專利名稱：滑移型多維隔震裝置的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型屬于土木工程建筑物抗震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種滑移型多維隔震裝置。
二背景技術(shù)：
目前針對建筑抗震的隔震裝置有兩大類，一類是以側(cè)向柔性變形為代表隔震裝置，如橡膠隔震裝置、鉛芯橡膠隔震墊，具有較好的耗能能力和一定的限位能力，但存在耐久性不足、變形能力有限、造價相對偏高等問題。另一類是以滑移為形式的隔震裝置，如以滾珠、滾軸、砂礫作為滑移材料的隔震裝置等，與前者相比這類裝置通常具有承載力高、造價低、耐久性好、制作簡單的特點(diǎn)，但也存在一些問題即要么沒有水平耗能限位和自動復(fù)位功能；要么不具有水平各向同性，非設(shè)計(jì)方向性能表現(xiàn)不理想；要么豎向沒有一定剛度，對建筑物在豎向地震荷載作用下的提離沒有有效控制，不具有豎向隔震能力。根據(jù)唐山地震震害調(diào)查和國內(nèi)外大量的實(shí)驗(yàn)研究，可以認(rèn)為對于一般建筑物采用滑移隔震具有非常好的效果，在較大水平地震力作用下隔震層上部結(jié)構(gòu)可相對于下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生滑移，使上部結(jié)構(gòu)基本處于彈性狀態(tài)而避免破壞。在采用滑移隔震體系研究中，考慮到對某一建筑物而言，地震力的作用方向是不可預(yù)知的、復(fù)雜的，可能是水平的某個方向，甚至還包含垂直方向，故解決滑移型隔震裝置的水平各向同性(包括耗能和限位能力)和豎向隔震的問題不容忽視。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對目前現(xiàn)有隔震裝置存在的缺陷提供一種承載力高、價格低廉、性能可靠、施工方便、耐久性好的滑移型多維隔震裝置。
本實(shí)用新型所提供的滑移型多維隔震裝置，由隔震支座下板(12)、低摩擦系數(shù)材料涂覆層(2)、耗能鋼片(3)、預(yù)壓彈簧(4)、圓鋼滑塊(5)、圓環(huán)滑板(6)、隔震支座上板(7)、上板圓鋼連塊(8)、錨筋(10)、預(yù)拉彈簧(11)、焊縫(13)組成。隔震支座下板與下部結(jié)構(gòu)(1)預(yù)埋鋼板用焊縫焊接；隔震支座上板既可設(shè)錨筋與上部結(jié)構(gòu)(9)整澆，也可與上部結(jié)構(gòu)預(yù)埋鋼板通過焊縫(13)焊接。耗能鋼片呈U型，垂直放置，一端與圓鋼滑塊側(cè)面用焊縫(13)焊接，另一端與隔震支座下板內(nèi)側(cè)面用焊縫(13)焊接，所需數(shù)目根據(jù)計(jì)算需要定，水平環(huán)向布置；圓鋼滑塊與連接隔震支座上板之間通過上板圓鋼連塊連接，連接形式為螺紋連接；在隔震支座上、下板四角處設(shè)環(huán)孔，預(yù)拉彈簧兩端分別與之鉸接，使預(yù)拉彈簧可適應(yīng)隔震支座上板和隔震支座下板之間在水平任意方向的相對變位；預(yù)壓彈簧一端放置在隔震支座下板的圓柱形盲孔中固定、另一端與圓環(huán)滑板用焊縫(13)焊接；圓鋼滑塊、隔震支座下板、圓環(huán)滑板、隔震支座上板接觸面均涂覆有低摩擦系數(shù)材料(2)，圓鋼滑塊與隔震支座下板接觸可滑移，圓環(huán)滑板與隔震支座上板接觸可滑移。
在采用滑移型多維隔震裝置時，可按建筑物類別和當(dāng)?shù)卦O(shè)防烈度，選取合適的摩擦材料和耗能鋼片剛度及數(shù)目，分別選用合適的預(yù)拉彈簧預(yù)拉力與預(yù)壓彈簧預(yù)壓力值。在風(fēng)載和小震作用時，由于摩擦力的作用，隔震裝置維持原狀。當(dāng)水平地震力大于設(shè)計(jì)值時，隔震裝置上、下板產(chǎn)生相對滑移，帶動耗能鋼片變形和預(yù)拉彈簧產(chǎn)生斜向變形，U型耗能鋼片和斜向預(yù)拉彈簧的變形起耗能和限制過大位移量的作用，且在地震強(qiáng)度衰減時，由于初始剛度的作用使其具有自復(fù)位能力。