一种具备抗拉和水平转动功能的单摆式摩擦摆支座的制作方法

1.本实用新型属于建筑及桥梁结构技术领域，涉及一种具备抗拉和水平扭转功能的摩擦摆式减隔震支座。


背景技术：

2.建筑物特别是一些高宽比较大或轻型空间结构的建筑物，在遭遇地震作用或受风载影响时，所受的向上作用力超过了结构的自重，会产生较大的倾覆力矩，倾覆力矩会引起对底部支撑结构的拉力，极易产生失稳问题。此外，建筑物结构特点及受载特点要求上部结构和底部支撑结构间有能够发生一定的水平转动的能力，以释放结构应力。建筑物发生超过设定值的扭转也是造成破坏的主要因素之一，要保证建筑物在扭转情况下的稳定性最根本的一点是如何引导建筑物按即定的水平方向运动，减少发生有害扭转的可能。可见，建筑物对减隔震支座的性能要求除了通常的竖向承载支撑、滑移位移、水平刚度、复位能力、防火性能好等以外，还应具有竖向抗拉和水平转动功能。
3.目前建筑物减隔震支座普遍使用的是橡胶隔震支座，另有少量的平面摩擦滑移支座和摩擦摆式支座。橡胶隔震支座基本无抗拉能力或抗拉能力较差、存在橡胶老化及低温变硬、高温或火灾耗能减弱等问题。平面摩擦滑移支座的抗拉或抗倾覆性差，无回复能力，一般要和其他回复力装置配合使用。竖向抗拔型摩擦摆支座（zl申请号为：200710099429.0），但是无水平转动的功能，且结构型式为传统的摩擦摆式结构；双曲面球型减隔震支座（zl专利号200420010939.8）作为摩擦摆支座的一种，具有减隔震性能优异、高承载力、大位移能力、寿命长等优点，但目前尚无抗拉功能。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种具备抗拉和水平转动功能的单摆式摩擦摆减隔震支座，并且具有减隔震和复位能力，以解决现有建筑物、桥梁减隔震支座存在的问题。
5.为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种具备抗拉和水平转动功能的单摆式摩擦摆支座，包括顶板、上座板、中座板和下座板；
6.顶板设置在上座板上方，顶板与上座板之间设有平面摩擦副，顶板与上座板的上部外侧设有滑槽、滑块相配合构成的相扣式水平转动滑道结构；
7.上座板设置在中座板上方，上座板和中座板相贴的表面为相配合的弧面，上座板和中座板之间沿纵桥向弯曲的弧面摩擦副，横桥向的上座板的下部与中座板的上部两侧分别设有滑槽、滑块相配合构成的相扣式竖向转动滑道结构；
8.中座板设置在下座板的上方，中座板和下座板相贴的表面为相配合的弧面，中座板和下座板之间设有沿纵桥向弯曲弧面摩擦副，横桥向的中座板的下部与下座板两侧分别设有滑槽、滑块相配合构成的相扣式滑移滑道结构。
9.平面摩擦副和弧面摩擦副均由不锈钢滑板与非金属滑板构成。
10.顶板的下表面为供上座板水平转动的平面，上座板的上表面为平面结构，顶板下表面的两侧具有挡块，顶板的挡块内壁面具有圆弧形上抗拉滑槽，上座板的上部边缘设有圆弧形滑块，圆弧形滑块与上抗拉滑槽同轴转动配合，构成上抗拉的相扣式水平转动滑道结构。
11.中座板的上表面为供上座板竖向转动的凸弧面，上座板的下表面为凹弧面结构，并吻配的贴合在中座板所具有的凸弧面上；中座板在上表面凸弧面的横桥向两侧具有挡块，挡块的内壁面具有与上座板凹弧面的弧形一致的中抗拉滑槽；上座板下部的横桥向两侧外壁均具有中抗拉滑块，中抗拉滑块为与中抗拉滑槽相吻配的弧形，构成中抗拉的扣式竖向转动滑道结构。
12.下座板上表面具有供中座板滑移的凹弧面，所述中座板的下表面为凸弧面结构，并吻配的贴合在下座板所具有的凹弧面上；下座板在凹弧面的横桥向两侧具有挡块，挡块的内壁面具有与下座板凹弧面的弧形一致的下抗拉滑槽；中座板下部的横桥向两侧外壁均具有下抗拉滑块，下抗拉滑块为与下抗拉滑槽相吻配的弧形，构成下抗拉的相扣式滑移滑道结构。
13.上座板下表面的弧面曲率半径小于下座板上表面的弧面曲率半径。
14.本实用新型有益效果是：
15.1）支座的顶板、上座板、中座板、下座板每两板组合之间均设计有相扣式滑道结构，使支座在滑移和转动过程中始终具备抗拉功能。
16.2）支座顶板和上座板间设置平面摩擦副，且设置限位结构，使顶板能进行设计的水平转动。
17.3）支座通过上弧面摩擦副实现竖向转动功能，通过下弧面摩擦副实现水平往复滑动。在往复滑动过程中，通过滑动面的摩擦阻力耗散地震能量，并延长结构自振周期，达到减隔震效果。地震过后，上部结构自重形成恢复力，使支座复位。
附图说明
18.图1是本实用新型的结构示意图；
19.图2是图1的剖面图；
