一种单方向水平刚度抗震支座的制作方法

1.本发明属于建筑抗震设备技术领域，具体地，涉及一种单方向水平刚度抗震支座。


背景技术：

2.传统的桥梁等建筑机构抗震设计主要依靠建筑结构自身的强度、变形，这通常会导致很大的地震能量从地面传递给建筑本身，设计难度较大，经济性差。近年来，为了提高结构和抗震性能，国内外大量采用减隔震支座来延长结构自振周期，减少传递到上部结构的地震能量，起到了隔振耗能的作用。
3.在现有技术中，常用的弹性单向活动支座采用弹簧提供变形和刚度，但是通过弹簧设置的支座无法实现大变形，无法满足大跨窄桥和长宽比很大的建筑结构的使用要求。


技术实现要素：

4.针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种抗震支座，其能够满足大跨窄桥和长宽比很大的建筑结构的使用要求。
5.根据本发明，提供了一种抗震支座，包括依次排列设置的上部机构和滑动板，在所述上部机构与所述滑动板之间固定连接有橡胶弹性体，所述上部机构与所述滑动板滑动连接，
6.其中，所述上部机构包括依次设置的上座板、转动板和下座板，所述转动板的两端面分别与所述上座板和所述下座板形成摩擦副。
7.在一个具体的实施例中，在所述下座板的顶部设置有凸台，在所述上座板的底部设置有环台，所述凸台转动式套设在所述环台内。
8.在一个具体的实施例中，在所述凸台的顶部设置有用于容置所述转动板的凹槽。
9.在一个具体的实施例中，所述转动板的厚度大于所述凹槽的深度。
10.在一个具体的实施例中，所述凹槽设置为向内凹陷的弧形，所述转动板的与所述凹槽连接的面设置为对应的弧形。
11.在一个具体的实施例中，在所述上座板的下端两侧设置有挡板，所述挡板用于限制所述滑动板相对于所述上座板的位移方向。
12.在一个具体的实施例中，在所述下座板的下端两侧设置挡板，所述挡板用于限制所述滑动板相对于所述下座板的位移方向。
13.在一个具体的实施例中，在所述滑动板的上端设置有用于容置所述橡胶弹性体的方形槽。
14.在一个具体的实施例中，在所述橡胶弹性体的内部交替设置有多层隔板，在所述橡胶弹性体的上下两端分别设置有用于连接所述下座板和滑动板的钢板。
15.在一个具体的实施例中，所述环台的外侧面设置为斜面。
16.与现有技术相比，本技术的优点如下。
17.本发明的在上座板和下座板之间设置转动板，上座板能够相对于下座板转动，同
时滑动板的相对滑动位移，使本发明可以实现大角度转角，从而使本发明能够适用于大跨窄桥和长宽比很大的建筑结构。
18.此外，本发明相对于现有的弹性单向活动支座结构简单，在有限的安装空间内，更容易实现设计，从而可以解决现有的弹性单向活动支座因尺寸太大无法实现大变形的设计问题。
附图说明
19.下面将参照附图对本发明进行说明。
20.图1显示了根据本发明的抗震支座的一种实施例的示意图；
21.图2显示了根据本发明的上座板的仰视结构示意图；
22.图3显示了根据本发明的下座板的一种实施例的示意图；
23.图4显示了根据本发明的滑动板的俯视结构示意图；
24.图5显示了根据本发明的橡胶弹性体的一种实施例的示意图；
25.图6显示了根据本发明的抗震支座的一种使用方式的示意图；
26.图7显示了现有技术中弹性单向活动支座的示意图；
27.图8显示了根据本发明的抗震支座的另一种实施例的示意图。
28.图中：1、上座板；11、环台；2、转动板；3、下座板；31、凹槽；32、挡板；33、凸台；4、橡胶弹性体；41、隔板；42、钢板；5、滑动板；51、方形槽；100、抗震支座；200、固定支座；300、弹性单向活动支座；301、板簧。
29.在本技术中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
30.下面通过附图来对本发明进行介绍。
31.需要说明的是，本技术中使用的方向性用语或限定词“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等均是针对所参照的附图而言。它们并不用于限定所涉及零部件的绝对位置，而是可以根据具体情况而变化。
32.如图7所示，在现有技术中，弹性单向活动支座300采用板簧301提供变形和刚度，板簧301无法实现大变形，无法满足大跨窄桥和长宽比很大的建筑结构的使用要求。
33.实施例一：
34.在本发明的一个实施例中，如图1所示，提供了一种抗震支座100，包括从上到下依次排列设置的上部机构和滑动板5。其中，上部机构包括依次设置的上座板1、转动板2和下座板3。在上座板1和下座板3之间通过摩擦副连接的方式设置有转动板2，下座板3的顶部伸入上座板1的内部，用于相互之间的限位，下座板3与滑动板5之间能够相对滑动。
