不受限制。

从上个世纪60、70 年代开始，人们对隔震支座进行了比较系统的研究和实验，并在实际的工程中进行试验，并且做了大量的跟踪观察。关于隔震元件的研究，主要有两个方面：一方面积极探索新材料、新工艺、新方法研制各种隔震元件；另一方面研究如何在工程实际中应用隔震支座，并考虑它们的隔震性能和工程造价问题。他们可以作为单独的构件，也可以组合起来使用，有时候需要根据建筑功能的要求来决定，支撑隔震器主要承担建筑物上部结构的荷载，减震阻尼器主要是控制隔震支座产生的水平变形不会超过规范中规定的限值，减轻建筑上部结构的晃动，在地震结束时还能复位。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合型隔震耗能支座，该支座隔震性能好、传力明确、构造简单、安全可靠、耗能多。

为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案如下：

一种复合型隔震耗能支座，包括上连接板和下连接板，组合耗能器、橡胶支座、阻燃板和挡块，所述上连接板和下连接板上下平行设置，所述橡胶支座固定在上、下连接板之间的中心处，所述阻燃板的数量是四块，围成一个空心的上下开口的长方体结构，套装在橡胶支座外并位于上、下连接板之间，橡胶支座与阻燃板之间不接触；所述组合耗能器为两个，位于阻燃板的左右两侧；组合耗能器的顶端与上连接板相接触，底端与下连接板相接触，所述上连接板和下连接板上位于阻燃板和组合耗能器之间以及两个组合耗能器的外侧各镶嵌有两个挡块；组合耗能器的顶面和底面分别可以在由同一平面中的四个挡块形成的区域内滑动摩擦。

进一步地，所述橡胶支座是实心的圆柱体结构，由叠层橡胶制成，所述叠层橡胶是由钢板与橡胶交替叠合而成，在橡胶内填充有铅芯。

进一步地，所述组合耗能器包括有上摩擦滑块、上底碗、圆形压缩弹簧、下底碗和下摩擦滑块， 所述上摩擦滑块与上连接板相接触，下摩擦滑块与下连接板相接触，上、下摩擦滑块相对设置；上底碗固定在上摩擦滑块底面中心处，下底碗固定在下摩擦滑块顶面中心处，上、下底碗对称设置，上、下底碗之间设置有圆形压缩弹簧，上摩擦滑块和下摩擦滑块之间设置有滑动摩擦支架，滑动摩擦支架为两根，分别位于上、下底碗的两侧。

进一步地，所述滑动摩擦支架包括有上摩擦板和下摩擦板，所述上摩擦板为两块，分别设置在上摩擦滑块底面的两端；下摩擦板为两块，分别设置在下摩擦滑块顶面的两端，两块下摩擦板分别位于两块上摩擦板的外侧，同侧的上、下摩擦板部分重叠并接触，两者之间可以滑动摩擦。

进一步地，所述滑动摩擦支架为可伸缩套杆。

本发明所具有的优点和有益效果是：

本发明一种复合型隔震耗能支座在发生地震时，橡胶支座与组合耗能器协调工作，组合耗能器的摩擦滑块左右移动摩擦耗能，内部圆形压缩弹簧可压缩及左右摆动耗能，滑动隔震的结构使基础只能向上部结构传递有限的地震力作用，起到保护上部结构的作用。能避开绝大多数地震波产生的共振效应。此外，摩擦力做功，能消耗结构的振动能量，增加结构阻尼，降低结构地震反应。本发明中的橡胶支座是由多层钢板与橡胶交替叠合而成，钢板作为橡胶支座的加劲材料，改变了橡胶体竖向刚度较小的特点，使其既能降低水平地震作用，又能承受较大竖向荷载。由于橡胶作为弹性体，耗能性不足，因此在支座中加入铅芯。铅芯橡胶隔震支座既能够承担整个上部结构的竖向荷载，延长结构周期，又能提供一定的阻尼，使得下部结构即墩和墩台的地震力重新分配，隔震层的位移也不会很大，具有很好的隔震效果。同时，铅芯橡胶隔震支座又具备一定的初始水平刚度，能够抵御荷载和制动荷载的作用。

本发明结构简单，变形大，耗能效果优异，隔震性能良好，将叠层橡胶隔震支座和摩擦滑动支座组合运用，能利用滑动摩擦耗能增大阻尼，利用橡胶支座自复位能力取得更好的隔震效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述：

图1为实施例1所述复合型隔震耗能支座示意图；

图2为实施例1所述组合耗能器结构示意图；

图3为图1中A-A处剖面图；

图4为实施例2所述复合型隔震耗能支座示意图；

图5为实施例2所述组合耗能器结构示意图；

图6为图4中B-B处剖面图。

图中：1为上连接板；2为下连接板；3为组合耗能器；4为橡胶支座；5为阻燃板；6为挡块； 3-1为上摩擦滑块；3-2为上底碗；3-3为上摩擦板；3-4为下摩擦板；3-5为圆形压缩弹簧；3-6为下底碗；3-7为下摩擦滑块；3-8为可伸缩套杆。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围内。