20.图3是本实新型的整体结构的三维图；
21.图4是本实用新型的局部剖视整体结构三维图；
22.图5是本实用新型顶板的三维图；
23.图6是本实用新型中座板的三维图；
24.图7是本实用新型上座板的三维图；
25.图8是本实用新型下座板的三维图；
26.图中：1、顶板，2、上座板，3、中座板，4、上抗拉滑槽，5、下座板，6、中抗拉滑槽，7、上弧面摩擦副，8、下抗拉滑槽，9、下弧面摩擦副,10、平面摩擦副，11、圆弧形滑块，12、中抗拉滑块，13、下抗拉滑块。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
28.一种具备抗拉和水平转动功能的单摆式摩擦摆支座，包括顶板1、上座板2、中座板3和下座板5。
29.顶板1设置在上座板2上方，顶板1与上座板2之间设有平面摩擦副，顶板1与上座板2的上部外侧设有滑槽、滑块相配合构成的相扣式水平转动滑道结构，顶面1与上座板2之间只具有转动间隙，实现顶板1在上座板2的水平转动功能，并使顶板1与上座板2之间具的抗拉效果。
30.上座板2设置在中座板3上方，上座板2和中座板3相贴的表面为相配合的弧面，上座板2的下表面弧面长度小于中座板3的上表面弧面长度，上座板2和中座板3之间沿纵桥向弯曲的弧面摩擦副，横桥向的上座板2的下部与中座板3的上部两侧分别设有滑槽、滑块相配合构成的相扣式竖向转动滑道结构，该结构实现上座板2在中座板3上的纵桥向竖向转动，并实现中部的抗拉效果。
31.中座板3设置在下座板5的上方，中座板3和下座板5相贴的表面为相配合的弧面，下座板5的上表面弧面长度大于中座板3的下表面弧面长度，中座板3和下座板5之间设有沿纵桥向弯曲弧面摩擦副，横桥向的中座板3的下部与下座板5两侧分别设有滑槽、滑块相配合构成的相扣式滑移滑道结构，实现中座板3在下座板5上的纵桥向滑移，并实现下部的抗拉效果。
32.平面摩擦副和弧面摩擦副均由不锈钢滑板与非金属滑板构成。
33.顶板1的下表面为供上座板2水平转动的平面，上座板2的上表面为平面结构，顶板1下表面的两侧具有挡块，顶板1的挡块内壁面具有圆弧形上抗拉滑槽4，上座板2的上部边缘设有圆弧形滑块11，圆弧形滑块11形成抗拉悬臂，圆弧形滑块11与上抗拉滑槽4同轴转动配合，构成上抗拉的相扣式水平转动滑道结构，实现水平转动。
34.中座板3的上表面为供上座板2竖向转动的凸弧面，上座板2的下表面为凹弧面结构，并吻配的贴合在中座板3所具有的凸弧面上；中座板3在上表面凸弧面的横桥向两侧具有挡块，挡块的内壁面具有与上座板2凹弧面的弧形一致的中抗拉滑槽6，中抗拉滑槽6沿纵桥向方向开设，从挡块的内壁面中部开出一条滑槽；上座板2下部的横桥向两侧外壁均具有中抗拉滑块12，中抗拉滑块12为与中抗拉滑槽6相吻配的弧形，构成中抗拉的扣式竖向转动滑道结构，该种结构实现竖向转动功能。
35.下座板5上表面具有供中座板3滑移的凹弧面，所述中座板3的下表面为凸弧面结构，并吻配的贴合在下座板5所具有的凹弧面上；下座板5在凹弧面的横桥向两侧具有挡块，挡块的内壁面具有与下座板5凹弧面的弧形一致的下抗拉滑槽8；中座板3下部的横桥向两侧外壁均具有下抗拉滑块13，下抗拉滑块13为与下抗拉滑槽8相吻配的弧形，构成下抗拉的相扣式滑移滑道结构。
36.上座板2下表面的弧面曲率半径小于下座板5上表面的弧面曲率半径。
37.其中，上座板2下表面为凹弧面并镶嵌非金属弧面滑板，中座板3的上表面为凸弧面，上面焊接不锈钢弧面滑板，组成上弧面摩擦副7；下座板5上表面为凹弧面并焊接不锈钢弧面滑板，中座板3的下表面为凸弧面，上面镶嵌非金属弧面滑板，组成下弧面摩擦副9；上弧面摩擦副实现支座纵桥向竖向转动功能，上弧面摩擦副实现支座纵桥向水平滑移和复位功能。
38.顶板1下表面焊接的不锈钢平面滑板，与上座板2上表面镶嵌的非金属平面滑板组
成支座平面摩擦副10，实现支座水平转动功能。
39.支座的顶板1、上座板2、中座板3、下座板4每两板组合之间均设计有滑槽、滑块配合构成的相扣式滑道结构，使支座在滑移过程中始终具备抗拉功能。
40.支座通过上弧面摩擦副实现竖向转动功能，通过下弧面摩擦副实现水平往复滑动。在往复滑动过程中，通过滑动面的摩擦阻力耗散地震能量，并延长结构自振周期，达到减隔震效果。地震过后，上部结构自重形成恢复力，使支座复位。
41.本实施例的支座在正常情况下，上弧面实现纵桥向的竖向转动功能，下弧面实现纵桥梁滑移功能；平面可实现水平向的设计值转动功能；在地震时实现减隔震和震后自动复位功能；支座在整个运行过程中均具备抗拉转功能。