加强抗剪性能的磁敏金属橡胶隔震支座制造技术

本发明专利技术属于结构减震/隔震技术领域，尤其是加强抗剪性能的磁敏金属橡胶隔震支座。本发明专利技术包括设置于上部结构物与下部结构物之间的支座本体，支座本体由上至下依次设置有与上部结构物连接的上连接钢板、支撑部、与下部结构物连接的下连接钢板；支撑部由内之外依次设置有抗剪主体、空腔层、支撑外壳、缠绕在支撑外壳外表面的线圈、金属外壳。本发明专利技术在金属橡胶沿竖向设置有抗剪主体，在受外力作用下，栓钉能够约束金属橡胶的“腰鼓”现象，提供抗剪能力，提高了整体的抗剪强度，使整体结构在地震作用下有良好的工作稳定性，因此该支座具有良好的隔震功能。隔震功能。隔震功能。

【技术实现步骤摘要】
加强抗剪性能的磁敏金属橡胶隔震支座


[0001]本专利技术属于工程结构减震/隔震
，尤其涉及加强抗剪性能的磁敏金属橡胶隔震支座。

技术介绍

[0002]隔震支座是指结构为达到隔震要求而设置的支承装置，是在上部结构与地基之间增加隔震层，安装橡胶隔震支座，起到与地面的软连接，通过这样的技术，可以把地震80％左右的能量抵消掉。例如叠层橡胶支座(或称隔震橡胶支座、夹层橡胶垫等)。它是一种水平刚度较小而竖向刚度较大的结构构件，可承受大的水平变形，可作为承重体系的一部分。
[0003]在土木工程中，高层建筑在地震作用下易受到剪切作用而损伤、破坏甚至倒塌。使用传统叠层橡胶支座存在如下不足：若采用橡胶材料，就会面临耐久性差、环境适应性差等问题，并且其抗剪性能依靠橡胶与钢板硫化产生的连接，无法提供更多抗剪能力。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术中的缺陷，为此，本专利技术提供加强抗剪性能的磁敏金属橡胶隔震支座。本专利技术可增强支座整体的抗剪强度。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]加强抗剪性能的磁敏金属橡胶隔震支座，包括设置于上部结构物与下部结构物之间的支座本体，支座本体由上至下依次设置有与上部结构物连接的上连接钢板、支撑部、与下部结构物连接的下连接钢板；支撑部由内之外依次设置有抗剪主体、空腔层、支撑外壳、缠绕在支撑外壳外表面的线圈、金属外壳；抗剪主体的顶部与上连接钢板连接，抗剪主体的底部与下连接钢板连接；支撑外壳的底部、线圈的底部和金属外壳的底部均与下连接钢板连接，支撑外壳的顶端、线圈的顶端和金属外壳的顶端均不与上连接钢板连接，使得空腔层的顶部与外界连通；抗剪主体的内部设有若干个金属橡胶和若干个剪切栓钉。
[0007]优选的，抗剪主体呈圆柱状；抗剪主体由若干个叠层钢板和若干个金属橡胶组成，若干个叠层钢板和若干个金属橡胶从上至下依次间隔设置，每个叠层钢板的上下表上均设置有若干个剪切栓钉，剪切栓钉的钉头嵌设于相邻的金属橡胶上的栓钉槽内。
[0008]优选的，抗剪主体的顶部通过钢块与上连接钢板连接(如焊接)，抗剪主体的底部通过钢块与下连接钢板连接；钢块与金属橡胶通过剪切栓钉连接，钢块的厚度大于叠层钢板的厚度；钢块为导磁钢材，例如马氏体不锈钢或者使用纯铁、铁合金等。
[0009]优选的，金属橡胶为由金属丝经过缠绕、加工、冲压而成的弹性多孔软磁材料，如纯铁丝、铁硅合金等，此处软磁材料泛指金属本身没有磁性，在磁场作用下会出现磁性，撤去磁场磁性消失的金属；且金属橡胶单层高度大于两个剪切栓钉的高度之和。
[0010]优选的，下连接钢板的上表面设置有环形冲压模具槽，冲压模具槽的内径与抗剪主体的外径相同。
[0011]优选的，支撑外壳的底部、线圈的底部和金属外壳的底部均通过槽嵌设于下连接
钢板上，支撑外壳的顶部、线圈的顶部和金属外壳的顶部平齐。
[0012]优选的，上连接钢板和下连接钢板均为圆形钢板结构，且上连接钢板上和下连接钢板上均设有若干个螺栓孔洞；上连接钢板的直径和下连接钢板的直径均大于抗剪主体的直径，这是由于需要在抗剪主体的外部设置线圈、支撑外壳、金属外壳，从而使构件形成完整磁回路。
[0013]优选的，上连接钢板上的若干个螺栓孔洞呈中心对称分布，下连接钢板上的若干个螺栓孔洞呈中心对称分布；螺栓孔洞的数量为8个，螺栓孔洞距离上连接钢板圆心的距离大于叠层钢板的半径。
[0014]优选的，上连接钢板、下连接钢板、叠层钢板、金属外壳均为导磁钢材，例如马氏体不锈钢或着使用纯铁、铁合金等；支撑外壳和冲压模具壳(未画出)使用不导磁材料。
[0015]优选的，线圈缠绕在支撑外壳的外表面，金属外壳的内壁与线圈贴合。
[0016]本专利技术的优点在于：
[0017](1)本专利技术在金属橡胶沿竖向设置有抗剪主体，在受外力作用下，剪切栓钉能够约束金属橡胶的“腰鼓”现象，提供抗剪能力，提高了整体的抗剪强度，使整体结构在地震作用下有良好的工作稳定性，因此该支座具有良好的隔震功能。
