[發(fā)明專利]粘彈阻尼滾球隔震支座

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410841054.0
• 申請(qǐng)日: 2014-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN104563319A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 隋杰英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固定建筑物技術(shù)領(lǐng)域，建筑物的防振動(dòng)或震動(dòng)，具體的說涉及一種粘彈阻尼滾球隔震支座。

背景技術(shù)

隔震結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相比有著很大的優(yōu)勢(shì)，利用布置隔震層的隔震結(jié)構(gòu)來增強(qiáng)建筑物抵御地震災(zāi)害的能力有著很好的前景。研制隔震性能優(yōu)異的新型隔震支座是提高隔震結(jié)構(gòu)抗震性能重要保證。

目前采用的基礎(chǔ)隔震支座主要有：疊層橡膠支座、摩擦滑移隔震支座、滾動(dòng)擺、滾球、滾軸等支座、組合隔震。其中，疊層橡膠支座應(yīng)用最為廣泛，達(dá)到90％以上。

疊層橡膠支座

由于常規(guī)的橡膠隔震墊性能的限制，使得常規(guī)的隔震技術(shù)存在一些較難克服的缺點(diǎn)。

夾層橡膠隔震墊是由橡膠和夾層鋼板分層疊合經(jīng)高溫硫化粘結(jié)而成。在它的工程應(yīng)用上，值得注意的問題如下：

①抗拉力不是很高：橡膠不是密度很高的物質(zhì)，它的拉力一般不高。然而結(jié)構(gòu)在地震中通常有很大的扭轉(zhuǎn)力和豎向地震力，特別在強(qiáng)地震條件下，豎向地震往往很大。這使得基礎(chǔ)常有提離現(xiàn)象。

②生產(chǎn)制造質(zhì)量要求高：一方面由于夾層橡膠墊是整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)物的支承構(gòu)件，它的質(zhì)量和性能決定著建筑物近百年使用壽命的安全性。另一方面是它的質(zhì)量和性能，從外觀上難以判別，具有很強(qiáng)的質(zhì)量隱藏性。

③與其它材料粘貼比較困難：橡膠與建筑物的混凝土表面一般很難連結(jié)，在橡膠隔震墊中一般使用特制粘結(jié)劑把橡膠和聯(lián)結(jié)鋼板相連，這也增加了造價(jià)。

④材料的使用經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少：與鋼材和混凝土相比，作為主體結(jié)構(gòu)材料的橡膠，則缺乏使用經(jīng)驗(yàn)。

⑤具有蠕變性。

摩擦滑移隔震元件

摩擦滑移隔震元件主要由一些像石墨、云母、沙粒層、聚四氟乙烯板等摩擦系數(shù)較小的材料構(gòu)成。其中石墨、沙粒等材料可以簡(jiǎn)單有效的改善農(nóng)村住房的抗震性能，是由我國(guó)學(xué)者李立提出的，并在云南省的4棟16平米的平房上得到了應(yīng)用，但由于沙粒等材料的承重能力有限，在較高的建筑上不能使用這一方法。

滾動(dòng)擺、滾球、滾軸等元件

此類元件主要由滾子和滑槽構(gòu)成，地震發(fā)生時(shí)，滾子在滾槽內(nèi)滾動(dòng)，隔離地震波向上層結(jié)構(gòu)的傳遞，同時(shí)滾槽能夠?qū)L子的最大位移進(jìn)行限制。若滑槽是凹形的，裝置還具有自復(fù)位的能力。

目前已有的滾動(dòng)隔震器主要有滾球加彈簧復(fù)位裝置及滾球帶凹形復(fù)位板隔震裝置，在地震作用下，滾球加彈簧復(fù)位裝置的基底與滾球之間發(fā)生相對(duì)滾動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦力可消耗地震能量，對(duì)地面輸入很寬的頻帶范圍均有效，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行過一些理論和試驗(yàn)研究。滾球加彈簧復(fù)位裝置雖然具有很好的隔震效果，但其限位能力不好，在地震較強(qiáng)時(shí)，滾球有可能從底板下滾出，且滾球的定位也很麻煩。如2001年5月23日授權(quán)公告的中國(guó)專利，公告號(hào)為CN2431333Y，公開了一種新型建筑物隔震耗能裝置，其可動(dòng)支撐的滾珠是圓形的球體，耗能球體上表面裝配阻滑層，上下部接觸面為球面形，滾球帶凹形復(fù)位板隔震裝置，由于滾球的存在，使其具有很好的減震效果，同時(shí)凹槽能夠有效地控制滾球的滾動(dòng)，且定位也方便可靠，但由于沒有其他限制滾球滾動(dòng)量的措施，滾球仍有從凹形復(fù)位板板滾出的可能。并且僅依靠滾球摩擦消能，對(duì)于地震力的消耗效果不夠。2012年2月授權(quán)的滾珠碟簧隔震支座，公告號(hào)ZL201020265000.1，公開的一種隔震裝置，在鋼板四周設(shè)置的SMA絲來增大消能能力和滾珠的復(fù)位能力，SMA絲造價(jià)較高，并且在大位移下會(huì)出現(xiàn)崩斷情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種針對(duì)以往的隔震裝置的缺陷、提高隔震能力、低成本、效果好、消減震動(dòng)能量明顯優(yōu)越的粘彈阻尼滾球隔震支座。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明包括滾球、上板、下板和彈簧，還包括圍擋、防拉槽板、槽道和粘彈性阻尼材料層，下板的上側(cè)面中心位置設(shè)有圍擋，圍擋內(nèi)部區(qū)域設(shè)有凹形曲面，凹形曲面以下板的中心為圓點(diǎn)陣列分布，凹形曲面中設(shè)有滾球，圍擋內(nèi)部區(qū)域設(shè)有粘彈性阻尼材料層，設(shè)置的粘彈性阻尼材料的深度由滾球直徑及建筑結(jié)構(gòu)所需耗能計(jì)算確定，圍擋的外側(cè)設(shè)有槽道，槽道以下板中心為圓心陣列分布；上板下側(cè)面的中心位置與圍擋對(duì)應(yīng)的區(qū)域設(shè)有磨砂層，磨砂層表面設(shè)有粘彈性阻尼材料，與下板的槽道對(duì)應(yīng)位置設(shè)有防拉槽板，防拉槽板與槽道配合連接，防拉槽板的內(nèi)部設(shè)有彈簧，彈簧與槽道連接。