【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及于土木工程中抗震设计，具体而言，涉及一种变刚度三重摩擦摆支座。
技术介绍
1、摩擦摆支座通过滑动摩擦耗散能量，通过钟摆原理延长结构自振周期，具有较好的隔震性能。相比于传统普通橡胶支座和钢阻尼支座，摩擦摆支座具有承载能力高、阻尼比大、重量轻、自复位能力强等优点，因此摩擦摆支座在桥梁和建筑等结构中得到广泛的研究与应用。
2、从摩擦面的摩擦系数来说，目前有常摩擦面和摩擦系数逐渐变化的摩擦面。变摩擦支座通过逐渐增加的摩擦系数增大支座在大位移时的摩擦耗能。从摩擦面的形状来说，目前有常规的球形摩擦摆支座和变曲面摩擦摆支座。变曲面摩擦摆支座的刚度随地震动强度而发生变化，从而使得结构在各个地震动水平下能达到不同的设防目标。从摩擦面的个数来说，目前的摩擦摆支座有双摩擦摆、三重摩擦摆和四重摩擦摆支座。三重摩擦摆支座和多重摩擦摆支座的刚度随支座位移的增大而逐渐增加，限位能力不断增强。
3、试验表明，变摩擦支座的缺点是支座刚度不能随位移的增大而增大。变曲面支座的缺点是支座曲面空间有限，难以在较小的空间内实现三阶段的变刚度设计。虽然小半径球面加ln(x)的变曲面可以增大结构耗能能力，减小地震力，但是其在大震下的限位过多依赖于支座边缘的钢板。三重和四重摩擦摆支座的缺点是其刚度只能随位移增大，变刚度的范围非常有限。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决上述现有技术存在的缺陷，提出一种变刚度三重摩擦摆支座。可以提高支座在不同地震动水准下的适应能力,该装置适用于桥梁结构和建筑结
2、为了实现上述目标，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、一种变刚度三重摩擦摆支座，包括相对设置的变曲面外侧上滑动板、变曲面外侧下滑动板，所述变曲面外侧上滑动板、变曲面外侧下滑动板的内侧分别设置有内侧上滑动块、内侧下滑动块，所述内侧上滑动块和内侧下滑动块之间设置有中间滑块；所述内侧上滑动块和内侧下滑动块的外侧分别固定连接有外摩擦垫，所述中间滑块的两个摩擦面上分别固定连接有内摩擦垫。
4、进一步地，所述变曲面外侧上滑动板、变曲面外侧下滑动板、内侧上滑动块、内侧下滑动块的端部均设置有限位钢板。
5、进一步地，所述变曲面外侧下滑动板的内侧由位于正中心的内球面和位于内球面外侧的外变刚度曲面组成，以变曲面外侧下滑动板的滑动面中心作为原点建立坐标系，则变曲面外侧下滑动板的内球面的截面轮廓曲线表达式y1：
6、
7、式中：r1为外侧下滑动板的内球面的曲率半径，ds为内球面宽度，x1为外侧下滑动板的内球面的截面上的一个点在x轴的位置；
8、变曲面外侧下滑动板的外变刚度曲面的截面轮廓曲线表达式y2：
9、
10、
11、式中：d0为外变刚度曲面宽度，x2为外侧下滑动板的外变刚度曲面的截面上的一个点在x轴的位置，a、b分别为确定外变刚度曲面的截面轮廓曲线的参数，x0为变曲面外侧下滑动板的内球面曲线与外变刚度轮廓曲线相交处在x轴的位置；
12、所述变曲面外侧上滑动板和所述变曲面外侧下滑动板的结构完全相同且上下对称布置；
13、所述内侧下滑动块的外侧面的截面轮廓曲线表达式的与所述变曲面外侧下滑动板的内球面的截面轮廓曲线表达式相同；
14、所述内侧下滑动块的内侧面的截面轮廓曲线表达式y3：
15、
16、式中：r2为内侧下滑动块的内侧面的曲率半径，h1为外侧摩擦垫厚度，h2为内侧下滑动块的中心厚度，d1为内侧下滑动块的内侧面在水平面上的投影宽度，x3为侧下滑动块的内侧面的截面上的一个点在x轴的位置；
