環(huán)向氣壓阻尼支座的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種環(huán)向氣壓阻尼支座，其不同之處在于：在支座承重體的上部外圈設(shè)置有可充氣的環(huán)形氣囊，支座承重體的上端設(shè)置有固定在梁底的上支承鋼板，所述上支承鋼板下端設(shè)置有用于密封環(huán)形氣囊的密封鋼板，所述支座承重體的下端設(shè)置有固定在墩頂或臺(tái)頂?shù)南轮С袖摪?，支座承重體的底面為球面，支座承重體的側(cè)面為弧面，支座承重體和下支承鋼板之間的接觸面為球面，所述下支承鋼板上設(shè)置有用于限制支座承重體側(cè)向位移的側(cè)向限位鋼板，支座承重體和所述側(cè)向限位鋼板之間或有間隙，或其接觸為切線接觸。本實(shí)用新型核心優(yōu)點(diǎn)在于能抵御各個(gè)方向的地震、消能減震效果好，同時(shí)兼具普通球型鋼支座和阻尼抗震支座的功能，還可實(shí)現(xiàn)徑向剛度及阻尼可調(diào)。
【專利說(shuō)明】環(huán)向氣壓阻尼支座
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種環(huán)向氣壓阻尼支座，能用于橋梁、工業(yè)與民用建筑、核電站等土木建筑領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]地震是頻發(fā)的自然災(zāi)害之一，長(zhǎng)期以來(lái)，人類在這一自然災(zāi)害面前“無(wú)能為力”。地震造成生命和財(cái)產(chǎn)損失的直接原因是建筑物的劇烈震動(dòng)、破壞和倒塌。自二十世紀(jì)以來(lái)，人類對(duì)建筑物的抗震、消能、減震的結(jié)構(gòu)控制技術(shù)進(jìn)行了不斷的探索，先后實(shí)用新型和創(chuàng)造了用于結(jié)構(gòu)防震減災(zāi)的產(chǎn)品和技術(shù)。
[0003]目前，較常用的以被動(dòng)方式減隔震的結(jié)構(gòu)控制產(chǎn)品有:
[0004]I)、鉛芯橡膠支座:通過(guò)鉛芯和橡膠的剪切變形吸收和耗散地震能量；
[0005]2)、液壓粘滯阻尼器:通過(guò)液態(tài)或半固態(tài)的粘滯材料在缸體內(nèi)的流動(dòng)產(chǎn)生阻尼力來(lái)耗散、吸收地震能量；
[0006]3)、摩擦型阻尼支座:摩擦型阻尼支座采用上下不同半徑的兩個(gè)球面與配合位形成兩個(gè)滑動(dòng)摩擦副，保證支座正常的轉(zhuǎn)動(dòng)和滑移功能，當(dāng)?shù)卣鹚搅Τ^(guò)閥值時(shí)，支座摩擦副間克服摩擦力產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，大半徑球面摩擦副可產(chǎn)生較大水平相對(duì)位移，即水平剛度較小，從而將地震產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為勢(shì)能，突破閥值后較小的水平剛度起到了“隔震”作用。同時(shí)由于摩擦阻力的存在，起到了 “阻尼”作用，消耗了一部分地震能量。
[0007]但是鉛芯橡膠支座和摩擦型阻尼支座雖然能起到環(huán)向減隔震的作用，但水平剛度過(guò)低，對(duì)軟弱地基或者橋墩過(guò)柔時(shí)，減震效果降低，甚至?xí)哟蠼Y(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。液壓粘滯阻尼器目前是一種桿式結(jié)構(gòu)，具有方向性，對(duì)減少軸向的地震作用效果明顯，但地震對(duì)橋梁的地震作用方向事先是無(wú)法預(yù)知的，因而它的設(shè)置帶有一定的盲目性，通常的做法是在橋梁的順橋向和橫橋向都安裝液壓阻尼器，這樣一定程度上限制了其力學(xué)運(yùn)動(dòng)，降低了減震效果，并且它不具備回位功能，地震過(guò)后，靠外力作用回位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種環(huán)向氣壓阻尼支座，該支座在水平面內(nèi)的各個(gè)方向都能起到消能減震的作用，同時(shí)構(gòu)造簡(jiǎn)單、安裝方便，并具有普通球型鋼支座和阻尼抗震支座的功能，既是支座、又是阻尼器，還可實(shí)現(xiàn)徑向剛度及阻尼可調(diào)。