35.在一个具体的实施例中，如图1～图3所示，在下座板3的顶部设置有凸台33，同时，在上座板1的底部设置有能够套设在凸台33上的环台11。在本实施例中，凸台33设置为圆柱形，环台11为环形。凸台33能够套设在环台11的内部，形成转动副。
36.在一个具体的实施例中，如图1和图3所示，在下座板3的顶部设置有用于容置转动板2的凹槽31。在本实施例中，凹槽31设置为向内凹陷的弧形。同时，转动板2为球冠结构，即
转动板2的下端面设置为与凹槽31形状对应的弧形。通过这种设置，一方面增加转动板2与凹槽31的摩擦副的接触面积，另一方面使两者之间的相对转动更加顺畅。
37.根据本发明，转动板2的厚度大于凹槽31的深度，即上座板1、转动板2和下座板3安装之后，上座板1相对于下座板3在竖直方向上存在一定的空隙，从而尽量避免上座板1在竖直方向与下座板3直接接触。
38.如图1所示，根据本发明，抗震支座100还包括橡胶弹性体4，橡胶弹性体4的上下两端分别与下座板3和滑动板5固定连接。具体地，如图3所示，在下座板3的下端两侧均设置挡板32，两个挡板32相互平行，滑动板5位于两个挡板32之间，并与挡板32滑动配合，挡板32用于限制滑动板5相对于下座板3的位移方向。如图5所示，在橡胶弹性体4的内部交替设置有多层隔板41，在橡胶弹性体4的上下两端分别设置有用于连接下座板3和滑动板5的钢板42。橡胶弹性体4本体、隔板41、连接钢板42通过硫化工艺成为整体结构。
39.根据本发明，橡胶弹性体4不局限于本实施例中的方形结构，也可以设置为圆柱体或其它形状的立体结构，隔板41和钢板42做适应性改变。
40.如图1和图4所示，在滑动板5的上端设置有用于容置橡胶弹性体4的方形槽51。该方形槽51的顶部两侧与挡板32形成滑动配合。
41.根据本发明提供的抗震支座100能够实现单方向水平刚度及竖向转动刚度功能。本实施例设置有下座板3和滑动板5，并对下座板3和滑动板5的相对位移方向进行约束，橡胶弹性体4设置在下座板3和滑动板5之间，橡胶弹性体4的形变方向与下座板3和滑动板5的相对位移方向相同。通过橡胶弹性体4的单向变形，即竖直截面由原来的矩形变为平行四边形，由于橡胶材料本身的特性，实现了支座的大刚度、大位移功能，且刚度稳定。在与下座板3和滑动板5相对位移的方向垂直的另一方向通过设置的挡板32可承受大水平载荷。同时，本实施例通过密封固定设置在上座板1和下座板3之间的转动板2，可适应上部结构大转角的需要。与现有技术中设置弹簧的方案相比，根据本发明提供的实施例尺寸小，在有限的安装空间内，更容易实现设计，且可以解决弹簧方案实现不了大变形的设计问题。
42.根据本发明，在使用的过程中，也可以上下颠倒。即，从上到下依次设置滑动板5、橡胶弹性体4、下座板3、转动板2和上座板1。
43.根据本发明，转动板2的弧形面不限于本实施例中朝向下座板3的结构，也可以设置为转动板2的弧形面朝向上座板1，相应的，将本实施例中设置在下座板3上的凹槽31设置在上座板1上，用于与转动板2配合。
44.根据本发明，如图6所示，抗震支座100能够配合固定支座200使用，在桥梁或者建筑的底部两端分别设置抗震支座100和固定支座200，可以实现上部结构稳定及适应结构变形，同时具备自复位功能。
45.容易理解，固定支座200的具体结构为现有技术，不是本发明的技术要点，在此不再赘述。
46.实施例二：
47.根据本发明的另一个实施例，如图8所示，上座板1、转动板2、下座板3、橡胶弹性体4和滑动板5从上到下依次设置。与图1所示实施例不同的是，原来设置在下座板3两侧的挡板32设置在上座板1的两侧，从而使上座板1直接与滑动板5滑动配合。同时将图1所示实施例中的下座板3的尺寸减小，使其与图8所示实施例中的上座板1两侧的挡板32存在间隙。在
这种设置下，横向传载通过上座板1和滑动板5直接传递，受力更明确。
48.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
49.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
50.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
51.最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。