本發(fā)明涉及一種可變阻尼鉛芯橡膠阻尼器,通過(guò)上下板的側(cè)移大小、方向來(lái)控制鉛芯的滑入從而更改支座的等效鉛芯直徑,改變阻尼。屬于土木結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制領(lǐng)域。
背景技術(shù):
鉛芯橡膠支座具有較好的滯回特性,初始剛度可達(dá)到普通橡膠支座的10倍以上,而屈服后的剛度接近普通橡膠支座剛度,并且構(gòu)造簡(jiǎn)單,能夠提供較大的阻尼,所以被廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑的減、隔震。
國(guó)內(nèi)外將減震、隔震支座應(yīng)用于結(jié)構(gòu)震動(dòng)控制的經(jīng)驗(yàn)表明,合理選擇減震、隔震支座動(dòng)力特性參數(shù)是減小結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的關(guān)鍵所在。但是同一地區(qū)的地震動(dòng)是不規(guī)律的,而傳統(tǒng)的鉛芯橡膠支座當(dāng)尺寸固定以后其力學(xué)性能已經(jīng)固定,無(wú)法適應(yīng)多變的地震荷載,所以有必要設(shè)計(jì)一種可以根據(jù)不同情況變化力學(xué)性質(zhì)的鉛芯橡膠支座。所發(fā)明的可變阻尼鉛芯橡膠支座可以適應(yīng)較大范圍的地震等級(jí),當(dāng)?shù)卣鸬燃?jí)較小時(shí),結(jié)構(gòu)不會(huì)有太大位移,備用鉛芯不會(huì)起作用,只有鉛芯起作用,剛度不至于太大。當(dāng)?shù)卣疠^大時(shí),建筑物與基礎(chǔ)發(fā)生較大的側(cè)向相對(duì)位移,導(dǎo)致備用鉛芯滑入,參與耗能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)鉛芯橡膠支座力學(xué)性質(zhì)固定,不能適應(yīng)大范圍地震等級(jí)的提出一種可變阻尼鉛芯橡膠阻尼器。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明提出的一種可變阻尼鉛芯橡膠阻尼器,包括上連接鋼板1、上封板2、下封板11、下連接鋼板12、橡膠鋼板層、固定鉛芯5、備用鉛芯6和備用鉛芯滑筒7,其中:所述橡膠鋼板層由橡膠3和鋼板4自上而下交替疊放而成,橡膠保護(hù)層13固定于上連接鋼板1和下連接鋼板12之間,所述橡膠保護(hù)層13設(shè)置橡膠鋼板層,橡膠鋼板層頂部設(shè)有上封板2,所述上封板2頂部與上連接鋼板1相連,橡膠鋼板層底部設(shè)有下封板11,所述下封板11底部與下連接鋼板12相連,所述固定鉛芯5依次穿過(guò)上封板2、橡膠鋼板層以及下封板11,其一端固定于上連接鋼板1底部,另一端固定于上連接鋼板12頂部;與固定鉛芯5同方向,在橡膠鋼板層內(nèi)設(shè)有若干個(gè)預(yù)留孔洞14,所述預(yù)留孔洞14自下而上孔徑逐漸變大,預(yù)留孔洞14內(nèi)壁的外側(cè)上設(shè)有卡塊9,備用鉛芯6頂部連接備用鉛芯滑筒7一端,所述備用鉛芯滑筒7內(nèi)設(shè)有受壓彈簧8,當(dāng)上連接鋼板1和下連接鋼板12相對(duì)位移達(dá)到一定值時(shí),備用鉛芯6自上而入在自身重力和受壓彈簧8的雙重作用下滑入預(yù)留孔洞14內(nèi),備用鉛芯6的上部卡在上連接鋼板1上,下部卡在下封板11上,使支可變阻尼鉛芯橡膠阻尼器阻尼增大,耗能增加。
本發(fā)明中,所述上連接鋼板1和下連接鋼板12的橫截面為矩形或圓形。
本發(fā)明中,所述固定鉛芯5固定于橡膠鋼板層中部。
本發(fā)明中,預(yù)留孔洞14對(duì)稱(chēng)布置于固定鉛芯5的四周。