[0009]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:環(huán)向氣壓阻尼支座，其不同之處在于:其包括支座承重體，所述支座承重體的上部外圈設(shè)置有可充氣的環(huán)形氣囊，所述支座承重體的上端設(shè)置有固定在梁底的上支承鋼板，所述上支承鋼板下端設(shè)置有用于密封環(huán)形氣囊的密封鋼板，所述支座承重體的下端設(shè)置有固定在墩頂或臺(tái)頂?shù)南轮С袖摪濉?br> [0010]優(yōu)選的，所述支座承重體的底面為球面，所述支座承重體的側(cè)面為弧面，所述支座承重體和所述下支承鋼板之間的接觸面為球面，所述下支承鋼板上設(shè)置有用于限制支座承重體側(cè)向位移的側(cè)向限位鋼板，所述支座承重體和所述側(cè)向限位鋼板之間或有間隙，或其接觸為切線接觸。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述密封鋼板和所述側(cè)向限位鋼板之間設(shè)置有防塵罩。
[0012]優(yōu)選的，所述支座承重體與所述上支承鋼板、密封鋼板之間均設(shè)置有四氟滑板。
[0013]優(yōu)選的，所述環(huán)形氣囊、所述密封鋼板、所述側(cè)向限位鋼板分別為整塊構(gòu)件。
[0014]優(yōu)選的，所述環(huán)形氣囊、所述密封鋼板、所述側(cè)向限位鋼板分別由分塊構(gòu)件構(gòu)成。
[0015]對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益特點(diǎn)如下:
[0016]I)、該環(huán)向氣壓阻尼支座，支座承重體的外圈設(shè)置有環(huán)形氣囊，并且環(huán)形氣囊在密封受約束的條件下工作，能在水平面內(nèi)的各個(gè)方向提供較大的水平剛度和阻尼、對(duì)地震作用提供較大的阻抗，環(huán)形氣囊充氣使其具有必須的剛度，調(diào)節(jié)氣壓，實(shí)現(xiàn)徑向剛度及阻尼可調(diào)；
[0017]2 )、該環(huán)向氣壓阻尼支座，支座承重體和下支承鋼板之間的接觸面為球面，支座承重體和側(cè)向限位鋼板之間的接觸為切線接觸，該環(huán)向氣壓阻尼支座具有普通球型鋼支座需要具備的承重和能小幅轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，能作為普通球型鋼支座使用；
[0018]3)、該環(huán)向氣壓阻尼支座，上支承鋼板固定在梁底，下支承鋼板固定在墩頂或臺(tái)頂，在地震慣性力作用下，不管這個(gè)力來(lái)自何方，墩、梁之間就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)充氣的環(huán)形氣囊在一個(gè)密封腔體內(nèi)受到擠壓、變形，提供了對(duì)地震運(yùn)動(dòng)的阻抗，具有阻尼抗震支座的功能，能作為阻尼抗震支座使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中下支承鋼板剖視圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中下支承鋼板俯視圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中上支承鋼板剖視圖；
[0023]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中上支承鋼板俯視圖；
[0024]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中環(huán)形氣囊剖視圖；
[0025]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例中環(huán)形氣囊俯視圖；
[0026]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例中密封鋼板剖視圖；
[0027]圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例中密封鋼板俯視圖；
[0028]圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例中支座承重體剖視圖；
[0029]圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例中支座承重體俯視圖；
[0030]圖12為本實(shí)用新型實(shí)施例中側(cè)向限位鋼板剖視圖；
[0031]圖13為本實(shí)用新型實(shí)施例中側(cè)向限位鋼板俯視圖；
