一种空气弹簧-摩擦多维隔震支座制造技术

本实用新型专利技术公开了一种空气弹簧‑摩擦多维隔震支座，包括上支座板、不锈钢板、平面聚四氟乙烯板、球冠衬板、球面聚四氟乙烯板、顶端竖向隔震筒、囊式帘线橡胶层、底端竖向隔震筒、法兰盘、水平螺旋弹簧、锚固螺栓和下支座板。支座水平向采用平板摩擦滑移装置，有效降低了支座高度，提高了其竖向稳定性，并设置了水平限位和自复位装置；支座竖向采用空气弹簧隔震装置，具有可调非线性静、动态刚度，且其性能参数可以通过调节橡胶气囊的内压力调整，较低的竖向刚度也可有效隔离低频地震。本实用新型专利技术提供的空气弹簧‑摩擦多维隔震支座安装、后期维护方便，构造简单，具有一定的转动能力并具有整体抗拔性能，可用于建筑结构的隔震控制。

A kind of air spring friction multi-dimensional isolation bearing

【技术实现步骤摘要】
一种空气弹簧-摩擦多维隔震支座
本技术涉及建筑结构隔震减振控制技术，特别涉及一种空气弹簧-摩擦多维隔震支座。
技术介绍
基础隔震属于结构振动被动控制技术中的一种，通过在基础和建筑物增设隔震层来控制地面运动向上部结构的传递。结构基础隔震的原理是利用隔震支座延长结构基本自振周期，使结构的基本周期与地震作用的卓越周期错开，同时让变形能集中于隔震系统，减小地震输入给上部结构的能量，从而减轻结构自身的地震响应，为结构的地震防护提供更好的安全保障。地震作为一种随机振动不仅具有水平、竖向分量还具有转动分量，设计时考虑地震动的多维性和随机性，研发多维隔震支座是十分必要的。多维隔震支座应具有以下特点：(1)隔震支座高度适中，稳定性良好；(2)隔震支座具有抗拔性能；(3)隔震支座可同时隔离水平和竖向地震动；(4)隔震支座水平向和竖向运动不耦联；(5)隔震支座具有震后自复位功能；(6)隔震支座具有一定的转动能力；(7)隔震支座刚度低，可有效隔离低频地震。目前在工程中常用的叠层橡胶支座、摩擦滑移支座等具有良好的水平隔震效果，但不具有竖向隔震功能。而现有的多维隔震支座多采用水平隔震装置如叠层橡胶隔震支座、摩擦摆等与竖向隔震装置如碟形弹簧、液压装置串联的方式，但由于碟形弹簧刚度较大，在竖向地震动作用下仅能起到部分隔震的效果，不能有效隔离低频地震，而液压隔震装置需要较大的竖向高度，支座的稳定性难以得到足够的保证。上述问题的存在使隔震技术的应用受到了一定的约束。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种空气弹簧-摩擦多维隔震支座，能有效减轻结构的地震损伤。本技术所采用的技术方案是：一种空气弹簧-摩擦多维隔震支座，包括转动部分、竖向隔震部分和水平隔震部分；所述转动部分位于支座的上部，从上到下包括共心的上支座板、不锈钢板、第一平面聚四氟乙烯板、球冠衬板和球面聚四氟乙烯板；所述竖向隔震部分位于支座的中部，包括导向筒和空气弹簧；所述导向筒包括相互连接的顶端竖向隔震筒和底端竖向隔震筒；所述顶端竖向隔震筒的顶部与所述上支座板的底部配合连接起到抗拔作用，所述球面聚四氟乙烯板的下部嵌入在所述顶端竖向隔震筒的顶部内；所述顶端竖向隔震筒的底部与所述底端竖向隔震筒的顶部配合连接起到抗拔作用；所述空气弹簧设置在所述顶端竖向隔震筒和所述底端竖向隔震筒之间；所述水平隔震部分位于支座的下部，包括水平螺旋弹簧、下支座板和滑移层；所述底端竖向隔震筒的下部伸入至所述下支座板内，并与所述下支座板的顶部配合连接起到抗拔作用；所述滑移层设置在所述底端竖向隔震筒的底部；所述水平螺旋弹簧设置在所述下支座板内部，并且所述水平螺旋弹簧的一端与所述底端竖向隔震筒的外壁相连接、另一端与所述下支座板的内壁相连接。进一步地，所述球冠衬板的上表面为与所述第一平面聚四氟乙烯板相匹配的平面结构、下表面为与所述球面聚四氟乙烯板相匹配的曲面结构；所述球冠衬板的上平面和下曲面均开设有凹槽；所述第一平面聚四氟乙烯板嵌入在所述球冠衬板上平面的凹槽内，所述球冠衬板上平面的凹槽厚度小于所述第一平面聚四氟乙烯板的厚度；所述球面聚四氟乙烯板嵌入在所述球冠衬板下曲面的凹槽内，所述球冠衬板下曲面的凹槽厚度小于所述球面聚四氟乙烯板的厚度。进一步地，所述顶端竖向隔震筒的顶部为与所述球面聚四氟乙烯板相匹配、用于嵌入所述球面聚四氟乙烯板的圆弧形曲面。进一步地，所述顶端竖向隔震筒的顶部边缘间隔设置有向外布置的顶端竖向隔震筒凸缘，所述上支座板的底部间隔设置有向内布置的、且与所述顶端竖向隔震筒凸缘一一对应的上支座板凸缘，所述上支座板相对于所述顶端竖向隔震筒向下运动，在所述顶端竖向隔震筒凸缘从相邻所述支座板凸缘之间的空隙进入至内所述上支座板内后，所述上支座板相对于所述顶端竖向隔震筒做旋转运动，使得所述顶端竖向隔震筒凸缘旋转至所述上支座板凸缘上方，起到抗拔作用。进一步地，所述底端竖向隔震筒包括底端竖向隔震筒底座和位于所述底端竖向隔震筒底座顶部的底端竖向隔震筒抗拔板，所述底端竖向隔震筒底座和所述底端竖向隔震筒抗拔板之间通过抗拔锚固螺栓相互连接；所述底端竖向隔震筒抗拔板与所述顶端竖向隔震筒底部的外凸边缘组成回形构造以起到抗拔作用。进一步地，所述空气弹簧包括囊式帘线橡胶层和法兰盘，所述法兰盘设置有两个，分别位于所述囊式帘线橡胶层的上、下两端，所述囊式帘线橡胶层的上、下边缘分别通过锚固螺栓与所述法兰盘相互连接。