一种三维摩擦摆隔震支座制造技术

一种三维摩擦摆隔震支座，包括：底部双滑道板；上侧双滑道板，位于底部双滑道板上方；承台板，位于上侧双滑道板上方；设置在底部双滑道板和上侧双滑道板之间的中间滑动器，其中，中间滑动器的上下表面均设置有滑动块；连接在上侧双滑道板与承台板之间的若干弹簧套筒；以及分别设置在各个弹簧套筒中的弹簧，弹簧连接承台板和上侧双滑道板。本发明专利技术实现了水平地震和竖向地震的解耦，并利用减隔震效果良好的弹簧进行竖向隔震。支座具有必要的隔离能力，并以结构重力作为回复力使其复位，同时考虑了限位保护，而且可以根据不同的文物对三向隔震参数进行修改，具有很好的实用性。与以往的摩擦摆相比，使用滚动球的滑动效果更好，水平方向隔震效果更佳。

A three dimensional friction pendulum base isolation bearing

A three dimensional friction pendulum base isolation bearing, including the bottom double slide plate, the upper double slide plate at the top of the double slide plate at the bottom, the platform plate on the upper side double slide plate, and the middle slide between the bottom double slide plate and the upper double slide plate, in which the upper and lower surfaces of the intermediate slide are all set to slide. Block; a number of spring sleeves connected to the upper double slide plate and the platform plate; and the springs in each spring sleeve, which are connected to the plate and the upper double slide. The invention realizes decoupling of horizontal and vertical earthquakes, and adopts vertical springs with spring with good isolation effect. The support has the necessary isolation ability and replaces it with structural gravity as a restoring force. It also considers the limit protection, and can modify the three isolation parameters according to different cultural relics. It has good practicability. Compared with the previous friction pendulum, the rolling ball has better sliding effect and better horizontal isolation effect.