17、所述内侧上滑动块与所述内侧下滑动块的结构完全相同且上下对称布置；
18、所述中间滑块的下摩擦面与所述内侧下滑动块的内侧面的截面轮廓曲线表达式相同，所述中间滑块的上摩擦面与所述中间滑块的下摩擦面上下对称。
19、进一步地，所述外摩擦垫与所述变曲面外侧上/下滑动板的滑动面之间的摩擦系数μ1以及所述内摩擦垫与所述内侧上/下滑动块之间的摩擦系数μ2须满足如下关系：
20、
21、有益效果：
22、1、本专利技术采用三重摩擦的设计结构，在中小震时，中间滑块与内侧上/下滑块之间的摩擦面不滑动，中间滑块与内侧上/下滑块组成的整体在变曲面外侧上/下滑动板之间的内部球面滑动，支座具有较好的自复位能力；大震时，中间滑块与内侧上/下滑块之间的摩擦面不滑动，中间滑块与内侧上/下滑块组成的整体在变曲面外侧上/下滑动板之间的内球面与外变刚度曲面上滑动，可减小结构内力，支座的阻尼比增大；超设防地震时，中间滑块与内侧上/下滑块组成的整体接触外部钢板边缘，外摩擦面停止滑动，而中间滑块在内侧上/下滑块内部滑动，支座刚度有明显的增大，从而限制过大的支座位移，防止结构倒塌。
23、2、本专利技术设置有外摩擦垫和内摩擦垫提供稳定的摩擦并使得压力均匀分布，避免出现应力集中的问题。
24、3、本专利技术通过摩擦面的不同曲面结构设计和摩擦面之间的不同摩擦系数的设置，控制三重摩擦摆支座两个滑动面的滑动过程，使得外部滑动面先滑动，内部滑动面在巨震时才滑动，更好地适用于结构在不同的震动强度下的减震。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种变刚度三重摩擦摆支座，其特征在于，该变刚度三重摩擦摆支座包括相对设置的变曲面外侧上滑动板、变曲面外侧下滑动板，所述变曲面外侧上滑动板、变曲面外侧下滑动板的内侧分别设置有内侧上滑动块、内侧下滑动块，所述内侧上滑动块和内侧下滑动块之间设置有中间滑块；所述内侧上滑动块和内侧下滑动块的外侧分别固定连接有外摩擦垫，所述中间滑块的两个摩擦面上分别固定连接有内摩擦垫。
2.根据权利要求1所述的一种变刚度三重摩擦摆支座，其特征在于，所述变曲面外侧上滑动板、变曲面外侧下滑动板、内侧上滑动块、内侧下滑动块的端部均设置有限位钢板。
3.根据权利要求2所述的一种变刚度三重摩擦摆支座，其特征在于，所述变曲面外侧下滑动板的内侧由位于正中心的内球面和位于内球面外侧的外变刚度曲面组成，以变曲面外侧下滑动板的滑动面中心作为原点建立坐标系，则变曲面外侧下滑动板的内球面的截面轮廓曲线表达式y1：
4.根据权利要求3所述的一种变刚度三重摩擦摆支座，其特征在于，所述外摩擦垫与所述变曲面外侧上/下滑动板的滑动面之间的摩擦系数μ1以及所述内摩擦垫与所述内侧上/下滑动块之间的摩擦系数
...【技术特征摘要】
1.一种变刚度三重摩擦摆支座，其特征在于，该变刚度三重摩擦摆支座包括相对设置的变曲面外侧上滑动板、变曲面外侧下滑动板，所述变曲面外侧上滑动板、变曲面外侧下滑动板的内侧分别设置有内侧上滑动块、内侧下滑动块，所述内侧上滑动块和内侧下滑动块之间设置有中间滑块；所述内侧上滑动块和内侧下滑动块的外侧分别固定连接有外摩擦垫，所述中间滑块的两个摩擦面上分别固定连接有内摩擦垫。
2.根据权利要求1所述的一种变刚度三重摩擦摆支座，其特征在于，所述变曲面外侧上滑动板、变曲面外侧下滑动板、内侧上滑动块、内侧下滑动...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。