实施例1：

如图1、3所示，本实施例一种复合型隔震耗能支座，包括上连接板1和下连接板2，组合耗能器3、橡胶支座4、阻燃板5和挡块6，所述上连接板1和下连接板2上下平行设置，所述橡胶支座4固定在上、下连接板之间的中心处，所述橡胶支座4是实心的圆柱体结构，由叠层橡胶制成，所述叠层橡胶是由钢板与橡胶交替叠合而成，每两层钢板与七层橡胶相邻设置，在橡胶内填充有铅芯。钢板作为橡胶支座的加劲材料，改变了橡胶体竖向刚度较小的特点，使其既能降低水平地震作用，又能承受较大竖向荷载。由于橡胶作为弹性体，耗能性不足，因此在支座中加入铅芯。铅芯橡胶隔震支座既能够承担整个上部结构的竖向荷载，延长结构周期，又能提供一定的阻尼，使得下部结构即墩和墩台的地震力重新分配，隔震层的位移也不会很大，具有很好的隔震效果。同时，铅芯橡胶隔震支座又具备一定的初始水平刚度，能够抵御荷载和制动荷载的作用。利用钢板和橡胶的各自的优点相互叠合而成。为了使叠层橡胶支座具有适当的阻尼比使支座具有一定的侧向刚度。在制造叠层橡胶支座时在中间加入粘性材料，或者在橡胶中加入适量的石墨制成高阻尼橡胶。所述阻燃板5为预制阻燃板，与橡胶支座高度相同，所述阻燃板5的数量是四块，围成一个空心的上下开口的长方体结构，套装在橡胶支座外并位于上、下连接板之间，橡胶支座与阻燃板之间不接触，所述橡胶支座4与阻燃板5之间的距离不得低于规范要求。所述组合耗能器3为两个，位于阻燃板5的左右两侧；组合耗能器的顶端与上连接板相接触，底端与下连接板相接触，所述上连接板1和下连接板2上位于阻燃板5和组合耗能器3之间以及两个组合耗能器的外侧各镶嵌有两个挡块6；纵向相邻两个挡块之间的距离稍小于组合耗能器3的长度d；所述挡块6用于与所述组合耗能器3接触并可阻止组合耗能器3向内部橡胶支座4滑动，避免橡胶支座4受损。

上连接板上的八个挡块与下连接板上的八个挡块位置对应；横向相邻的两个挡块之间留有组合耗能器3可以摩擦滑动的足够距离。组合耗能器3的顶面和底面分别可以在同一平面中的四个挡块形成的区域内滑动摩擦。

如图2所示，本实施例所述的组合耗能器3包括有上摩擦滑块3-1、上底碗3-2、圆形压缩弹簧3-5、下底碗3-6和下摩擦滑块3-7， 所述上摩擦滑块与上连接板相接触，下摩擦滑块与下连接板相接触，上、下摩擦滑块相对设置；上底碗固定在上摩擦滑块底面中心处，下底碗固定在下摩擦滑块顶面中心处，上、下底碗对称设置，上、下底碗之间设置有圆形压缩弹簧，上下底碗通过螺栓固定在上下摩擦滑块上，上摩擦滑块和下摩擦滑块之间设置有滑动摩擦支架，滑动摩擦支架为两根，分别位于上、下底碗的两侧。

本实施例中所述滑动摩擦支架包括有上摩擦板3-3和下摩擦板3-4，所述上摩擦板为两块，分别设置在上摩擦滑块底面的两端；下摩擦板为两块，分别设置在下摩擦滑块顶面的两端，两块下摩擦板分别位于两块上摩擦板的外侧，同侧的上、下摩擦板部分重叠并接触，两者之间可以滑动摩擦。

实施例2：

如图4-6所示，本实施例所述的一种复合型隔震耗能支座的滑动摩擦支架为可伸缩套杆3-8。其余同实施例1。

本发明的工作原理如下：

本发明一种复合型隔震耗能支座安装于隔震层内，所述上连接板固接于隔震层的上部结构，所述下连接板固接于隔震层的下部结构。地震时，橡胶支座与组合耗能器协调工作，组合耗能器的摩擦滑块左右移动摩擦耗能，内部圆形压缩弹簧可压缩及左右摆动耗能，橡胶支座是由多层钢板与橡胶交替叠合而成，钢板作为橡胶支座的加劲材料，改变了橡胶体竖向刚度较小的特点，使其既能降低水平地震作用，又能承受较大竖向荷载。由于橡胶作为弹性体，耗能性不足，因此在支座中加入铅芯。铅芯橡胶隔震支座既能够承担整个上部结构的竖向荷载，延长结构周期，又能提供一定的阻尼，使得下部结构即墩和墩台的地震力重新分配，隔震层的位移也不会很大，具有很好的隔震效果。同时，铅芯橡胶隔震支座又具备一定的初始水平刚度，能够抵御荷载和制动荷载的作用。利用钢板和橡胶的各自的优点相互叠合而成。为了使叠层橡胶支座具有适当的阻尼比使支座具有一定的侧向刚度。在制造叠层橡胶支座时在中间加入粘性材料，或者在橡胶中加入适量的石墨制成高阻尼橡胶，橡胶隔震支座既能够承担整个上部结构的竖向荷载，延长结构周期，又能提供一定的阻尼，具有很好的隔震效果。同时，橡胶隔震支座又具备一定的初始水平刚度，能够抵御荷载和制动荷载的作用，且在圆形压缩弹簧的作用下，可加快橡胶支座的复位。

以上所述是本发明的优选实施方式，本发明所属技术领域的技术人员可以对以上所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充，例如将所述挡块修改成可压缩挡块，其内部设置有复位弹簧。压缩挡块用于与所述组合耗能器接触并在所述组合耗能器压力作用下发生压缩，其中，所述压缩挡块发生压缩的方向与所述组合耗能器移动方向垂直。这些修改或补充也应视为发明的保护范围。