專利名稱：鋼鉛組合芯減隔震橡膠支座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鋼鉛組合芯減隔震橡膠支座，特別適用于在地震多發(fā)區(qū)的房屋、橋梁等工程中采用，以減小結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。
背景技術(shù)：
地震給人類造成了非常慘重的生命財產(chǎn)損失，這其中土木工程的損壞和倒塌占了其中的很大一部分。目前，工程界對于結(jié)構(gòu)抗震研究已歷時較久，研究工作已比較深入，研究范圍也比較全面，但是實際效果并不是非常的理想，2008年我國汶川大地震的悲慘景象仍歷歷在目。這就使得全世界的工程抗震人員開始對現(xiàn)行的抗震設(shè)計規(guī)范和常用抗震措施進(jìn)行反思和改進(jìn)，以研發(fā)出新的減隔震裝置，增強(qiáng)工程結(jié)構(gòu)的抗震能力，保護(hù)人民的生命財產(chǎn)安全。減隔震技術(shù)也因此成為工程抗震的研究熱點之一。減隔震技術(shù)包括隔震和減震兩種技術(shù)。其中隔震是利用隔震體系，設(shè)法阻止地震能量進(jìn)入安裝了隔震裝置的主體結(jié)構(gòu)。減震則是利用特制減震構(gòu)件或裝置，使之在強(qiáng)震時率先進(jìn)入塑性區(qū)，產(chǎn)生大阻尼，大量消耗進(jìn)入主體結(jié)構(gòu)的能量。通過選擇適當(dāng)?shù)臏p隔震裝置與安裝位置，可以控制結(jié)構(gòu)內(nèi)力的大小及其分布。國內(nèi)外工程抗震人員已研發(fā)了許多類型的減隔震裝置，如橡膠支座、鉛芯橡膠支座、滑動摩擦型減隔震支座、彈塑性減震耗能鋼阻尼器、磁流變阻尼器、油阻尼器以及鋼鉛組合耗能裝置等。將現(xiàn)有的兩種或多種減隔震方法組合應(yīng)用，以及應(yīng)用新型材料以改進(jìn)現(xiàn)有減隔震裝置的性能，是減隔震裝置研發(fā)的主要方向。鉛芯橡膠支座(墊)是新西蘭學(xué)者在1975年發(fā)展的，該支座通過在普通分層橡膠支座中插入鉛芯而形成，充分利用了鉛芯良好的力學(xué)特性，包括較低的屈服剪力和較高的初始剪切剛度。此外，對鉛芯橡膠支座的動力試驗表明，鉛芯橡膠支座具有良好的滯回特性。 因此在地震作用下，鉛芯橡膠支座不僅利用了橡膠在變形過程中的阻尼耗能，而且鉛芯的屈服同樣能夠延長結(jié)構(gòu)周期，消耗地震能量。鉛芯橡膠支座的另一個優(yōu)點是在溫度、汽車制動力、混凝土徐變等作用下產(chǎn)生的支座抗力較低，利于保證橋墩的抗震性能。工程抗震人員近年來開始對鋼鉛組合材料進(jìn)行了研究，并在電液伺服動靜萬能試驗機(jī)上對該組合材料進(jìn)行了靜動力特性測試，實驗結(jié)果表明鋼鉛組合材料能夠使鋼鉛兩種材料協(xié)同工作，共同參與地震耗能。同時該支座地震位移小、阻尼大、耗能穩(wěn)定且制作工藝簡單，能夠滿足一些特定工程結(jié)構(gòu)的抗震要求。因此，與常規(guī)鉛芯橡膠支座相比，采用鋼鉛組合芯的橡膠支座具有自身明顯的一些特點，同時還降低了有毒物質(zhì)鉛的含量?，F(xiàn)有橡膠支座的夾層鋼板通常為多塊相互平行的水平鋼板，各夾層鋼板相互獨立，鋼板與鋼板之間通過橡膠進(jìn)行聯(lián)系。借鑒土木工程結(jié)構(gòu)中箍筋的布置思想，其中包括兩種布置方式，即矩形箍筋和螺旋型箍筋?，F(xiàn)有的夾層鋼板布置原理同其中的矩形箍筋各矩形箍筋相互獨立，箍筋與箍筋之間通過縱向鋼筋進(jìn)行聯(lián)系。但至今尚未有類似螺旋型箍筋布置的夾層鋼板布置方式。因此，有必要借鑒螺旋型箍筋的基本布置原理，采用螺旋型鋼板代替常規(guī)橡膠支座中的水平夾層鋼板，以便支座中所有鋼板能夠協(xié)同工作，具有更好的整體性和復(fù)位性能。我國當(dāng)前正處于土木交通工程建設(shè)的蓬勃發(fā)展階段，又是地震多發(fā)國家，國家和市場對于工程結(jié)構(gòu)的實用減隔震技術(shù)有著巨大的需求，因此，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計及應(yīng)用實際，研制價格合理、制作工藝簡單的工程結(jié)構(gòu)減隔震支座經(jīng)濟(jì)效益顯著、社會意義重大。