[0032]其中:1 一支座承重體、2 —上支承鋼板、3—四氟滑板、4一環(huán)形氣囊(4-1 一充氣嘴)、5—密封鋼板、6—側(cè)向限位鋼板、7—下支承鋼板、8—防塵罩。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0034]請(qǐng)參考圖1至圖13，本實(shí)用新型實(shí)施例環(huán)向氣壓阻尼支座，其不同之處在于:其包括支座承重體1，所述支座承重體I的上部外圈設(shè)置有可充氣的環(huán)形氣囊4，所述支座承重體I的上端設(shè)置有固定在梁底的上支承鋼板2，所述上支承鋼板2下端設(shè)置有用于密封環(huán)形氣囊4的密封鋼板5,所述支座承重體I的底面為球面,支座承重體I的側(cè)面為弧面，所述支座承重體I的下端設(shè)置有固定在墩頂或臺(tái)頂?shù)南轮С袖摪?，所述支座承重體I和所述下支承鋼板7之間的接觸面為球面，所述下支承鋼板7上設(shè)置有用于限制支座承重體I的側(cè)向限位鋼板6，所述支座承重體I和所述側(cè)向限位鋼板6之間或有間隙，或其接觸為切線接觸。
[0035]所述支座承重體I與所述側(cè)向限位鋼板6之間根據(jù)需要設(shè)置有間隙、可為Imm左右，或?yàn)榍芯€接觸。
[0036]具體的，所述支座承重體I與所述上支承鋼板2、密封鋼板5之間設(shè)置有四氟滑板3。
[0037]具體的，所述密封鋼板5和所述側(cè)向限位鋼板6之間設(shè)置有防塵罩8。
[0038]請(qǐng)參考圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例包括上支承鋼板2、下支承鋼板7、密封鋼板5、側(cè)向限位鋼板6、支座承重體1、環(huán)形氣囊4，支座承重體I的外圈安裝有環(huán)形氣囊4，并且環(huán)形氣囊4在密封受約束的條件下工作，能在水平面內(nèi)的各個(gè)方向提供較大的水平剛度和對(duì)地震作用提供較大的阻抗，同時(shí)兼具普通球型鋼支座和阻尼抗震支座的功能，還可實(shí)現(xiàn)剛度可調(diào):
[0039]I)作為普通球型鋼支座使用
[0040]支座承重體I和下支承鋼板7之間的接觸面為球面，支座承重體I與側(cè)向限位鋼板6之間的接觸為切線接觸，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的需要，可預(yù)留Imm左右的間隙，因此支座承重體I連同上部結(jié)構(gòu)梁體可在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，支座承重體I與上部梁體之間產(chǎn)生一小幅度的水平位移，由于有環(huán)形氣囊的存在，該水平位移被吸收，所以該環(huán)向氣壓阻尼支座具有普通球型鋼支座需要具備的承重和能小幅轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，能當(dāng)普通球型鋼支座使用。
[0041]2)作為阻尼抗震支座使用
[0042]由于上支承鋼板2固定在梁底、下支承鋼板7固定在墩頂或臺(tái)頂，在地震慣性力作用下，不管這個(gè)力來(lái)自何方，墩、梁之間就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也即下支承鋼板7和上支承鋼板2之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，支座承重體I隨下支承鋼板7 —起運(yùn)動(dòng)，這時(shí)充氣的環(huán)形氣囊4在一個(gè)密封腔體內(nèi)受到擠壓、變形，提供了對(duì)地震運(yùn)動(dòng)的阻抗，其作用類似于行駛中的汽車輪月臺(tái)。
[0043]該環(huán)向氣壓阻尼支座能抵御水平面內(nèi)各個(gè)方向的地震；由于有較大的回復(fù)力，震后較容易復(fù)位。
[0044]本實(shí)用新型是靠安裝在支承體外的充氣環(huán)形氣囊提供各個(gè)方向的地震阻抗力，通過(guò)調(diào)節(jié)氣壓的大小調(diào)整剛度及阻尼；
[0045]環(huán)形氣囊既可以做成一個(gè)整環(huán)，也可分成多個(gè)節(jié)段，每個(gè)節(jié)段封閉，自成單元，這樣方便安裝，通過(guò)調(diào)節(jié)氣壓讓偏位的上部結(jié)構(gòu)復(fù)位；
