專利名稱：預(yù)應(yīng)力橡膠支座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及建筑、橋梁等構(gòu)筑物隔震支座裝置，尤其是涉及一種應(yīng)用于高層 建筑、塔形結(jié)構(gòu)以及大跨度橋梁等大型構(gòu)筑物的預(yù)應(yīng)力橡膠支座。
背景技術(shù)：
為了確保建筑、橋梁等構(gòu)筑物在地震中發(fā)揮應(yīng)有的功能，減小地震災(zāi)害，隔震技術(shù) 作為一種有效的結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)，受到了工程和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，并在國內(nèi)外建筑、橋 梁等工程結(jié)構(gòu)抗震中得到廣泛的應(yīng)用。隔震支座性能決定了隔震結(jié)構(gòu)體系的隔震效果與抗 震性能，因而研發(fā)出高性能的減隔震支座成了隔震技術(shù)中的關(guān)鍵問題。良好的隔震系統(tǒng)應(yīng)滿足四項基本功能，⑴合理的柔度；(2)良好的耗能能力；(3) 初始的剛度、屈服力；(4)迅速復(fù)位能力。目前，用于建筑、橋梁及其它構(gòu)筑物的減隔震裝置 主要有疊層橡膠支座、鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座、摩擦擺系統(tǒng)以及各種阻尼器等耗能 裝置。這些支座在應(yīng)于高層建筑、大跨度橋梁以及其它大型構(gòu)筑物時，均存在不足之處。摩擦擺系統(tǒng)對中小跨徑橋梁有較好的使用效果，但在強(qiáng)地震作用下，水平位移幅 值受到限制，難以保證在強(qiáng)震作用下高層建筑、大跨度橋梁結(jié)構(gòu)大位移的需要。常規(guī)的橡膠支座(疊層橡膠支座、鉛芯橡膠支座以及高阻尼橡膠支座等)的能力 差，橡膠支座的豎向拉伸能力遠(yuǎn)小于豎向壓縮能力，其界限拉伸能力僅為壓縮能力的幾十 分之一，單純拉伸或剪切變形狀態(tài)下在拉伸應(yīng)力達(dá)到1 2N/mm2，支座可能出現(xiàn)拉伸應(yīng)力狀 態(tài)?，F(xiàn)階段由于設(shè)計中嚴(yán)格控制橡膠隔震支座出現(xiàn)拉伸應(yīng)力，或嚴(yán)格規(guī)定拉伸應(yīng)力在規(guī)定 的小應(yīng)力范圍內(nèi)，在罕遇地震作用下，隔震支座不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力，當(dāng)不可避免處于受拉狀態(tài) 時，其拉應(yīng)力應(yīng)該< 1. 2MPa。對這規(guī)定對于一般體型隔震建筑物可以滿足，但是在水平地震 和豎向地震的共同作用下，高層、超高層及大跨度橋梁隔震結(jié)構(gòu)等隔震結(jié)構(gòu)體系中，難以保 證支座出現(xiàn)較大的拉伸應(yīng)力，可能使支座的發(fā)生拉伸破壞，進(jìn)而發(fā)生工程結(jié)構(gòu)的破壞。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有橡膠支座能力差，水平地震和豎向地震的共同作 用下，高層、塔形結(jié)構(gòu)以及大跨度橋梁隔震結(jié)構(gòu)中橡膠支座易出現(xiàn)拉伸破壞問題，提供了一 種預(yù)應(yīng)力橡膠支座，以解決高層建筑、塔形結(jié)構(gòu)以及大跨度橋梁等隔震支座的伸問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種預(yù)應(yīng)力橡膠支座，由上、下連接鋼板、內(nèi)部薄鋼板、內(nèi)部橡膠層、預(yù)應(yīng)力鋼絞線 和錨具組成，其特征在于所述內(nèi)部薄鋼板與內(nèi)部橡膠層交替疊合構(gòu)成疊合層，疊合層上、 下表面分別設(shè)置有上、下連接鋼板，疊合層外周包裹有外部橡膠保護(hù)層。內(nèi)部薄鋼板、內(nèi)部 橡膠層、外部橡膠保護(hù)層與上、下連接鋼板經(jīng)高溫、高壓硫化在一起形成橡膠支座，橡膠支 座上設(shè)置有預(yù)應(yīng)力鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼絞線兩端分別錨固在上、下連接鋼板內(nèi)的錨具。