进一步地，所述滑移层包括第二平面聚四氟乙烯板，所述第二平面聚四氟乙烯板嵌入在所述底端竖向隔震筒底部内开设的圆形凹槽内，所述圆形凹槽与所述第二平面聚四氟乙烯板同心且直径相同，所述圆形凹槽的深度小于所述第二平面聚四氟乙烯板的厚度，所述第二平面聚四氟乙烯板的下表面与所述下支座板的内底面相接触并能在所述下支座板的内底面上自由滑动。进一步地，所述水平螺旋弹簧设置有若干个，沿圆周方向等间距布置。进一步地，所述下支座板包括下支座板底座和位于所述下支座板底座顶部的下支座板抗拔板，所述下支座板底座和所述下支座板抗拔板之间通过抗拔锚固螺栓相互连接；所述下支座板抗拔板为环形结构，所述底端竖向隔震筒的底部为凸台结构，所述凸台结构的外径大于所述下支座板抗拔板的内径，使得所述底端竖向隔震筒的底部始终位于所述下支座板抗拔板的下部，起到抗拔的作用。进一步地，所述第一平面聚四氟乙烯板和所述球冠衬板的接触面涂抹胶水进行粘结，保证支座工作时，所述第一平面聚四氟乙烯板和所述球冠衬板不分离；所述球面聚四氟乙烯板和所述顶端竖向隔震筒的接触面涂抹胶水进行粘结，保证支座工作时，所述球面聚四氟乙烯板和所述顶端竖向隔震筒不分离；所述滑移层的第二平面聚四氟乙烯板和所述底端竖向隔震筒的接触面涂抹胶水进行粘结，保证支座工作时，所述第二平面聚四氟乙烯板和所述底端竖向隔震筒不分离。本技术的有益效果是：本技术一种空气弹簧-摩擦多维隔震支座，其转动部分设置的下凸形球冠衬板使支座具有一定的转动功能并可依靠重力作用实现支座的转动自复位。相对于传统被动隔震系统刚度、阻尼固定，空气弹簧竖向隔震系统具有可调非线性静、动态刚度；性能参数可调，刚度和承载力可以通过调节橡胶气囊的内压力来调整；竖向刚度小，隔震频率低，当输入低频地震时也可有效发挥隔震效果。水平隔震系统采用的平板摩擦滑移系统并设置多组水平螺旋弹簧，既有效的降低的支座的竖向高度，提高了支座的竖向稳定性又有效地抑制了支座水平位移过大并可实现支座震后自复位。该多维隔着支座能有效的降低结构水平和竖向刚度，稳定的耗散地震能量，同时，安装、后期维护方便，构造简单，具有很大的经济效益。附图说明图1：本技术一种空气弹簧-摩擦多维隔震支座水平复位装置平面结构示意图；图2：本技术一种空气弹簧-摩擦多维隔震支座竖向隔震装置平面结构示意图；图3：本技术一种空气弹簧-摩擦多维隔震支座上支座板凸缘平面结构示意图；图4：本技术一种空气弹簧-摩擦多维隔震支座上支座板剖面结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气弹簧-摩擦多维隔震支座，其特征在于，包括转动部分、竖向隔震部分和水平隔震部分；/n所述转动部分位于支座的上部，从上到下包括共心的上支座板(1)、不锈钢板(2)、第一平面聚四氟乙烯板(3)、球冠衬板(6)和球面聚四氟乙烯板(7)；/n所述竖向隔震部分位于支座的中部，包括导向筒和空气弹簧；所述导向筒包括相互连接的顶端竖向隔震筒(4)和底端竖向隔震筒(10)；所述顶端竖向隔震筒(4)的顶部与所述上支座板(1)的底部配合连接起到抗拔作用，所述球面聚四氟乙烯板(7)的下部嵌入在所述顶端竖向隔震筒(4)的顶部内；所述顶端竖向隔震筒(4)的底部与所述底端竖向隔震筒(10)的顶部配合连接起到抗拔作用；所述空气弹簧设置在所述顶端竖向隔震筒(4)和所述底端竖向隔震筒(10)之间；/n所述水平隔震部分位于支座的下部，包括水平螺旋弹簧(11)、下支座板(13)和滑移层；所述底端竖向隔震筒(10)的下部伸入至所述下支座板(13)内，并与所述下支座板(13)的顶部配合连接起到抗拔作用；所述滑移层设置在所述底端竖向隔震筒(10)的底部；所述水平螺旋弹簧(11)设置在所述下支座板(13)内部，并且所述水平螺旋弹簧(11)的一端与所述底端竖向隔震筒(10)的外壁相连接、另一端与所述下支座板(13)的内壁相连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种空气弹簧-摩擦多维隔震支座，其特征在于，包括转动部分、竖向隔震部分和水平隔震部分；
所述转动部分位于支座的上部，从上到下包括共心的上支座板(1)、不锈钢板(2)、第一平面聚四氟乙烯板(3)、球冠衬板(6)和球面聚四氟乙烯板(7)；
所述竖向隔震部分位于支座的中部，包括导向筒和空气弹簧；所述导向筒包括相互连接的顶端竖向隔震筒(4)和底端竖向隔震筒(10)；所述顶端竖向隔震筒(4)的顶部与所述上支座板(1)的底部配合连接起到抗拔作用，所述球面聚四氟乙烯板(7)的下部嵌入在所述顶端竖向隔震筒(4)的顶部内；所述顶端竖向隔震筒(4)的底部与所述底端竖向隔震筒(10)的顶部配合连接起到抗拔作用；所述空气弹簧设置在所述顶端竖向隔震筒(4)和所述底端竖向隔震筒(10)之间；
所述水平隔震部分位于支座的下部，包括水平螺旋弹簧(11)、下支座板(13)和滑移层；所述底端竖向隔震筒(10)的下部伸入至所述下支座板(13)内，并与所述下支座板(13)的顶部配合连接起到抗拔作用；所述滑移层设置在所述底端竖向隔震筒(10)的底部；所述水平螺旋弹簧(11)设置在所述下支座板(13)内部，并且所述水平螺旋弹簧(11)的一端与所述底端竖向隔震筒(10)的外壁相连接、另一端与所述下支座板(13)的内壁相连接。


