一种可变参数摩擦摆隔震支座制造技术

本发明专利技术公开了一种可变参数摩擦摆隔震支座，包括下支座板、上支座板和铰接滑块；上支座板朝下的一方设有第一曲面，铰接滑块在靠近上支座板的一端设有第二曲面，通过第一曲面和第二曲面的配合，使铰接滑块在上支座板上滑动的同时也能相对上支座板转动；下支座板朝上的一方设有第四曲面，铰接滑块在靠近下支座板的一端设有第三曲面，通过第三曲面和第四曲面的配合，使铰接滑块在下支座板内滑动。本发明专利技术所提供的可变参数摩擦摆隔震支座，其支座刚度和摩擦系数均随着支座相对位移的发展而增大，对地震工况具有自适应性，能在小震情况下具备良好隔震性能，在大震情况下避免支座相对位移过大而造成结构破坏。

A Variable Parameter Friction Pendulum Isolation Bearing

【技术实现步骤摘要】
一种可变参数摩擦摆隔震支座
本专利技术属于隔震
，涉及到隔震支座，具体涉及一种可变参数摩擦摆隔震支座。
技术介绍
隔震技术是减轻结构地震危害的最有效措施之一，其基本思想是在基础和上部结构之间设置具有足够可靠性的柔性隔震层，以延长结构自振周期和增加阻尼来减少地震能量向上部结构传递。该项技术目前已得到了广泛应用，其有效性已经历了多次地震的验证。尽管传统的摩擦摆支座是一种较为高效的隔震设备，但是在实际工程中，由于支座参数(摩擦系数、有效摆动半径)均为常数，通常为长周期的动态隔震体系，使得其工程应用受到限制，尤其是在包含长周期脉冲波的近断层地震作用下，传统隔震装置性能有所减弱，隔震层位移会出现过大的现象，地震响应还可能被放大。由此人们开始了关于可变参数的改进型摩擦摆支座的研究，目前国内的理论研究和工程应用较多是采用双凹面摩擦摆支座等多级摩擦滑动面的方案，研究成果已比较完善，但多级摩擦系统存在结构复杂、不易维护的缺陷。而针对变曲率摩擦隔震系统的探究，大多为变频摩擦摆(VFPI)和锥形摩擦摆(CFPI)两种形式，它们的思路都是通过变频率来避免隔震系统发生共振，系统周期随支座位移的增大而增大，可以带来更好的隔震性能。但是，当支座在遭遇大震，特别是脉冲型近断层地震作用时，常常会出现支座位移过大的现象，长周期地震响应可能会放大，对上部结构造成较大的破坏。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题和缺陷，本专利技术提供了一种可变参数摩擦摆隔震支座，其支座刚度和摩擦系数均随着支座相对位移的发展而增大，对地震工况具有自适应性，能在小震情况下具备良好隔震性能，在大震情况下避免支座相对位移过大而造成结构破坏。为此，本专利技术采用了以下技术方案：一种可变参数摩擦摆隔震支座，包括下支座板、上支座板和铰接滑块；所述上支座板和下支座板分别位于隔震支座的上方和下方，二者相对布置，所述铰接滑块位于上支座板和下支座板之间；所述上支座板朝下的一方设有第一曲面，所述第一曲面为上支座板上向内凹陷的曲面；所述铰接滑块在靠近上支座板的一端设有第二曲面，所述第二曲面为铰接滑块上向上凸起的曲面；通过第一曲面和第二曲面的配合，使铰接滑块在上支座板上滑动的同时也能相对上支座板转动；所述下支座板朝上的一方设有第四曲面，所述第四曲面为下支座板上向内凹陷的曲面；所述铰接滑块在靠近下支座板的一端设有第三曲面，所述第三曲面为铰接滑块上向下凸起的曲面；通过第三曲面和第四曲面的配合，使铰接滑块在下支座板内滑动。优选地，所述铰接滑块在所述下支座板上滑动时，铰接滑块的摆动半径随着支座相对位移的增加而减小，支座刚度逐渐增大；铰接滑块运动过程中接触面摩擦系数随着支座相对位移的增加而增大，支座所受的摩擦力逐渐增大。优选地，所述下支座板包括基座和镜面不锈钢板，所述镜面不锈钢板设置在基座靠近铰接滑块的一端，所述第四曲面为镜面不锈钢板的镜面；在镜面不锈钢板上，通过打磨或者铺设不同材料，在不同半径范围内构造不同的粗糙程度。