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本實用新型的目的是提供一種鋼鉛組合芯減隔震橡膠支座，該橡膠支座采用鋼鉛組合芯代替常規(guī)鉛芯橡膠支座中的鉛芯，使得鋼鉛兩種材料協(xié)同工作，共同耗能，同時該支座采用螺旋型鋼板代替常規(guī)橡膠支座中的水平夾層鋼板，使得該支座所有鋼板能夠協(xié)同工作，具有更好的整體性和復(fù)位性能。上述優(yōu)點使得該工程結(jié)構(gòu)減隔震支座必將得到工程抗震界的廣泛青睞。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的技術(shù)方案為一種鋼鉛組合芯減隔震橡膠支座，其包括上連接板、與上連接板的一個表面連接的上蓋板、與上連接板平行的下連接板、與下連接板的一個表面連接的下蓋板、上蓋板和下蓋板相對設(shè)置且有間隔，設(shè)置在上蓋板和下蓋板之間的若干螺旋形鋼板、填充在若干螺旋形鋼板之間且與其連接的的橡膠、螺旋形鋼板和橡膠組成了橡膠墊，在橡膠墊的中心位置設(shè)置有鋼鉛組合芯，且鋼鉛組合芯的兩端分別連接上蓋板和下蓋板。優(yōu)選的，上連接板與上蓋板及下連接板與下蓋板分別通過螺栓相連。優(yōu)選的，所述橡膠是經(jīng)硫化處理過的橡膠。優(yōu)選的，螺旋形鋼板與橡膠之間應(yīng)使用高質(zhì)量的粘接劑相連。優(yōu)選的，螺旋形鋼板和橡膠組成的橡膠墊為圓形。有益效果通過對現(xiàn)有鉛芯橡膠支座所進(jìn)行改進(jìn)，采用鋼鉛組合芯代替常規(guī)鉛芯， 使得該支座具有阻尼大、耗能穩(wěn)定、地震位移較小等優(yōu)點。同時該支座采用螺旋型鋼板代替常規(guī)橡膠支座中的水平夾層鋼板，使得該支座具有更好的整體性和復(fù)位性能。此外，該支座成本較低、制作工藝簡單。我國正處于土木工程的蓬勃發(fā)展階段，隨著工程界對結(jié)構(gòu)抗震性能的不斷重視，該減隔震支座給結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計人員帶來了更多的選擇，因此具有廣泛的工程應(yīng)用前景，產(chǎn)生巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。

圖1是本實用新型的支座結(jié)構(gòu)整體縱向剖面構(gòu)造示意圖；圖2是圖1中A-A處的剖面圖；圖3是上下蓋板的正視圖；圖4是上下連接板的正視圖。圖中有上連接板1 ；上蓋板2 ；螺旋形鋼板3 ；橡膠4 ；鋼鉛組合芯5 ；下蓋板6 ；下連接板7;螺栓8;高強(qiáng)螺栓9。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步說明。[0021]本實用新型提供的一種鋼鉛組合芯減隔震橡膠支座包括上連接板1、與上連接板1的一個表面連接的上蓋板2、下連接板7、與下連接板7的一個表面連接的下蓋板6、上蓋板2和下蓋板5相對設(shè)置，設(shè)置在上蓋板2和下蓋板5之間的若干螺旋形鋼板3、填充在若干螺旋形鋼板3之間的橡膠4、螺旋形鋼板3和橡膠4組成了橡膠墊，在橡膠墊的中心位置設(shè)置有鋼鉛組合芯5，且鋼鉛組合芯5的兩端分別連接上蓋板2和下蓋板5。其中，上蓋板2、螺旋形鋼板3、橡膠4、鋼鉛組合芯5、下蓋板6這五個部分組成鋼鉛組合芯橡膠墊；上連接板1及下連接板7分別與鋼鉛組合芯橡膠墊的上蓋板2及下蓋板 6通過螺栓8相連。螺旋形鋼板3與橡膠4使用整體成型制作工藝而形成圓形橡膠墊后， 在該橡膠墊的圓心位置處加工一圓柱體孔洞，將圓柱形鋼鉛組合芯5放入其中，形成鋼鉛組合芯橡膠墊。螺旋形鋼板3在平面上應(yīng)盡量覆蓋除鋼鉛組合芯5的部位，以期達(dá)到較好的協(xié)調(diào)耗能減震作用。該支座的上連接板1及下連接板7均為方形，安裝時與梁底及橋墩頂面處的預(yù)埋件用高強(qiáng)螺栓9相連。本實用新型的支座結(jié)構(gòu)整體縱向剖面構(gòu)造示意圖見圖 1。采用螺旋形鋼板3代替的常規(guī)橡膠支座中的水平鋼板，且螺旋形鋼板3在平面上應(yīng)盡量覆蓋除鋼鉛組合芯5的部位，通過盡量增大螺旋形鋼板3的面積來增強(qiáng)其協(xié)調(diào)耗能減震作用。