【技术实现步骤摘要】
一种三维摩擦摆隔震支座
本专利技术属于文物保护
以及建筑
，特别涉及一种三维摩擦摆隔震支座。
技术介绍
我国位于世界两大地震带太平洋地震带和欧亚地震带的中间地带，是一个多地震国家。地震对博物馆馆藏文物的破坏极其严重。以2008年四川汶川地震为例，据不完全统计，仅四川省就有216家文物收藏单位的3169件陈列文物(含一级文物16件)受损，其中，北川县羌族博物馆文物库房全部震塌，805件红军文物、羌族民俗文物全部被埋于废墟下，造成了不可估量的损失。4月20日，四川省雅安市芦山县发生7.0级地震，造成雅安地区各博物馆馆藏文物出现不同程度损毁。据四川省文化厅统计，截至21日中午12点，雅安市多家博物馆受损严重，文物损毁125件(套)，其中二级文物8件(套)，三级文物33件(套)。目前研发的隔震支座主要有滚轮式、滚轴式、滚珠式、滑块式、摩擦摆式、平行链杆式等，但是滚轮式和辊轴式隔震支座的正交滑轨存在水平解耦问题，滚珠式隔震装置存在复位和限位保护问题。目前的文物隔震装置都只考虑了二维隔震能力，然而越来越多的地震记录表明，竖向地震作用不可忽视，一般竖向地震作用可以达到水平地震作用的2/3左右，在高烈度地区，竖向地震可能达到或者超过1g，竖向地震作用与水平地震作用的比值甚至会达到2左右；且部分水平二维隔震装置还具有水平解耦、自复位和限位保护等问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种三维摩擦摆隔震支座，同时考虑了水平和竖向地震作用，利用弹簧套筒的形式保证了竖向隔震的稳定性和良好的性能；采用变曲率滑道克服了传统摩擦摆支座的共振问题；采用滚动球代替辊轴，解决了正交滑轨存在的水平解耦问题，滑动的阻力小，滑动更灵活。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种三维摩擦摆隔震支座，其特征在于，包括：底部双滑道板7；上侧双滑道板4，位于底部双滑道板7上方；承台板1，位于上侧双滑道板4上方；设置在底部双滑道板7和上侧双滑道板4之间的中间滑动器6，其中，中间滑动器6的上下表面均设置有滑动块5；连接在上侧双滑道板4与承台板1之间的若干弹簧套筒，各弹簧套筒同时上下运动，保证承台板1上部的水平，不发生倾斜，保证上部承载的文物等物品不发生倾覆；以及，分别设置在各个弹簧套筒中的弹簧9，弹簧9连接承台板1和上侧双滑道板4。所述中间滑动器6上下表面的滑动块5的滑动方向相互正交，与上侧双滑道板4和底部双滑道板7构成两个正交的摩擦摆系统，将任意水平方向的地震作用分解为两个正交方向的地震，实现了水平解耦。所述中间滑动器6的上下表面各有两个滑动块5，每个滑动块5的端部有均匀分布的三个滚动球8，滚动球8在滑动块5上滚动而不移动。所述滑动块5的高度为50mm，宽度为30mm，长度为500mm；所述滚动球8的直径为20mm，一半嵌入在滑动块5底部。所述弹簧套筒包括可以相对移动的外套筒3和内套筒2，外套筒3的顶端和内套筒2的底端均设置有限位板10，防止相对位移过大，导致内外套筒脱离。弹簧套筒为弹簧9提供导向作用，套筒只能沿竖向运动，并带动弹簧9运动，弹簧9将竖向地震作用转化为弹簧的弹性势能，达到减弱竖向地震力的作用。所述外套筒3的外径为80mm，内径为70mm，内套筒2的外径为50mm，内径为40mm，外套筒3和内套筒2的壁厚均为5mm，所述限位板10的宽度为8mm，厚度为2mm，两个限位板10之间有6mm宽的重叠宽度，可以防止内外套筒的脱离；限位板10与内套筒2的外壁之间有2mm的间距，保证内外套筒之间可以很好的相对运动；外套筒3的高度为30mm，外套筒3和内套筒2的重叠部分长度为10mm，所述弹簧9的外径为30mm，线径为2mm，自由长度为50mm，为弹簧套筒全长。弹簧9的两端伸入到承台板1和上侧双滑道板4中，并用螺栓固定，保证其和弹簧套筒协调运动。所述上侧双滑道板4和底部双滑道板7的四周都突出高度为20mm，宽度为10mm的板，其目的是限位，防止滚动球8到达极限位置和飞出滑道。所述上侧双滑道板4和底部双滑道板7上的滑道均为变曲率滑道，每一个滑道分为三个部分，从左到右依次是直线段、圆弧段和直线度，与传统的滑道相比，隔震效果更佳，同时克服了传统摩擦摆支座的共振问题。所述两个直线段长度均为80mm，高度均为20mm，斜率均为0.25；所述圆弧段的长度为140mm，曲率半径为2500mm，矢高为10mm，所以每一个水平方向的最大位移是125mm。所述上侧双滑道板4和底部双滑道板7上的滑道面的摩擦系数为0.01-0.03，此时其摩擦摆隔震效果较好。根据以上结构，滚动球8与滑道面之间为“点接触方式”，对震动或晃动能很敏感地反应，可将任意水平方向上的地震分解为两个正交方向的作用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术是三维摩擦摆隔震支座，同时考虑了水平和竖向地震作用。2、利用弹簧套筒的形式保证了竖向隔震的稳定性和良好的性能。3、采用变曲率滑道克服了传统摩擦摆支座的共振问题。4、采用滚动球代替辊轴，解决了正交滑轨存在的水平解耦问题，滑动的阻力小，滑动更灵活。5、设有限位板，很好地防止滚动球到达极限位置和飞出滑道。6、应用广泛，可用于文物保护，展柜隔震以及很多重要的独立物品的隔震。附图说明图1为本专利技术球三维摩擦摆隔震支座的正视图。图2为本专利技术球三维摩擦摆隔震支座的侧视图。图3为本专利技术球三维摩擦摆隔震支座的分解图。图4为本专利技术球三维摩擦摆隔震支座的俯视图。图5为本专利技术球三维摩擦摆隔震支座的弹簧套筒的剖面图。图6为本专利技术球三维摩擦摆隔震支座的上侧双滑道板与底部双滑道板的正视图。图7为本专利技术球三维摩擦摆隔震支座的上侧双滑道板与底部双滑道板的俯视图。图8为本专利技术球三维摩擦摆隔震支座的双滑道板的剖面图。图9为本专利技术球三维摩擦摆隔震支座的中间滑动器的正视图。图10为本专利技术球三维摩擦摆隔震支座的中间滑动器的俯视图。图中，承台板1，内套筒2，外套筒3，上侧双滑道板4，滑动块5，中间滑动器6，底部双滑道板7，滚动球8，弹簧9，限位板10。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。本专利技术隔震支座包括水平方向的隔震系统和竖向的隔震系统，其中水平方向的隔震系统由两个正交方向的摩擦摆构成，竖向的隔震系统由四个弹簧套筒组成，由此构成了三维的隔震装置。各个构件的尺寸如图所示，其中，主要的承重构件的材料都为不锈钢，坚固耐用。图1为本专利技术三维摩擦摆隔震支座的正视图。图2为本专利技术三维摩擦摆隔震支座的侧视图。图3为本专利技术三维摩擦摆隔震支座的分解图。本专利技术隔震支座包括：承台板1、弹簧套筒、上侧双滑道板4、滑动块5、中间滑动器6、底部双滑道板7以及滚动球8等。如图所示，各构件按照图中的次序依次从下到上叠放。其中，弹簧套筒的上下端与承台板1、上侧双滑道板4固定，滚动球8与滑道之间为“点接触方式”，对震动或晃动能很敏感地反应，四个弹簧套筒位于承台板1的四个角。图4为本专利技术三维摩擦摆隔震支座的俯视图。承台板1表面平整，基材是不锈钢与钢镀铬，表面材料为不锈钢和人造丝织物，可以避免文物直接与不锈钢接触，避免文物底部由于摩擦等原因而损伤。图5为本专利技术三维摩擦摆隔震支座的弹簧套筒的剖面图。弹簧套筒包括内套筒2、外套筒3、弹簧9和限位板10。弹簧套筒构件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维摩擦摆隔震支座，其特征在于，包括：底部双滑道板(7)；上侧双滑道板(4)，位于底部双滑道板(7)上方；承台板(1)，位于上侧双滑道板(4)上方；设置在底部双滑道板(7)和上侧双滑道板(4)之间的中间滑动器(6)，其中，中间滑动器(6)的上下表面均设置有滑动块(5)；连接在上侧双滑道板(4)与承台板(1)之间的若干弹簧套筒；以及，分别设置在各个弹簧套筒中的弹簧(9)，弹簧(9)连接承台板(1)和上侧双滑道板(4)。