不論水平地震力是何方向，環(huán)向均勻布置的U型耗能鋼片都可以按各自的變形模式共同工作，U型耗能鋼片整體表現(xiàn)出的耗能限位能力幾乎不受地震力方向的影響；同時鉸接于隔震支座上下板四角的預(yù)拉彈簧也可在水平各個方向表現(xiàn)出相同的力學(xué)性能。在水平相對滑移發(fā)生時，圓環(huán)滑板相對于隔震支座上板滑動，圓環(huán)滑板的形式保證了其處在任意滑移位置時在預(yù)壓彈簧力的作用下，裝置均能按設(shè)計(jì)要求工作。在豎向地震力作用下，垂直放置的耗能鋼片所具有的豎向剛度及預(yù)拉彈簧的預(yù)拉力在地震力較小時可防止隔震層上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生提離；當(dāng)?shù)卣鹕蠏伭Υ笥诮Y(jié)構(gòu)自重時，U型耗能鋼片產(chǎn)生變形吸收能量，同時預(yù)拉彈簧拉力增加(預(yù)壓彈簧壓力減小)，可減少上部結(jié)構(gòu)提離量，上部結(jié)構(gòu)下落時，U型耗能鋼片已發(fā)生的豎向變形與預(yù)壓彈簧共同起緩沖作用。
本實(shí)用新型所提供的滑移型多維隔震裝置具有構(gòu)造簡單、隔震耗能效果好、施工方便的優(yōu)點(diǎn)，由于主材均為鋼材，取材方便，制作加工簡單，造價低廉，耐久性好，可實(shí)施性強(qiáng)。它不僅能夠隔離水平任意方向的地震力作用，表現(xiàn)出水平各向同性，且具有耗能限制結(jié)構(gòu)滑移量，能夠按預(yù)先設(shè)計(jì)使隔震裝置在遭遇地震設(shè)計(jì)強(qiáng)度時有足夠的變形能力和一定的自復(fù)位功能；同時還具有豎向隔震作用，能控制上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生提離，具有一定的豎向隔震能力，有效解決了滑移型隔震裝置普遍存在的問題。它可廣泛應(yīng)用于層間剪切型建筑物、構(gòu)筑物上，也可應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)。
四

圖1滑移型多維隔震裝置總的剖視結(jié)構(gòu)示意圖圖2滑移型多維隔震裝置平面結(jié)構(gòu)示意圖圖3滑移型多維隔震裝置中圓環(huán)滑板剖視結(jié)構(gòu)示意圖圖1是圖2的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖1的B-B剖面中圓環(huán)滑板剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1下部結(jié)構(gòu)、2摩擦材料涂覆層、3U型耗能鋼片、4預(yù)壓彈簧、5圓鋼滑塊、6圓環(huán)滑板、7隔震支座上板、8上板圓鋼連塊、9上部結(jié)構(gòu)、10隔震支座上板錨筋、11預(yù)拉彈簧、12隔震支座下板、13焊縫。
五具體實(shí)施方式
隔震支座下板12與下部結(jié)構(gòu)1預(yù)埋鋼板連接可采用螺栓連接或通過焊縫13焊接，本實(shí)施例采用焊接。隔震支座上板7既可設(shè)錨筋10與上部結(jié)構(gòu)9整澆，也可與上部結(jié)構(gòu)9預(yù)埋鋼板焊接或螺栓連接，本實(shí)施例采用設(shè)錨筋10與上部結(jié)構(gòu)9整澆。圖中U型耗能鋼片3數(shù)目為六個，水平環(huán)向均勻布置，一端與圓鋼滑塊5外側(cè)面用焊縫13焊接，另一端與隔震支座下板12內(nèi)側(cè)面用焊縫13焊接。U型耗能鋼片3數(shù)目也可以是四個或五個，具體視需要定。為便于安裝和保證耗能鋼片在往復(fù)荷載作用下與圓鋼滑塊5和隔震支座下板12的連接質(zhì)量，U型耗能鋼片安裝也可按如下方法安裝在圓鋼滑塊5外側(cè)面和隔震支座下板12內(nèi)側(cè)面豎向開槽，槽寬略大于U型耗能鋼片3厚度，槽高略大于U型耗能鋼片3高度，槽深15mm，U型耗能鋼片3兩端插入槽孔焊接；或者是在圓鋼滑塊5外側(cè)面和隔震支座下板12內(nèi)側(cè)面安裝U型耗能鋼片3位置豎向開2-4個安裝螺孔，U型耗能鋼片兩端對應(yīng)開圓孔，用安裝螺栓固定。