2.根据权利要求1所述的一种空气弹簧-摩擦多维隔震支座，其特征在于，所述球冠衬板(6)的上表面为与所述第一平面聚四氟乙烯板(3)相匹配的平面结构、下表面为与所述球面聚四氟乙烯板(7)相匹配的曲面结构；所述球冠衬板(6)的上平面和下曲面均开设有凹槽；所述第一平面聚四氟乙烯板(3)嵌入在所述球冠衬板(6)上平面的凹槽内，所述球冠衬板(6)上平面的凹槽厚度小于所述第一平面聚四氟乙烯板(3)的厚度；所述球面聚四氟乙烯板(7)嵌入在所述球冠衬板(6)下曲面的凹槽内，所述球冠衬板(6)下曲面的凹槽厚度小于所述球面聚四氟乙烯板(7)的厚度。


3.根据权利要求1所述的一种空气弹簧-摩擦多维隔震支座，其特征在于，所述顶端竖向隔震筒(4)的顶部为与所述球面聚四氟乙烯板(7)相匹配、用于嵌入所述球面聚四氟乙烯板(7)的圆弧形曲面。


4.根据权利要求1所述的一种空气弹簧-摩擦多维隔震支座，其特征在于，所述顶端竖向隔震筒(4)的顶部边缘间隔设置有向外布置的顶端竖向隔震筒凸缘(4a)，所述上支座板(1)的底部间隔设置有向内布置的、且与所述顶端竖向隔震筒凸缘(4a)一一对应的上支座板凸缘(1b)，所述上支座板(1)相对于所述顶端竖向隔震筒(4)向下运动，在所述顶端竖向隔震筒凸缘(4a)从相邻所述支座板凸缘之间的空隙进入至内所述上支座板(1)内后，所述上支座板(1)相对于所述顶端竖向隔震筒(4)做旋转运动，使得所述顶端竖向隔震筒凸缘(4a)旋转至所述上支座板凸缘(1b)上方，起到抗拔作用。

【专利技术属性】
技术研发人员：芦燕，景铭，韩庆华，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津;12