【技术特征摘要】
1.一种三维摩擦摆隔震支座，其特征在于，包括：底部双滑道板(7)；上侧双滑道板(4)，位于底部双滑道板(7)上方；承台板(1)，位于上侧双滑道板(4)上方；设置在底部双滑道板(7)和上侧双滑道板(4)之间的中间滑动器(6)，其中，中间滑动器(6)的上下表面均设置有滑动块(5)；连接在上侧双滑道板(4)与承台板(1)之间的若干弹簧套筒；以及，分别设置在各个弹簧套筒中的弹簧(9)，弹簧(9)连接承台板(1)和上侧双滑道板(4)。2.根据权利要求1所述三维摩擦摆隔震支座，其特征在于，所述中间滑动器(6)上下表面的滑动块(5)的滑动方向相互正交，与上侧双滑道板(4)和底部双滑道板(7)构成两个正交的摩擦摆系统，将任意水平方向的地震作用分解为两个正交方向。3.根据权利要求1所述三维摩擦摆隔震支座，其特征在于，所述中间滑动器(6)的上下表面各有两个滑动块(5)，每个滑动块(5)的端部有均匀分布的三个滚动球(8)，滚动球(8)在滑动块(5)上滚动而不移动。4.根据权利要求3所述三维摩擦摆隔震支座，其特征在于，所述滑动块(5)的高度为50mm，宽度为30mm，长度为500mm；所述滚动球(8)的直径为20mm，一半嵌入在滑动块(5)底部。5.根据权利要求1所述三维摩擦摆隔震支座，其特征在于，所述弹簧套筒包括可以相对移动的外套筒(3)和内套筒(2)，外套筒(3)的顶端和内套筒(2)的底端均设置有限位板(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢启芳，张雪峰，杨柳洁，张利朋，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61