專利名稱：具有耗能摩擦副的球形支座的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及土木工程技術領域，具體涉及一種用于土木工程結構的減振 (震)支座。
背景技術：
地震、風振和其他設備振動都可能引起建筑結構自身的振動。較小的振動可能導 致結構的損傷累積，設備的不正常運行以及人體感覺不舒適等不良反應，大的振動，如強地 震，則可直接對結構的安全構成威脅。減(振)震技術作為一種新穎且行之有效的技術正越來越多地被應用于各類新 建、改擴建和加固工程。目前的減(振)震技術一般通過各種減(振)震支座與各種阻尼器 的聯合使用來實現。減(振)震支座主要釋放結構位移和變形，而阻尼器則負責耗能。普 通的減(振)震支座無法同時實現釋放結構位移變形和提供良好耗能能力的功能。
實用新型內容為了解決上述問題，本實用新型的目的在于，提供一種具有耗能摩擦副的球形支 座，該支座具有一起到減震消能作用的耗能摩擦副，在地震、大風及其它振動發(fā)生時，減震 效果明顯。本實用新型所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現具有耗能摩擦副的球形支座，包括球形支座主體，所述球形支座主體包括用于連 接上部工程結構的上支座板、用于連接下部工程結構的下支座板，所述上支座板與所述下 支座板之間設有一中間球面板，其特征在于所述中間球面板通過一中間體連接所述下支 座板，所述中間體的上表面與所述中間球面板的下表面配套，所述中間體的下表面與所述 下支座板的上表面設有一用于通過摩擦來消耗能量的耗能摩擦副。在遭遇地震、強風或其 它偶然作用時，工程結構的位移增大，當支座的位移量超出正常工作的范圍，上支座板帶動 中間體開始滑動，此時耗能摩擦副發(fā)揮耗能作用。所述下支座板的上表面設有不銹鋼板，所述中間體的下表面設有不銹鋼板，構成 耗能摩擦副。所述下支座板上的不銹鋼板和所述中間體上的不銹鋼板，采用耐磨不銹鋼板。 耐磨不銹鋼板具有摩擦系數穩(wěn)定，摩擦耗損率低的特點。所述球形支座主體還包括一高阻尼橡膠環(huán)，所述高阻尼橡膠環(huán)位于所述下支座板 內側。所述高阻尼橡膠環(huán)由天然橡膠和合成橡膠加入填充劑、補強劑、可塑劑、硫化劑等配 合劑制成，具有良好的滯回耗能能力(等效阻尼比可達20-30%)。在中間體位移繼續(xù)增大 的過程中，當中間體碰到高阻尼橡膠環(huán)時，高阻尼橡膠環(huán)受到擠壓，本實用新型實現第二次 耗能。同時，高阻尼橡膠環(huán)還能夠提供一定的回復力，使支座恢復原位。有益效果由于采用了上述技術方案，本實用新型解決了長期以來普通支座不能 提供較大的阻尼力的問題，克服了在地震、強風作用下耗能減(振)震能力不夠的缺陷，通 過以耗能摩擦副為主，高阻尼橡膠環(huán)為輔的雙重耗能機制，最終達到了較好的減(振)震效果，具有較好的經濟效益和社會效益。
圖1為本實用新型的一種結構示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下 面結合具體圖示進一步闡述本實用新型。具有耗能摩擦副的球形支座，主要包括球形支座主體。球形支座主體主要包括上 支座板1、下支座板7、中間球面板3、中間體5。上支座板1用于連接上部工程結構，下支座 板7用于連接下部工程結構。上支座板1與下支座板7之間設有一中間球面板3，中間球面 板3與下支座板7之間設有中間體5。上支座板1的下表面設有不銹鋼板，中間球面板3的上表面設有平面滑板2，上支 座上的不銹鋼板與中間球面板3上的平面滑板2構成平面摩擦副，使支座能實現水平方向 的滑動。中間球面板3的下弧表面鍍硬鉻，中間體5的上表面設有球面滑板4。中間球面板 3上的硬鉻與中間體5的球面滑板4構成球面摩擦副，使支座能實現一定程度的轉動。中 間體5的下表面設有不銹鋼板，下支座板7的上表面設有不銹鋼板。中間體5上的不銹鋼 板與下支座板7上的不銹鋼板構成耗能摩擦副。耗能摩擦副具有耗能作用。上述不銹鋼板 可以采用貼覆的方式置于其相應的主體上。球面滑板4可以通過鑲嵌的方式置于中間體5 上，弧度與中間球面板3的弧度相同。具有耗能摩擦副的球形支座各部件材質球形支座主體采用鑄鋼球形支座主體， 材質優(yōu)選德國DIN標準的Gs20Mn5鑄鋼，該種鑄鋼在普通鑄鋼的基礎上添加多種微量元素， 并進行多層防銹處理，可焊性高，耐腐蝕性強。上支座板1的剖面可以呈“n”形，上支座板 1上的不銹鋼板可以采用高質量鏡面不銹鋼板，鏡面不銹鋼板具有滑動摩擦系數低，正常使 用情況下能夠有效釋放上部結構的溫度應力的特點。中間體5的剖面可以呈“T”形，中間 體5的下表面的不銹鋼板和下支座板7的上表面的不銹鋼板采用耐磨不銹鋼板，耐磨不銹 鋼板摩具有擦系數穩(wěn)定，摩擦耗損率低的特點。