上板圓鋼連塊8一端面與隔震支座上板7通過焊縫13焊接13，其柱面上有外螺紋，與圓鋼滑塊5內(nèi)孔柱面的內(nèi)螺紋形成螺紋連接。在上部結(jié)構(gòu)重量作用下，圓鋼滑塊5下表面與隔震支座下板12上表面接觸可滑移。預(yù)拉彈簧11兩端分別與隔震支座上板7和隔震支座下板12鉸接，使預(yù)拉彈簧11可適應(yīng)隔震支座上板7和隔震支座下板12之間在水平任意方向的相對變位；預(yù)壓彈簧4一端與圓環(huán)滑板6焊接固定，一端與隔震支座下板12焊接固定，在預(yù)壓彈簧4彈力作用下圓環(huán)滑板6上表面與隔震支座上板2下表面接觸可滑移，既可以起到上部結(jié)構(gòu)在豎向產(chǎn)生提離時起緩沖作用，又不影響滑移。圓鋼滑塊5與隔震支座下板12之間接觸面以及圓環(huán)滑板6與隔震支座上板7之間接觸面均涂覆有低摩擦系數(shù)材料2，當(dāng)滑移隔震層發(fā)生水平位移時，與上部結(jié)構(gòu)相連的隔震支座上板7和圓鋼滑塊5相對于與下部結(jié)構(gòu)相連的圓環(huán)滑板6和隔震支座下板12之間產(chǎn)生相對滑移。
權(quán)利要求1.滑移型多維隔震裝置，其特征在于該裝置由隔震支座下板(12)、低摩擦系數(shù)材料涂覆層(2)、耗能鋼片(3)、預(yù)壓彈簧(4)、圓鋼滑塊(5)、圓環(huán)滑板(6)、隔震支座上板(7)、上板圓鋼連塊(8)、錨筋(10)、預(yù)拉彈簧(11)、焊縫(13)組成，隔震支座下板(12)與下部結(jié)構(gòu)(1)中的預(yù)埋鋼板通過焊縫(13)焊接，隔震支座上板(7)設(shè)錨筋與上部結(jié)構(gòu)(9)整澆；隔震支座上板(7)與隔震支座下板(12)之間設(shè)有耗能鋼片(3)，一端與圓鋼滑塊(5)外側(cè)面連接，另一端與隔震支座下板(12)內(nèi)側(cè)面連接；圓鋼滑塊(5)與連接隔震支座上板(7)之間通過上板圓鋼連塊(8)螺紋連接；預(yù)拉彈簧(11)與隔震支座上板(7)、隔震支座下板(12)鉸接；預(yù)壓彈簧(4)一端放置在隔震支座下板(12)的圓柱形盲孔中固定，另一端與圓環(huán)滑板(6)焊接；圓鋼滑塊(5)、隔震支座下板(12)、圓環(huán)滑板(6)、隔震支座上板(7)接觸面均涂覆有低摩擦系數(shù)材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑移型多維隔震裝置，其特征在于耗能鋼片(3)為U型，鋼片垂直放置，數(shù)目可根據(jù)要求調(diào)整，水平環(huán)向均勻布置。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種滑移型多維隔震裝置，屬于土木工程建筑物抗震技術(shù)領(lǐng)域。該裝置由隔震支座下板、低摩擦系數(shù)材料涂覆層、耗能鋼片、預(yù)壓彈簧、圓鋼滑塊、圓環(huán)滑板、隔震支座上板、上板圓鋼連塊、錨筋、預(yù)拉彈簧、焊縫組成，隔震支座下板與下部結(jié)構(gòu)中的預(yù)埋鋼板焊接，隔震支座上板設(shè)錨筋與上部結(jié)構(gòu)整澆；隔震支座上板與隔震支座下板之間設(shè)有耗能鋼片；圓鋼滑塊與連接隔震支座上板之間通過上板圓鋼連塊螺紋連接；圓鋼滑塊、隔震支座下板、圓環(huán)滑板、隔震支座上板接觸面均涂覆有低摩擦系數(shù)材料。本裝置具有構(gòu)造簡單、取材方便，造價低廉，耐久性好、隔震耗能效果好、易于施工的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于建筑物、構(gòu)筑物，也可應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)。
文檔編號E04H9/02GK2804215SQ200520073159
公開日2006年8月9日 申請日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者黃偉, 馬玲 申請人:安徽工業(yè)大學(xué)