[發(fā)明專(zhuān)利]環(huán)向鋼絲繩鋼球型復(fù)合阻尼支座

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310669197.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103603269A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)維東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 萬(wàn)維東
• 主分類(lèi)號(hào): E01D19/04
• 分類(lèi)號(hào): E01D19/04;E04B1/98
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁、房屋建筑、核電站、機(jī)械工程抗震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)向鋼絲繩鋼球型復(fù)合阻尼支座。

背景技術(shù)

地震是頻發(fā)的自然災(zāi)害之一，長(zhǎng)期以來(lái)，人類(lèi)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(lèi)對(duì)建筑物的抗震、消能、減震的結(jié)構(gòu)控制技術(shù)進(jìn)行不斷的探索，先后發(fā)明和創(chuàng)造了如下相應(yīng)的產(chǎn)品和技術(shù)。

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。

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。

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。

上述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)。而液壓粘滯阻尼器是一種桿式結(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。

另外，現(xiàn)有的拉力支座大體上都是通過(guò)上支座板和下支座板之間直接或間接的凸凹連接抵抗拉力，其連接方式為剛性，當(dāng)拉力足夠大，支座的破壞沒(méi)有任何預(yù)兆，需要更換時(shí)，只能整個(gè)支座更換，成本較高且周期長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提供一種能對(duì)各個(gè)方向的地震起到消能減震作用的環(huán)向鋼絲繩鋼球型復(fù)合阻尼支座。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種環(huán)向鋼絲繩鋼球型復(fù)合阻尼支座，包括上支承板和下支承板，所述上支承板與下支承板之間設(shè)有球冠體、支座承重體和阻尼器，所述球冠體的球形面與支座承重體的球形凹面相配合，所述球冠體與上支承板和支座承重體之間均通過(guò)四氟滑板滑動(dòng)接觸，所述阻尼器為鋼絲繩阻尼器，所述鋼絲繩阻尼器呈環(huán)狀布置在所述球冠體和所述支座承重體的外圍，所述鋼絲繩阻尼器包括鋼絲繩和分別固定在所述上支承板上、下支承板上的兩套繩夾，所述鋼絲繩固定在所述兩套繩夾之間。

進(jìn)一步地，所述鋼絲繩為由多根鋼絲繩股繞制而成的環(huán)狀螺旋形結(jié)構(gòu)，所述鋼絲繩為整體環(huán)狀結(jié)構(gòu)或由多節(jié)段拼接成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述繩夾包括兩塊環(huán)形鋼板，所述兩塊環(huán)形鋼板通過(guò)螺栓連接，所述兩塊環(huán)形鋼板相對(duì)的兩個(gè)面上沿圓周分別設(shè)有可容納鋼絲繩穿過(guò)的半圓孔，所述兩塊環(huán)形鋼板上對(duì)應(yīng)位置的半圓孔扣合形成固定鋼絲繩的繩夾孔。

進(jìn)一步地，所述繩夾為整體環(huán)狀結(jié)構(gòu)或由多節(jié)段拼接成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述由多節(jié)段拼接成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的繩夾為封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)或節(jié)段與節(jié)段之間留有空隙。

進(jìn)一步地，所述球冠體支承于所述支座承重體的球形凹面上。

更進(jìn)一步地，還包括防塵罩，所述防塵罩上下兩端分別與所述上支承板與下支承板連接。

本發(fā)明可同時(shí)作為普通球型鋼支座、拉力支座和阻尼抗震支座使用：

球冠體與支座承重體之間的接觸面為球面，且通過(guò)四氟滑板接觸，球冠體可在支座承重體的凹表面上轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)球冠體與上部梁體之間產(chǎn)生一小幅度水平相對(duì)位移，該運(yùn)動(dòng)受到鋼絲繩阻尼器有限度約束，所以該支座具有普通球型鋼支座需要具備的承重和能轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，即能當(dāng)普通球型鋼支座使用。

由于鋼絲繩阻尼器分別通過(guò)繩夾與上支承板、下支承板固定，當(dāng)支座承重體受拉力時(shí)，該拉力會(huì)由鋼絲繩阻尼器承受，且產(chǎn)生相應(yīng)的變形，具有明顯預(yù)兆，對(duì)結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生預(yù)警，即使產(chǎn)生破壞，只需更換相應(yīng)的鋼絲繩構(gòu)件即可，不必更換整個(gè)支座，維修和更換方便，成本低。

同時(shí)由于上支承板固定在梁底、下支承板固定在墩頂或臺(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)，即下支承板和上支承板之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，該相對(duì)運(yùn)動(dòng)受到鋼絲繩阻尼器的阻礙，鋼絲繩產(chǎn)生剪切變形，吸收、消散地震能量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地震運(yùn)動(dòng)的阻抗。

本發(fā)明兼具普通球型鋼支座、拉力支座和阻尼器的功能，能抵御水平面內(nèi)來(lái)自各個(gè)方向的地震慣性力，起到消能減震的作用，適用于各類(lèi)橋梁、房屋建筑結(jié)構(gòu)、核電站結(jié)構(gòu)等，具有廣闊的市場(chǎng)前景及良好的經(jīng)濟(jì)效益。