中間球面板3上的平面滑板2和中間體5的 球面滑板4采用改性超高分子量聚乙烯材料或聚四氟乙烯材料，價格便宜、且抗壓強度高， 采用上述材料的具有耗能摩擦副的球形支座抗壓強度可達60Mpa。為了進一步提高具有耗能摩擦副的球形支座的減(振)震效果，下支座板7內側 設有一高阻尼橡膠環(huán)6。高阻尼橡膠環(huán)6由天然橡膠和合成橡膠加入填充劑、補強劑、可塑 劑、硫化劑等配合劑制成，具有良好的滯回耗能能力(等效阻尼比可達20-30% )。具有耗能摩擦副的球形支座工作過程在正常使用情況下，具有耗能摩擦副的球 形支座，能夠通過中間球面板3傳力，各向轉動性能一致，不會出現力的縮頸現象，特別是 作用在混凝土上時，反力比較均勻，適用于各類結構形式復雜的節(jié)點構造。并且具有耗能 摩擦副的球形支座在轉動時，由于它的轉動力矩只與支座球面半徑及各接觸面的摩擦系數 有關，與支座轉角大小無關，轉動力矩小，特別適用于大轉角的要求，設計轉角可達0. 06rad 以上。當遭遇地震、強風或其它偶然作用時，工程結構的位移增大，一旦支座的位移量超出 正常工作的范圍，上支座板1帶動中間體5開始滑動，此時耗能摩擦副發(fā)揮耗能作用。在中間體5位移繼續(xù)增大的過程中，當中間體5碰到高阻尼橡膠環(huán)6時，高阻尼橡膠環(huán)6受到擠 壓，本實用新型實現第二次耗能。同時，高阻尼橡膠環(huán)6還能夠提供一定的回復力，使支座 恢復原位。 以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征以及本實用新型的優(yōu)點。本 行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描 述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型 還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新 型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求具有耗能摩擦副的球形支座，包括球形支座主體，所述球形支座主體包括用于連接上部工程結構的上支座板、用于連接下部工程結構的下支座板，所述上支座板與所述下支座板之間設有一中間球面板，其特征在于所述中間球面板通過一中間體連接所述下支座板；所述中間體的上表面與所述中間球面板的下表面配套，所述中間體的下表面與所述下支座板的上表面之間設有一用于通過摩擦來消耗能量的耗能摩擦副。
2.根據權利要求1所述的具有耗能摩擦副的球形支座，其特征在于所述下支座板的 上表面設有不銹鋼板，所述中間體的下表面也設有不銹鋼板；所述耗能摩擦副包括所述下支座板上的不銹鋼板和所述中間體上的不銹鋼板。
3.根據權利要求2所述的具有耗能摩擦副的球形支座，其特征在于所述下支座板上 的不銹鋼板和所述中間體上的不銹鋼板，均采用耐磨不銹鋼板。
4.根據權利要求1所述的具有耗能摩擦副的球形支座，其特征在于所述球形支座主 體還包括一高阻尼橡膠環(huán)，所述高阻尼橡膠環(huán)位于所述下支座板內側。
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的具有耗能摩擦副的球形支座，其特征在于 所述球形支座主體是一采用Gs20Mn5鑄鋼材料的鑄鋼球形支座主體。
6.根據權利要求1至4中任意一項所述的具有耗能摩擦副的球形支座，其特征在于 所述中間體的上表面設有球面滑板，所述球面滑板采用改性超高分子量聚乙烯材料。
7.根據權利要求1至4中任意一項所述的具有耗能摩擦副的球形支座，其特征在于 所述中間體的上表面設有球面滑板，所述球面滑板采用聚四氟乙烯材料。
8.根據權利要求1至4中任意一項所述的具有耗能摩擦副的球形支座，其特征在于 所述上支座板上的下表面設有不銹鋼板，所述上支座板上的不銹鋼板采用鏡面不銹鋼板。
專利摘要本實用新型涉及一種用于土木工程結構的減(振)震支座。具有耗能摩擦副的球形支座，包括球形支座主體，球形支座主體包括上支座板、支座板，所述上支座板與所述下支座板之間設有一中間球面板，中間球面板通過一中間體連接下支座板。中間體的上表面與中間球面板的下表面配套，中間體的下表面與下支座板的上表面之間設有一用于通過摩擦來消耗能量的耗能摩擦副。本實用新型通過以耗能摩擦副為主，高阻尼橡膠環(huán)為輔的雙重耗能機制，最終達到了較好的減震效果，具有較好的經濟效益和社會效益。
文檔編號E04B1/98GK201581517SQ20092028683
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權日2009年12月30日
發(fā)明者馮軍, 汪洋, 韓凱翔 申請人:上海英谷橋梁科技有限公司