优选地，所述铰接滑块包括滑块主体和滑动板，所述滑动板位于滑块主体靠近下支座板的一端，所述第三曲面设置在所述滑动板上。优选地，所述滑块主体在靠近上支座板的一端设置有第一圆弧滑动面，所述第二曲面即为所述第一圆弧滑动面；所述上支座板靠近铰接滑块一端容腔内设置第二圆弧滑动面，所述第一曲面即为所述第二圆弧滑动面；第二曲面与第一曲面使得铰接滑块在滑动过程中与上支座板只发生相对转动，传递竖向荷载。优选地，所述下支座板上设置有用于限制铰接滑块滑动行程的限位环形台。优选地，所述第二曲面和第一曲面为曲率一致的曲面，以使铰接滑块能相对上支座板全接触面承压转动。优选地，所述第四曲面和第三曲面为曲率一致的曲面，以使铰接滑块能在下支座板上全接触面承压滑动。优选地，通过调整第四曲面与第三曲面的接触面积、以及第四曲面曲线方程的参数以及摩擦系数，能够调整隔震支座的承载力、刚度和阻尼大小。优选地，所述下支座板和上支座板的边沿上均设置有通孔或锚栓，用于将隔震支座固定到外部物体上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术与传统摩擦摆隔震支座相似，用最为简单的被动控制，采用单一滑动面即实现了变参数力学特性，避免了多级摩擦的复杂结构设计。(2)本专利技术隔震支座的阻尼和刚度随支座位移变化，不再为定值，变刚度和变阻尼特点使隔震支座的工程适用性更强，实现小震隔震耗能、大震控制位移的双重目标。(3)本专利技术构造简单，性能稳定且性价比较高。附图说明图1是本专利技术所提供的一种可变参数摩擦摆隔震支座的俯视图。图2是本专利技术所提供的一种可变参数摩擦摆隔震支座的主视图。图3是本专利技术所提供的一种可变参数摩擦摆隔震支座的剖视图。图4是本专利技术所提供的一种可变参数摩擦摆隔震支座中第四曲面的俯视图。附图标记说明：1、下支座板、2、铰接滑块；3、上支座板；11、基座；12、限位环形台；21、滑块主体；22、滑动板；101、第四曲面；201、第三曲面；202、第二曲面；301、第一曲面。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例来详细说明本专利技术，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。如图1-图3所示，本专利技术公开了一种可变参数摩擦摆隔震支座，包括下支座板1、上支座板3和铰接滑块2；所述上支座板3和下支座板1分别位于隔震支座的上方和下方，二者相对布置，所述铰接滑块2位于上支座板3和下支座板1之间；所述上支座板3朝下的一方设有第一曲面301，所述第一曲面301为上支座板3上向内凹陷的曲面；所述铰接滑块2在靠近上支座板3的一端设有第二曲面202，所述第二曲面202为铰接滑块2上向上凸起的曲面；通过第一曲面301和第二曲面202的配合，使铰接滑块2在上支座板3上滑动的同时也能相对上支座板3转动；所述下支座板1朝上的一方设有第四曲面101，所述第四曲面101为下支座板1上向内凹陷的曲面；所述铰接滑块2在靠近下支座板1的一端设有第三曲面201，所述第三曲面201为铰接滑块2上向下凸起的曲面；通过第三曲面201和第四曲面101的配合，使铰接滑块2在下支座板1内滑动。具体地，所述铰接滑块2在所述下支座板1上滑动时，铰接滑块2的摆动半径随着支座相对位移的增加而减小，支座刚度逐渐增大；铰接滑块2运动过程中接触面摩擦系数随着支座相对位移的增加而增大，支座所受的摩擦力逐渐增大。具体地，所述下支座板1包括基座11和镜面不锈钢板，所述镜面不锈钢板设置在基座11靠近铰接滑块2的一端，所述第四曲面101为镜面不锈钢板的镜面；在镜面不锈钢板上，通过打磨或者铺设不同材料，在不同半径范围内构造不同的粗糙程度。