支座承受使用荷載前，對該支座預(yù)先施加壓應(yīng)力，從而形成預(yù)應(yīng)力橡膠支座。所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線可設(shè)置于支座疊合層內(nèi)，豎直貫穿疊合層，構(gòu)成支座體內(nèi)預(yù)應(yīng)力式橡膠支座。所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線還可設(shè)置于支座疊合層外，預(yù)應(yīng)力鋼絞線直接連接上、下連接 鋼板，構(gòu)成支座體外預(yù)應(yīng)力式橡膠支座。所述上、下連接鋼板上設(shè)置有連接螺栓孔，用于連接支座和結(jié)構(gòu)。有益效果本實(shí)用新型的預(yù)應(yīng)力橡膠支座利用橡膠支座抗壓承載力大來彌補(bǔ)能力 不足，在罕遇地震下，支座保持在受壓或小拉應(yīng)力狀態(tài)，確保隔震結(jié)構(gòu)安全。該支座結(jié)構(gòu)簡 單，隔震機(jī)理明確，適用于抗震性能要求高的高層建筑、大跨度橋梁以及其它大型構(gòu)筑物的 隔震控制。

圖1是預(yù)應(yīng)力橡膠支座(支座體內(nèi)預(yù)應(yīng)力式)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是預(yù)應(yīng)力橡膠支座(支座體內(nèi)預(yù)應(yīng)力式)的斷面圖；圖3是預(yù)應(yīng)力橡膠支座(支座體外預(yù)應(yīng)力式)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是預(yù)應(yīng)力橡膠支座(支座體外預(yù)應(yīng)力式)的斷面圖。附圖標(biāo)記說明1-連接螺栓孔；2-預(yù)應(yīng)力鋼絞線；3-上端連接鋼板；4-錨具；5-外部橡膠層； 6-內(nèi)部橡膠層；7-內(nèi)部薄鋼板；8-下端連接鋼板。
具體實(shí)施方式
預(yù)應(yīng)力橡膠支座有兩種施方式，一種是支座體內(nèi)預(yù)應(yīng)力式橡膠支座，如圖1和圖2 所示；一種是支座體外預(yù)應(yīng)力式橡膠支座，如圖3和圖4所示。實(shí)施例1現(xiàn)結(jié)合支座體內(nèi)預(yù)應(yīng)力式橡膠支座對本發(fā)現(xiàn)作進(jìn)一步說明。圖1為支座體內(nèi)預(yù)應(yīng)力式橡膠支座結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為支座體內(nèi)預(yù)應(yīng)力式橡膠支 座斷面圖。該支座由上、下連接鋼板3和8、內(nèi)部橡膠層6、內(nèi)部薄鋼板7、預(yù)應(yīng)力鋼絞線2和 錨具4組成，內(nèi)部橡膠層6與內(nèi)部薄鋼板7交替疊合構(gòu)成疊合層，疊合層上、下表面分別設(shè) 置有上、下連接鋼板3和8，疊合層外周包裹有外部橡膠保護(hù)層5。內(nèi)部橡膠層6、內(nèi)部薄鋼 板7、外部橡膠保護(hù)層5與上、下連接鋼板3和8是經(jīng)高溫、高壓硫化在一起形成橡膠支座， 橡膠支座上設(shè)置有預(yù)應(yīng)力鋼絞線2，預(yù)應(yīng)力鋼絞線2兩端分別連接錨固在上、下連接鋼板3、 8內(nèi)的錨具4上。其中，預(yù)應(yīng)力鋼絞線2設(shè)置于支座疊合層內(nèi)，豎直貫穿疊合層，構(gòu)成支座 體內(nèi)預(yù)應(yīng)力式橡膠支座。支座承受使用荷載前，對該支座預(yù)先施加壓應(yīng)力，并通過錨具4與 上、下連接鋼板3、8連接。實(shí)施例2現(xiàn)結(jié)合支座體外式預(yù)應(yīng)力橡膠支座對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖3為支座體外預(yù)應(yīng)力式橡膠支座結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為支座體外預(yù)應(yīng)力式橡膠支 座斷面圖。該支座由上、下連接鋼板3和8、內(nèi)部橡膠層6、內(nèi)部薄鋼板7、預(yù)應(yīng)力鋼絞線2和 錨具4組成，內(nèi)部橡膠層6與內(nèi)部薄鋼板7交替疊合構(gòu)成疊合層，疊合層上、下表面分別設(shè) 置有上、下連接鋼板3和8，疊合層外周包裹有外部橡膠保護(hù)層5。