[0046]環(huán)形氣囊材料既可以是普通橡膠、尼龍及其它高分子材料，也可以是改性的高分子材料、加勁的高分子材料(如鋼絲纖維、碳纖維加勁)，這些材料均可制作，但凡是基于充氣的環(huán)向氣囊構(gòu)造的一切材料均可替代以上提及的材料；[0047]關(guān)于環(huán)形氣囊的截面形狀，圖中的截面形狀只是示意，只要其它的參數(shù)設(shè)計(jì)合理，任意截面形狀的環(huán)向氣囊對(duì)結(jié)構(gòu)的消能減震都能起到良好的效果，因而凡是基于充氣的環(huán)向氣囊構(gòu)造的一切截面形狀均可替代上述實(shí)施例中提及的截面形狀；
[0048]環(huán)形氣囊的填充氣體要求能防止或延緩氣囊材料的老化，只要其它的參數(shù)設(shè)計(jì)合理，在常溫下可用來(lái)填充的任意氣體材料對(duì)結(jié)構(gòu)的消能減震都能起到良好的效果，因而凡是用來(lái)填充環(huán)向氣囊的性質(zhì)類似的一切氣體材料均可替代以上提及的氣體材料。
[0049]本實(shí)用新型實(shí)施例的安裝方法如下:
[0050]I)、在墩頂和梁底分別預(yù)埋螺栓、安裝下支承鋼板7和上支承鋼板2 ；
[0051]2)、安裝支座承重體I ;
[0052]3)、安裝側(cè)向限位鋼板6 ;
[0053]4)、安裝環(huán)形氣囊4;
[0054]5)、安裝密封鋼板5;
[0055]6)、給環(huán)形氣囊充氣，讓其具有必須的剛度，調(diào)節(jié)氣壓實(shí)現(xiàn)剛度可調(diào)；
[0056]7)、安裝防塵罩。
[0057]為安裝方便和更換構(gòu)件方便，密封鋼板5、限位鋼板6可分塊設(shè)計(jì)安裝。
[0058]環(huán)形氣囊4也可分成多個(gè)節(jié)段，每個(gè)節(jié)段各自封閉，并設(shè)有一個(gè)充氣嘴4-1，上部結(jié)構(gòu)復(fù)位時(shí)，通過(guò)調(diào)整各節(jié)段的氣壓復(fù)位。
[0059]本實(shí)用新型兼具普通球型鋼支座和阻尼抗震支座的功能，徑向剛度及阻尼可調(diào)，能吸收、耗散水平面內(nèi)各個(gè)方向的地震能量，回復(fù)力大，且安裝方便。
[0060]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所做的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬的【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.環(huán)向氣壓阻尼支座，其特征在于:其包括支座承重體，所述支座承重體的上部外圈設(shè)置有可充氣的環(huán)形氣囊，所述支座承重體的上端設(shè)置有固定在梁底的上支承鋼板，所述上支承鋼板下端設(shè)置有用于密封環(huán)形氣囊的密封鋼板，所述支座承重體的下端設(shè)置有固定在墩頂或臺(tái)頂?shù)南轮С袖摪濉?br> 2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)向氣壓阻尼支座，其特征在于:所述支座承重體的底面為球面，所述支座承重體的側(cè)面為弧面，所述支座承重體和所述下支承鋼板之間的接觸面為球面，所述下支承鋼板上設(shè)置有用于限制支座承重體側(cè)向位移的側(cè)向限位鋼板，所述支座承重體和所述側(cè)向限位鋼板之間或有間隙，或其接觸為切線接觸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的環(huán)向氣壓阻尼支座，其特征在于:所述密封鋼板和所述側(cè)向限位鋼板之間設(shè)置有防塵罩。
4.如權(quán)利要求1或2所述的環(huán)向氣壓阻尼支座，其特征在于:所述支座承重體與所述上支承鋼板、密封鋼板之間均設(shè)置有四氟滑板。
5.如權(quán)利要求1或2所述的環(huán)向氣壓阻尼支座，其特征在于:所述環(huán)形氣囊、所述密封鋼板、所述側(cè)向限位鋼板分別為整塊構(gòu)件。
6.如權(quán)利要求1或2所述的環(huán)向氣壓阻尼支座，其特征在于:所述環(huán)形氣囊、所述密封鋼板、所述側(cè)向限位鋼板分別由分塊構(gòu)件構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】E04B1/98GK203729196SQ201320848475
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】萬(wàn)維東 申請(qǐng)人:萬(wàn)維東