[發(fā)明專利]一種滑移隔震支座

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610264192.6
• 申請(qǐng)日: 2016-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN105804263B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭勇波;李杰;丁陸川;陳建兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98;E01D19/04
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 吳林松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種內(nèi)置磁體式滑移隔震支座。

背景技術(shù)

隔震技術(shù)是一類研究和應(yīng)用成熟的結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)，其基本原理是在上部結(jié)構(gòu)與下部支承或基礎(chǔ)之間設(shè)置某種隔震消能裝置，通過(guò)遷移結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的卓越周期使其遠(yuǎn)離地震動(dòng)的卓越周期，達(dá)到減小上部結(jié)構(gòu)振動(dòng)的目的。由于構(gòu)造成本低、可靠性高、原理簡(jiǎn)單、易于實(shí)施、隔震效果好，適用于結(jié)構(gòu)減震、特別是高烈度地區(qū)重要建筑和橋梁減震，是工程結(jié)構(gòu)減震控制實(shí)踐應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。目前我國(guó)有3000多棟房屋、100多座橋梁應(yīng)用了隔震技術(shù)。

經(jīng)過(guò)近40年的發(fā)展，形成了以疊層橡膠隔震、滑移摩擦隔震、摩擦擺隔震、滾珠及滾軸隔震、組合隔震和混合隔震等為代表的隔震體系。盡管隔震技術(shù)易于實(shí)施、隔震效果好，但目前仍存在一些不足，主要表現(xiàn)在：(1)疊層橡膠隔震體系會(huì)放大地震波中長(zhǎng)周期成分，在配置限位裝置條件下承受地震作用“硬”沖擊，而且其自身材料的長(zhǎng)期穩(wěn)定性能也存在問(wèn)題；(2)滑移摩擦隔震體系由于沒(méi)有自復(fù)位能力，在大震時(shí)可能產(chǎn)生過(guò)大的位移，并且長(zhǎng)期靜止難以保證支座的摩擦系數(shù)；(3)摩擦擺隔震體系易引起結(jié)構(gòu)附加振動(dòng)，且并不能完全自動(dòng)復(fù)位；(4)滾珠及滾軸隔震體系是一種較為理想的隔震系統(tǒng)，但結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的側(cè)移；(5)組合隔震體系雖然隔震效果較單種隔震支座好，但這種隔震支座體系設(shè)計(jì)較為復(fù)雜、經(jīng)濟(jì)性較差；(6)混合隔震體系涉及反饋控制算法，邏輯復(fù)雜，鮮有在工程中實(shí)施。此外，支座抗拉也是傳統(tǒng)隔震技術(shù)面臨的難題。

綜上可見，傳統(tǒng)隔震支座存在自復(fù)位能力弱、大震時(shí)沖擊作用顯著、抗拉性能差等問(wèn)題，亟需發(fā)展新一代的隔震體系。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)置磁體式滑移隔震支座，發(fā)展實(shí)用、高效的新型隔震體系，為解決高烈度地區(qū)傳統(tǒng)隔震體系面臨的瓶頸問(wèn)題提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)支持。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明所采用的解決方案是：

新型滑移隔震支座為圓盤形，分上、下兩層，上層支座與上部結(jié)構(gòu)底板端聯(lián)接，下層支座與基礎(chǔ)頂板聯(lián)接。隔震支座上、下兩層均填充鉛芯橡膠，并錯(cuò)位內(nèi)置環(huán)形永磁體(矩形截面)，隔震支座采用鋁板作層間墊面、環(huán)形鋼槽外封，層間墊面敷設(shè)聚四氟乙烯板。

具體而言，一種滑移隔震支座，包括上、下兩層支座，所述上層支座由下層支座支承，兩者之間設(shè)有層間墊面；

所述上層支座、下層支座為內(nèi)部填充鉛芯橡膠的結(jié)構(gòu)；所述上層支座中，上層橡膠環(huán)繞中心的上層鉛芯設(shè)置；下層支座中，下層橡膠環(huán)繞中心的下層鉛芯設(shè)置；上層橡膠中嵌設(shè)有上層永磁體環(huán)繞中心的上層鉛芯，下層橡膠中嵌設(shè)有下層永磁體環(huán)繞中心的下層鉛芯；

所述上層永磁體、下層永磁體均靠近層間墊面設(shè)置以提供足夠的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

所述上層支座和下層支座分別外封有環(huán)形鋼槽以協(xié)助承受上部結(jié)構(gòu)荷載并當(dāng)支座在未滑移時(shí)阻隔磁感應(yīng)線；

各組件同軸設(shè)置；所述上層支座中各組件的直徑均小于下層支座中相應(yīng)各組件的相應(yīng)直徑。

進(jìn)一步，所述層間墊面包括固定在上層支座上與其一體聯(lián)動(dòng)的上層層間墊面、固定在下層支座上與其一體聯(lián)動(dòng)的下層層間墊面。

所述層間墊面的材料采用弱磁導(dǎo)率、高電導(dǎo)率材料。

所述弱磁導(dǎo)率、高電導(dǎo)率材料為相對(duì)磁導(dǎo)率小于1、相對(duì)電導(dǎo)率大于50的材料；優(yōu)選地，采用鋁板。

所述上層層間墊面與下層層間墊面的外表面分別敷設(shè)具有低摩擦系數(shù)的材料和組分。

所述低摩擦系數(shù)的材料和組分為摩擦系數(shù)小于0.05的材料和組分；優(yōu)選地，采用聚四氟乙烯板、聚四氟乙烯顆粒、滑石粉、或潤(rùn)滑機(jī)油。

所述上層鉛芯、下層鉛芯為圓柱體形狀。

所述上層橡膠、下層橡膠為具有與上層鉛芯、下層鉛芯相應(yīng)高度的圓環(huán)形狀。

所述上層永磁體、下層永磁體為圓環(huán)形。

所述上層永磁體、下層永磁體的橫截面均為矩形或均為圓形。

由于采用了上述方案，本發(fā)明具有以下有益效果：

1)磨損小：上、下層支座間敷設(shè)低摩擦系數(shù)的聚四氟乙烯板，地震作用下滑移產(chǎn)生的磨損較?。?/p>

2)靈敏度高：由于上、下層環(huán)形磁體錯(cuò)位布設(shè)，且在未滑移時(shí)磁感應(yīng)線受環(huán)形鋼槽阻隔，磁體間相互作用小，啟動(dòng)滑移僅需克服微小摩擦(聚四氟乙烯摩擦因數(shù)遠(yuǎn)小于冰，是目前已知固體材料中摩擦因數(shù)最小的材料)，因此對(duì)于小震作用仍然有效；

3)濾波性能好：這種支座本質(zhì)上屬于一類滑移隔震系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)橡膠隔震支座，其濾波性能好；