[發明專利]一種用于基礎隔震的錫芯疊層橡膠支座

在審

• 申請號: 201410440436.2
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104179271A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 張耀庭;劉再華;杜曉菊
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E01D19/04;E02D31/08
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

技術領域

本發明涉及一種用于基礎隔震的錫芯疊層橡膠支座，屬于土木工程技術領域。

背景技術

近年來，隔震技術在我國得到了大力推廣，無論是在建筑結構，還是橋梁結構以及其他特殊要求結構上，隔震技術越來越成熟，也越來越受重視，因而對隔震材料的需求也在不斷的上升。

目前，鉛芯疊成橡膠支座仍是一種應用相對比較成熟、廣泛的隔震支座，它在普通疊層橡膠支座的中心插入鉛芯，以改善橡膠支座阻尼性能。鉛芯隔震支座除能承受結構物的重力和水平力外，鉛芯產生的滯后阻尼的塑性變形還能吸收能量，并可通過橡膠提供水平恢復力。

然而，鉛芯材料本身是一種有毒性金屬，對環境污染和人體健康的損害較大，隨著近年來工程領域對環境保護意識的加強以及資金投入的增大，開發新型替代品是非常必要的。

錫、鉛兩種有色金屬在我國的蘊藏量都十分豐富，根據化學元素周期表可知兩種材料性能有相似之處。錫與鉛相比熔點相近(錫231.9℃，鉛為327.4℃)，密度更小(錫為73.5kN/cm3，鉛為114kN/cm3)，且無毒，因而開發錫芯疊層橡膠支座具有充分利用自然資源開發新產品的功用，并且能夠避免鉛使用帶來的污染問題。

發明內容

本發明是為了解決鉛芯疊成橡膠支座中存在的上述不足，提供了一種用于基礎隔震的錫芯疊層橡膠支座。

本發明的上述目的通過以下的技術方案來實現：一種用于基礎隔震的錫芯疊層橡膠支座，其特征在于：包括本體、上連接鋼板和下連接鋼板，本體側面粘貼有橡膠保護皮層，上連接鋼板和下連接鋼板通過螺絲固定在本體上，所述本體包括錫芯棒、上封板、下封板和疊層體；疊層體位于上封板和下封板之間，由加勁鋼板和橡膠板依次相間疊合而成；錫芯棒依次穿過上封板、疊層體和下封板。

所述加勁鋼板用于提供支座豎向剛度，使之能有效地支撐上部橋梁結構或建筑結構等。

所述錫芯棒用于增大支座的阻尼，吸收和消耗能量。

所述橡膠保護皮層橡膠對支座起到保護作用。

本發明與現有技術相比的優點是：本錫芯疊層橡膠支座既具有較高的承載能力，又具有較大的阻尼、水平位移能力和復位能力；且錫芯材料無毒，與鉛材料相比，能在一定程度上顯著降低對環境的污染和對人體健康的損害，較為環保；錫芯代替鉛芯能大大增加疊層橡膠支座的阻尼及早期剛度。

此外，錫在我國儲量豐富，與現行常用鉛芯疊成橡膠支座相比，錫芯疊成橡膠支座能達到鉛芯疊成橡膠支座所具有的全部力學性能，且錫與鉛相比，二者熔點相近、錫無毒。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步詳述：

如圖1所示，一種用于基礎隔震的錫芯疊層橡膠支座，包括本體1、上連接鋼板2和下連接鋼板3，本體1側面粘貼有橡膠保護皮層4，上連接鋼板2和下連接鋼板3設有螺栓孔5，并通過螺栓固定在本體1上，所述本體1包括錫芯棒101、上封板102、下封板103和疊層體104，疊層體104位于上封板102和下封板103之間，疊層體104由加勁鋼板105和橡膠板106依次相間疊合而成，所述錫芯棒101依次穿過上封板102、疊層體104和下封板103。

本發明的錫芯疊層橡膠支座承擔著上部建筑物重量和水平位移的功能，錫芯在多層橡膠支座剪切變形時，靠塑性變形吸收能量，地震后，錫芯又通過動態恢復與再結晶過程，以及橡膠的剪切拉力的作用，建筑物自動恢復原位。對應不同的上部結構(如建筑結構、橋梁等)要求，隔震橡膠支座可以有不同的疊層結構構造與尺寸、制造工藝和配方設計等，以滿足工程所需要的水平與垂直剛度、側向變形、阻尼、耐久性、傾覆提離等性能要求等。

本實施例針對所提出的錫芯疊成橡膠支座，制作了一組試驗試件：采用錫芯、天然橡膠，橡膠硬度為40，橡膠板直徑為90mm，厚度為6mm，橡膠層數為6層，錫芯直徑16mm，同條件制作相同規格的鉛芯疊層橡膠支座，壓剪試驗后的對比分析表明：

1、采用錫芯代替鉛芯能增加疊層橡膠支座的阻尼及早期剛度。

2、當豎向力增大時，與鉛芯疊層橡膠支座一樣，錫芯疊成橡膠支座的水平剛度略有下降，其阻尼則有所提高。

3、當水平位移幅值加大時，錫芯疊層橡膠支座的水平剛度亦有所減小。

由以上結論可見，新型錫芯疊層橡膠支座是具有開發和使用價值的。

以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。