采用鋼鉛組合芯5代替常規(guī)鉛芯橡膠支座中的鉛芯，使得該支座具有地震位移小、阻尼大、耗能穩(wěn)定、制作工藝簡單以及有毒物質(zhì)鉛含量較少的特點。該支座中螺旋形鋼板3的外邊緣應(yīng)做好圓角化處理，以防止支座在側(cè)向位移時鋼板可能對橡膠的傷害。本支座的上下連接板為方形，鋼鉛組合芯橡膠墊為圓形，以保證其受力的各向同性。先按照橋墩及橋梁結(jié)構(gòu)的尺寸設(shè)計好上下連接板的尺寸，并按耗能減震橋梁的設(shè)計要求確定鋼鉛組合芯橡膠墊的尺寸，即確定鋼鉛組合芯5的直徑，進(jìn)而確定內(nèi)部螺旋形鋼板3 的厚度及直徑。螺旋形鋼板3與鋼鉛組合芯5的相對位置見圖2。在整個設(shè)計及選型的過程中，應(yīng)考慮并符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對支座構(gòu)造等方面的要求。制作本支座時，螺旋形鋼板3 采用整體制作的工藝，采用標(biāo)準(zhǔn)化的模板，這樣有利于質(zhì)量的控制。橡膠4應(yīng)經(jīng)硫化處理， 以保證其性能的提升。螺旋形鋼板3與橡膠4之間應(yīng)使用高質(zhì)量的粘接劑相連，以保證整體受力及傳力的可靠性。上下蓋板上設(shè)計好與上下連接板相連接用的螺栓孔8，且上下蓋板與橡膠4使用粘結(jié)相連，性能應(yīng)穩(wěn)定可靠。上下蓋板及上下連接板的示意圖分別見圖3及圖4?，F(xiàn)場安裝時，整個支座應(yīng)分為三個部分安裝上連接板1、鋼鉛組合芯橡膠墊、下連接板7。先將下連接板7與鋼鉛組合芯橡膠墊的下蓋板6用螺栓8連好后，將其用高強(qiáng)螺栓9連接在橋梁墩頂處的預(yù)埋板上。然后將上連接板1與鋼鉛組合芯橡膠墊的上蓋板2用螺栓8連接好后，再將其用高強(qiáng)螺栓9連接在橋梁梁底處的預(yù)埋板上。在支座安裝完成后， 應(yīng)在支座四周做好防護(hù)措施，并在需要的地方涂刷上防腐漆，做好防腐及防塵工作。
權(quán)利要求1.一種鋼鉛組合芯減隔震橡膠支座，其特征在于該鋼鉛組合芯減隔震橡膠支座包括上連接板(1)、與上連接板(1)的一個表面連接的上蓋板(2)、與上連接板(1)平行的下連接板(7)、與下連接板(7)的一個表面連接的下蓋板(6)、上蓋板(2)和下蓋板(5)相對設(shè)置且有間隔，設(shè)置在上蓋板(2)和下蓋板(5)之間的若干螺旋形鋼板(3)、填充在若干螺旋形鋼板(3)之間且與其連接的的橡膠(4)、螺旋形鋼板(3)和橡膠(4)組成了橡膠墊，在橡膠墊的中心位置設(shè)置有鋼鉛組合芯(5)，且鋼鉛組合芯(5)的兩端分別連接上蓋板(2)和下蓋板(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼鉛組合芯減隔震橡膠支座，其特征在于上連接板(1)與上蓋板(2)及下連接板(7)與下蓋板(6)分別通過螺栓(8)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼鉛組合芯減隔震橡膠支座，其特征在于螺旋形鋼板(3)與橡膠(4)之間應(yīng)使用高質(zhì)量的粘接劑相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼鉛組合芯減隔震橡膠支座，其特征在于螺旋形鋼板(3) 和橡膠(4)組成的橡膠墊為圓形。
專利摘要本實用新型涉及一種鋼鉛組合芯減隔震橡膠支座，該支座包括上連接板(1)、與上連接板(1)的一個表面連接的上蓋板(2)、與上連接板(1)平行的下連接板(7)、與下連接板(7)的一個表面連接的下蓋板(6)、上蓋板(2)和下蓋板(5)相對設(shè)置且有間隔，設(shè)置在上蓋板(2)和下蓋板(5)之間的若干螺旋形鋼板(3)、填充在若干螺旋形鋼板(3)之間且與其連接的的橡膠(4)、螺旋形鋼板(3)和橡膠(4)組成了橡膠墊，在橡膠墊的中心位置設(shè)置有鋼鉛組合芯(5)，且鋼鉛組合芯(5)的兩端分別連接上蓋板(2)和下蓋板(5)。該支座具有阻尼大、耗能穩(wěn)定、地震位移較小等優(yōu)點。
文檔編號E04B1/36GK201962801SQ201120010510
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者吳繼榮, 李愛群, 王浩 申請人:東南大學(xué)