具体地，所述铰接滑块2包括滑块主体21和滑动板22，所述滑动板为UHMW-PE(超高分子量聚乙烯)，所述滑动板22位于滑块主体21靠近下支座板1的一端，所述第三曲面201设置在所述滑动板22上。具体地，所述滑块主体21在靠近上支座板3的一端设置有第一圆弧滑动面，所述第二曲面202即为所述第一圆弧滑动面；所述上支座板3靠近铰接滑块2一端容腔内设置第二圆弧滑动面，所述第一曲面301即为所述第二圆弧滑动面；第二曲面202与第一曲面301使得铰接滑块2在滑动过程中与上支座板3只发生相对转动，传递竖向荷载。具体地，所述下支座板1上设置有用于限制铰接滑块2滑动行程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变参数摩擦摆隔震支座，包括下支座板(1)、上支座板(3)和铰接滑块(2)，其特征在于：所述上支座板(3)和下支座板(1)分别位于隔震支座的上方和下方，二者相对布置，所述铰接滑块(2)位于上支座板(3)和下支座板(1)之间；所述上支座板(3)朝下的一方设有第一曲面(301)，所述第一曲面(301)为上支座板(3)上向内凹陷的曲面；所述铰接滑块(2)在靠近上支座板(3)的一端设有第二曲面(202)，所述第二曲面(202)为铰接滑块(2)上向上凸起的曲面；通过第一曲面(301)和第二曲面(202)的配合，使铰接滑块(2)在上支座板(3)上滑动的同时也能相对上支座板(3)转动；所述下支座板(1)朝上的一方设有第四曲面(101)，所述第四曲面(101)为下支座板(1)上向内凹陷的曲面；所述铰接滑块(2)在靠近下支座板(1)的一端设有第三曲面(201)，所述第三曲面(201)为铰接滑块(2)上向下凸起的曲面；通过第三曲面(201)和第四曲面(101)的配合，使铰接滑块(2)在下支座板(1)内滑动。

【技术特征摘要】
1.一种可变参数摩擦摆隔震支座，包括下支座板(1)、上支座板(3)和铰接滑块(2)，其特征在于：所述上支座板(3)和下支座板(1)分别位于隔震支座的上方和下方，二者相对布置，所述铰接滑块(2)位于上支座板(3)和下支座板(1)之间；所述上支座板(3)朝下的一方设有第一曲面(301)，所述第一曲面(301)为上支座板(3)上向内凹陷的曲面；所述铰接滑块(2)在靠近上支座板(3)的一端设有第二曲面(202)，所述第二曲面(202)为铰接滑块(2)上向上凸起的曲面；通过第一曲面(301)和第二曲面(202)的配合，使铰接滑块(2)在上支座板(3)上滑动的同时也能相对上支座板(3)转动；所述下支座板(1)朝上的一方设有第四曲面(101)，所述第四曲面(101)为下支座板(1)上向内凹陷的曲面；所述铰接滑块(2)在靠近下支座板(1)的一端设有第三曲面(201)，所述第三曲面(201)为铰接滑块(2)上向下凸起的曲面；通过第三曲面(201)和第四曲面(101)的配合，使铰接滑块(2)在下支座板(1)内滑动。2.根据权利要求1所述的一种可变参数摩擦摆隔震支座，其特征在于：所述铰接滑块(2)在所述下支座板(1)上滑动时，铰接滑块(2)的摆动半径随着支座相对位移的增加而减小，支座刚度逐渐增大；铰接滑块(2)运动过程中接触面摩擦系数随着支座相对位移的增加而增大，支座所受的摩擦力逐渐增大。3.根据权利要求1所述的一种可变参数摩擦摆隔震支座，其特征在于：所述下支座板(1)包括基座(11)和镜面不锈钢板，所述镜面不锈钢板设置在基座(11)靠近铰接滑块(2)的一端，所述第四曲面(101)为镜面不锈钢板的镜面；在镜面不锈钢板上，通过打磨或者铺设不同材料，在不同半径范围内构造不同的粗糙程度。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊世树，晋鑫，刘震卿，肖鹏，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42