內(nèi)部橡膠層6、內(nèi)部薄鋼 板7、外部橡膠保護(hù)層5與上、下連接鋼板3和8經(jīng)高溫、高壓硫化在一起形成橡膠支座，橡膠支座上設(shè)置有預(yù)應(yīng)力鋼絞線2，預(yù)應(yīng)力鋼絞線2兩端分別連接錨固在上、下連接鋼板3和 8內(nèi)的錨具4上。其中，預(yù)應(yīng)力鋼絞線2設(shè)置于支座疊合層外，預(yù)應(yīng)力鋼絞線2直接連接上、 下連接鋼板3和8，構(gòu)成支座體外預(yù)應(yīng)力式橡膠支座。支座承受使用荷載前，對該支座預(yù)先 施加壓應(yīng)力，并通過錨具4與上、下連接鋼板3和8連接。 本實(shí)用新型的預(yù)應(yīng)力橡膠支座能夠利用橡膠支座抗壓承載力大來彌補(bǔ)能力不足， 在罕遇地震下，支座保持在受壓或小拉應(yīng)力狀態(tài)，確保隔震結(jié)構(gòu)安全。該支座結(jié)構(gòu)簡單，隔 震機(jī)理明確，適用于抗震性能要求高的高層建筑、大跨度橋梁以及其它大型構(gòu)筑物的隔震 控制，具有廣泛推廣使用價值。
權(quán)利要求1.一種預(yù)應(yīng)力橡膠支座，由上、下連接鋼板(3、8)、內(nèi)部橡膠層(6)、內(nèi)部薄鋼板(7)、預(yù) 應(yīng)力鋼絞線(2)和錨具(4)組成，其特征在于所述內(nèi)部橡膠層(6)與內(nèi)部薄鋼板(7)交替 疊合構(gòu)成疊合層，疊合層上、下表面分別設(shè)置有上、下連接鋼板(3、8)，疊合層外周包裹有外 部橡膠保護(hù)層(5)，內(nèi)部橡膠層(6)、內(nèi)部薄鋼板(7)、外部橡膠保護(hù)層(5)與上、下連接鋼 板(3、8)是經(jīng)高溫、高壓硫化在一起形成橡膠支座，橡膠支座上設(shè)置有預(yù)應(yīng)力鋼絞線(2)， 預(yù)應(yīng)力鋼絞線(2)兩端分別連接錨固在上、下連接鋼板(3、8)內(nèi)的錨具(4)上，所述上、下 連接鋼板(3、8)上設(shè)置有連接螺栓孔(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力橡膠支座，其特征在于所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線(2)設(shè)置 于支座疊合層內(nèi)，豎直貫穿疊合層，構(gòu)成支座體內(nèi)預(yù)應(yīng)力式橡膠支座。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力橡膠支座，其特征在于所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線(2)設(shè)置 于支座疊合層外，預(yù)應(yīng)力鋼絞線(2)直接連接上、下連接鋼板(3、8)的錨具(4)上，構(gòu)成支 座體外預(yù)應(yīng)力式橡膠支座。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種預(yù)應(yīng)力橡膠支座，屬于結(jié)構(gòu)隔震控制領(lǐng)域。該預(yù)應(yīng)力橡膠支座由上、下連接鋼板、內(nèi)部薄鋼板、內(nèi)部橡膠層、預(yù)應(yīng)力鋼絞線和錨具組成。內(nèi)部薄鋼板與內(nèi)部橡膠層交替疊合，內(nèi)部薄鋼板、內(nèi)部橡膠層、外部橡膠保護(hù)層與上、下連接鋼板經(jīng)高溫、高壓硫化在一起，內(nèi)有預(yù)應(yīng)力鋼絞線，并通過錨具與上、下連接鋼板連接。該預(yù)應(yīng)力橡膠支座利用橡膠支座抗壓承載力大來彌補(bǔ)抗拉能力不足，支座承受荷載前，預(yù)先施加壓應(yīng)力，在罕遇地震下，支座保持在受壓或小拉應(yīng)力狀態(tài)，確保隔震結(jié)構(gòu)安全。該支座結(jié)構(gòu)簡單，隔震機(jī)理明確，適用于抗震性能要求高的高層建筑、大跨度橋梁以及其它大型構(gòu)筑物的隔震控制。
文檔編號E04B1/36GK201778394SQ20102013923
公開日2011年3月30日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者劉文光, 杜修力, 韓強(qiáng) 申請人:北京工業(yè)大學(xué)