[0018](2)本专利技术中的金属橡胶的上、下顶面在冲压时形成剪切栓钉槽，使金属橡胶材料与钢块之间的接触面积增加，在受到剪力的状态下，剪切栓钉能够分散由上、下支座板凹槽壁带来的挤压，增强了整体的抗剪性能。
[0019](3)本专利技术使用了软磁材料作为金属橡胶的制作材料；软磁材料制成的金属橡胶材料与磁组合，使用在叠层钢板支座上，增强了支座的整体性能；支座中的剪切栓钉可以增强支座的抗拉强度以及抗剪强度，并且能够约束金属橡胶的“腰鼓”现象；磁场的作用，可以改变隔震支座的刚度，使隔震支座实现可变刚度；另外，软磁材料在磁场中会被磁化，金属丝之间会相互吸引，增加了金属丝之间的接触点。原本金属丝想要产生接触滑移，先要从“孤立”状态变为“接触”状态，然而在有磁场作用下，一部分金属丝从“孤立”状态变成“接触”状态，在外力作用下，这部分金属丝会比无磁场作用下的金属丝优先进入“滑移”状态，导致相同应力下，有磁场作用的金属橡胶整体的应变小于无磁场作用下金属橡胶整体的应变，有磁场作用下金属橡胶的整体刚度变大。磁场的添加是通过外部的通电线圈产生的。
[0020](4)本专利技术中的软磁材料易获取，支座成本低，根据输入电流大小可以实现变刚度；其中的叠层钢板起到支撑作用，即便是支座失去磁场，金属橡胶本身也能够很好的耗能；在有磁场时，软磁材料有稳定的磁强化效应；金属橡胶相较于传统橡胶，使用寿命较长。
[0021](5)本专利技术中的剪切栓钉能够提供抗拉强度，避免支座因受到拉力而散开；线圈在通过磁场的条件下，可以使支座中的金属橡胶线圈贴合更紧密，接触点增多，使其耗能效果更好；本专利技术结构形式紧凑、受力明确、结构合理，有良好的实用价值。
附图说明
[0022]图1为本专利技术整体结构示意图。
[0023]图2为本专利技术局部结构示意图。
[0024]图3为本专利技术竖直剖面结构示意图。
[0025]图中标注符号的含义如下：
[0026]1‑
上连接钢板、21
‑
抗剪主体、211
‑
叠层钢板、212
‑
金属橡胶、213
‑
剪切栓钉、22
‑
空腔层、23
‑
支撑外壳、24
‑
线圈、25
‑
金属外壳、3
‑
下连接钢板、4
‑
螺栓孔洞、5
‑
钢块、6
‑
冲压模具槽。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]如图1
‑
3所示，加强抗剪性能的磁敏金属橡胶隔震支座，设置在上部结构物与下部结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.加强抗剪性能的磁敏金属橡胶隔震支座，包括设置于上部结构物与下部结构物之间的支座本体，其特征在于，所述支座本体由上至下依次设置有与上部结构物连接的上连接钢板(1)、支撑部、与下部结构物连接的下连接钢板(3)；所述支撑部由内之外依次设置有抗剪主体(21)、空腔层(22)、支撑外壳(23)、缠绕在支撑外壳(23)外表面的线圈(24)、金属外壳(25)；所述抗剪主体(21)的顶部与上连接钢板(1)连接，所述抗剪主体(21)的底部与下连接钢板(3)连接；所述支撑外壳(23)的底部、线圈(24)的底部和金属外壳(25)的底部均与下连接钢板(3)连接，所述支撑外壳(23)的顶端、线圈(24)的顶端和金属外壳(25)的顶端均不与上连接钢板(1)连接，使得空腔层(22)的顶部与外界连通；所述抗剪主体(21)的内部设有若干个金属橡胶(212)和若干个剪切栓钉(213)。2.根据权利要求1所述的加强抗剪性能的磁敏金属橡胶(212)隔震支座，其特征在于：所述抗剪主体(21)呈圆柱状；所述抗剪主体(21)由若干个叠层钢板(211)和若干个金属橡胶(212)组成，若干个叠层钢板(211)和若干个金属橡胶(212)从上至下依次间隔设置，每个所述叠层钢板(211)的上下表上均设置有若干个剪切栓钉(213)，所述剪切栓钉(213)的钉头嵌设于相邻的金属橡胶(212)上的栓钉槽内。3.根据权利要求2所述的加强抗剪性能的磁敏金属橡胶(212)隔震支座，其特征在于：所述抗剪主体(21)的顶部通过钢块(5)与上连接钢板(1)连接，所述抗剪主体(21)的底部通过钢块(5)与下连接钢板(3)连接；所述钢块(5)与金属橡胶(212)通过剪切栓钉(213)连接；所述钢块(5)为导磁钢材。4.根据权利要求1所述的加强抗剪性能的磁敏金属橡胶(212)隔震支座，其特征在于：所述金属橡胶(212)为由...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔凡，姚元龙，郝慧荣，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：