专利名称：具有耗能摩擦副的球形支座的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及土木工程技术领域，具体涉及一种用于土木工程结构的减振 (震)支座。
背景技术：
地震、风振和其他设备振动都可能引起建筑结构自身的振动。较小的振动可能导 致结构的损伤累积，设备的不正常运行以及人体感觉不舒适等不良反应，大的振动，如强地 震，则可直接对结构的安全构成威胁。减(振)震技术作为一种新颖且行之有效的技术正越来越多地被应用于各类新 建、改扩建和加固工程。目前的减(振)震技术一般通过各种减(振)震支座与各种阻尼器 的联合使用来实现。减(振)震支座主要释放结构位移和变形，而阻尼器则负责耗能。普 通的减(振)震支座无法同时实现释放结构位移变形和提供良好耗能能力的功能。
实用新型内容为了解决上述问题，本实用新型的目的在于，提供一种具有耗能摩擦副的球形支 座，该支座具有一起到减震消能作用的耗能摩擦副，在地震、大风及其它振动发生时，减震 效果明显。本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现具有耗能摩擦副的球形支座，包括球形支座主体，所述球形支座主体包括用于连 接上部工程结构的上支座板、用于连接下部工程结构的下支座板，所述上支座板与所述下 支座板之间设有一中间球面板，其特征在于所述中间球面板通过一中间体连接所述下支 座板，所述中间体的上表面与所述中间球面板的下表面配套，所述中间体的下表面与所述 下支座板的上表面设有一用于通过摩擦来消耗能量的耗能摩擦副。在遭遇地震、强风或其 它偶然作用时，工程结构的位移增大，当支座的位移量超出正常工作的范围，上支座板带动 中间体开始滑动，此时耗能摩擦副发挥耗能作用。所述下支座板的上表面设有不锈钢板，所述中间体的下表面设有不锈钢板，构成 耗能摩擦副。所述下支座板上的不锈钢板和所述中间体上的不锈钢板，采用耐磨不锈钢板。 耐磨不锈钢板具有摩擦系数稳定，摩擦耗损率低的特点。所述球形支座主体还包括一高阻尼橡胶环，所述高阻尼橡胶环位于所述下支座板 内侧。所述高阻尼橡胶环由天然橡胶和合成橡胶加入填充剂、补强剂、可塑剂、硫化剂等配 合剂制成，具有良好的滞回耗能能力(等效阻尼比可达20-30%)。在中间体位移继续增大 的过程中，当中间体碰到高阻尼橡胶环时，高阻尼橡胶环受到挤压，本实用新型实现第二次 耗能。同时，高阻尼橡胶环还能够提供一定的回复力，使支座恢复原位。有益效果由于采用了上述技术方案，本实用新型解决了长期以来普通支座不能 提供较大的阻尼力的问题，克服了在地震、强风作用下耗能减(振)震能力不够的缺陷，通 过以耗能摩擦副为主，高阻尼橡胶环为辅的双重耗能机制，最终达到了较好的减(振)震效果，具有较好的经济效益和社会效益。
图1为本实用新型的一种结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示进一步阐述本实用新型。具有耗能摩擦副的球形支座，主要包括球形支座主体。球形支座主体主要包括上 支座板1、下支座板7、中间球面板3、中间体5。上支座板1用于连接上部工程结构，下支座 板7用于连接下部工程结构。上支座板1与下支座板7之间设有一中间球面板3，中间球面 板3与下支座板7之间设有中间体5。上支座板1的下表面设有不锈钢板，中间球面板3的上表面设有平面滑板2，上支 座上的不锈钢板与中间球面板3上的平面滑板2构成平面摩擦副，使支座能实现水平方向 的滑动。中间球面板3的下弧表面镀硬铬，中间体5的上表面设有球面滑板4。中间球面板 3上的硬铬与中间体5的球面滑板4构成球面摩擦副，使支座能实现一定程度的转动。中 间体5的下表面设有不锈钢板，下支座板7的上表面设有不锈钢板。中间体5上的不锈钢 板与下支座板7上的不锈钢板构成耗能摩擦副。耗能摩擦副具有耗能作用。上述不锈钢板 可以采用贴覆的方式置于其相应的主体上。球面滑板4可以通过镶嵌的方式置于中间体5 上，弧度与中间球面板3的弧度相同。具有耗能摩擦副的球形支座各部件材质球形支座主体采用铸钢球形支座主体， 材质优选德国DIN标准的Gs20Mn5铸钢，该种铸钢在普通铸钢的基础上添加多种微量元素， 并进行多层防锈处理，可焊性高，耐腐蚀性强。上支座板1的剖面可以呈“n”形，上支座板 1上的不锈钢板可以采用高质量镜面不锈钢板，镜面不锈钢板具有滑动摩擦系数低，正常使 用情况下能够有效释放上部结构的温度应力的特点。中间体5的剖面可以呈“T”形，中间 体5的下表面的不锈钢板和下支座板7的上表面的不锈钢板采用耐磨不锈钢板，耐磨不锈 钢板摩具有擦系数稳定，摩擦耗损率低的特点。中间球面板3上的平面滑板2和中间体5的 球面滑板4采用改性超高分子量聚乙烯材料或聚四氟乙烯材料，价格便宜、且抗压强度高， 采用上述材料的具有耗能摩擦副的球形支座抗压强度可达60Mpa。