本發(fā)明中,備用鉛芯滑筒7內(nèi)壁可以加入潤(rùn)滑劑,以防止備用鉛芯6所受摩擦過(guò)大無(wú)法下滑。
本發(fā)明中,所述備用鉛芯6上設(shè)有卡塊凹槽10,當(dāng)備用鉛芯6下滑進(jìn)入預(yù)留孔洞14后,所述卡塊9嵌入卡塊凹槽10內(nèi)。
當(dāng)鉛芯足以提供側(cè)向剛度時(shí),上下板的側(cè)移不會(huì)達(dá)到使備用鉛芯下滑的值,備用鉛芯不會(huì)下滑。而當(dāng)側(cè)移過(guò)大時(shí),備用鉛芯下滑,側(cè)移剛度增大,耗能增加,阻尼變大。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
支座可以根據(jù)結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的相對(duì)水平位移進(jìn)行阻尼調(diào)節(jié),適應(yīng)不同的地震等級(jí),當(dāng)?shù)卣鸬燃?jí)較小時(shí)柔度適中,當(dāng)?shù)卣疠^大時(shí)備用鉛芯滑入,阻尼升高,耗能增大。同時(shí)參與耗能的備用鉛芯便于更換,增加了支座的使用壽命。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明主視、側(cè)視剖面圖;
圖2為本發(fā)明上連接鋼板截面為矩形的俯視圖;
圖3為本發(fā)明上連接鋼板截面為圓形的俯視圖;
圖中標(biāo)號(hào):1為上連接鋼板、2為上封板、3為橡膠、4為鋼板、5為固定鉛芯、6為備用鉛芯、7為備用鉛芯滑筒、8為受壓彈簧、9為卡塊、10為卡塊凹槽、11為下封板、12為下連接鋼板、13為橡膠保護(hù)層、14為預(yù)留孔洞。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
實(shí)施例1:
如圖1-圖3所示,本發(fā)明是一種可變阻尼鉛芯橡膠阻尼器,能夠保證支座可以根據(jù)地震等級(jí)調(diào)節(jié)自身阻尼,包括:上連接鋼板1、上封板2、橡膠3、鋼板4、固定鉛芯5、備用鉛芯6、備用鉛芯滑筒7、受壓彈簧8、卡塊9、卡塊凹槽10、下封板11、下連接鋼板12、橡膠保護(hù)層13和預(yù)留孔洞14:備用鉛芯6、備用鉛芯滑筒7布置在固定鉛芯5的不同方向上。矩形或者圓形的上連接鋼板1、上封板2、下封板11、下連接鋼板12將橡膠3和鋼板4夾在中間,橡膠保護(hù)層13包裹在周?chē)潭ㄣU芯5澆筑在中心。橡膠3、鋼板4在固定鉛芯5的各個(gè)方向上預(yù)設(shè)有預(yù)留孔洞14,讓備用鉛芯6滑入。在預(yù)留孔洞14外側(cè)上部、卡塊9與最上層橡膠3或鋼板4固接。備用鉛芯滑筒7固結(jié)在上連接鋼板1上,內(nèi)部頂部安裝受壓彈簧8,并將備用鉛芯6壓入,使受壓彈簧8受壓。當(dāng)上連接鋼板1和下連接鋼板12相對(duì)位移在某一個(gè)方向上達(dá)到一定值時(shí),阻礙備用鉛芯6滑入預(yù)留孔洞14的卡塊9與備用鉛芯6底部脫離,不再起到阻礙作用,同時(shí)內(nèi)部預(yù)留孔洞14內(nèi)側(cè)靠近備用鉛芯6的一側(cè)在此位移下正好與滑入的備用鉛芯6完全貼合,備用鉛芯6就在自身重力和受壓彈簧7的雙重作用下進(jìn)入預(yù)留孔洞14。備用鉛芯6上下卡在下封板與上連接鋼板中,通過(guò)變形阻礙可能繼續(xù)發(fā)生的側(cè)向位移。而在自復(fù)位過(guò)程中,由于預(yù)留孔洞14外側(cè)設(shè)計(jì)之初就是和備用鉛芯6貼合的,所以備用鉛芯6不會(huì)阻礙支座的恢復(fù)過(guò)程。而且備用鉛芯6的上部為初始時(shí)阻礙其下滑的卡塊9預(yù)留了卡塊凹槽10,因此卡塊9也不會(huì)阻礙恢復(fù)過(guò)程。