为了进一步提高具有耗能摩擦副的球形支座的减(振)震效果，下支座板7内侧 设有一高阻尼橡胶环6。高阻尼橡胶环6由天然橡胶和合成橡胶加入填充剂、补强剂、可塑 剂、硫化剂等配合剂制成，具有良好的滞回耗能能力(等效阻尼比可达20-30% )。具有耗能摩擦副的球形支座工作过程在正常使用情况下，具有耗能摩擦副的球 形支座，能够通过中间球面板3传力，各向转动性能一致，不会出现力的缩颈现象，特别是 作用在混凝土上时，反力比较均勻，适用于各类结构形式复杂的节点构造。并且具有耗能 摩擦副的球形支座在转动时，由于它的转动力矩只与支座球面半径及各接触面的摩擦系数 有关，与支座转角大小无关，转动力矩小，特别适用于大转角的要求，设计转角可达0. 06rad 以上。当遭遇地震、强风或其它偶然作用时，工程结构的位移增大，一旦支座的位移量超出 正常工作的范围，上支座板1带动中间体5开始滑动，此时耗能摩擦副发挥耗能作用。在中间体5位移继续增大的过程中，当中间体5碰到高阻尼橡胶环6时，高阻尼橡胶环6受到挤 压，本实用新型实现第二次耗能。同时，高阻尼橡胶环6还能够提供一定的回复力，使支座 恢复原位。 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征以及本实用新型的优点。本 行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描 述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型 还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新 型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求具有耗能摩擦副的球形支座，包括球形支座主体，所述球形支座主体包括用于连接上部工程结构的上支座板、用于连接下部工程结构的下支座板，所述上支座板与所述下支座板之间设有一中间球面板，其特征在于所述中间球面板通过一中间体连接所述下支座板；所述中间体的上表面与所述中间球面板的下表面配套，所述中间体的下表面与所述下支座板的上表面之间设有一用于通过摩擦来消耗能量的耗能摩擦副。
2.根据权利要求1所述的具有耗能摩擦副的球形支座，其特征在于所述下支座板的 上表面设有不锈钢板，所述中间体的下表面也设有不锈钢板；所述耗能摩擦副包括所述下支座板上的不锈钢板和所述中间体上的不锈钢板。
3.根据权利要求2所述的具有耗能摩擦副的球形支座，其特征在于所述下支座板上 的不锈钢板和所述中间体上的不锈钢板，均采用耐磨不锈钢板。
4.根据权利要求1所述的具有耗能摩擦副的球形支座，其特征在于所述球形支座主 体还包括一高阻尼橡胶环，所述高阻尼橡胶环位于所述下支座板内侧。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的具有耗能摩擦副的球形支座，其特征在于 所述球形支座主体是一采用Gs20Mn5铸钢材料的铸钢球形支座主体。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的具有耗能摩擦副的球形支座，其特征在于 所述中间体的上表面设有球面滑板，所述球面滑板采用改性超高分子量聚乙烯材料。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的具有耗能摩擦副的球形支座，其特征在于 所述中间体的上表面设有球面滑板，所述球面滑板采用聚四氟乙烯材料。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的具有耗能摩擦副的球形支座，其特征在于 所述上支座板上的下表面设有不锈钢板，所述上支座板上的不锈钢板采用镜面不锈钢板。
专利摘要本实用新型涉及一种用于土木工程结构的减(振)震支座。具有耗能摩擦副的球形支座，包括球形支座主体，球形支座主体包括上支座板、支座板，所述上支座板与所述下支座板之间设有一中间球面板，中间球面板通过一中间体连接下支座板。中间体的上表面与中间球面板的下表面配套，中间体的下表面与下支座板的上表面之间设有一用于通过摩擦来消耗能量的耗能摩擦副。本实用新型通过以耗能摩擦副为主，高阻尼橡胶环为辅的双重耗能机制，最终达到了较好的减震效果，具有较好的经济效益和社会效益。
文档编号E04B1/98GK201581517SQ20092028683
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者冯军, 汪洋, 韩凯翔 申请人:上海英谷桥梁科技有限公司