[实用新型]粘弹阻尼滚球隔震支座

说明书

技术领域

本实用新型涉及固定建筑物技术领域，建筑物的防振动或震动，具体的说涉及一种粘弹阻尼滚球隔震支座。

背景技术

隔震结构与传统的抗震设计结构相比有着很大的优势，利用布置隔震层的隔震结构来增强建筑物抵御地震灾害的能力有着很好的前景。研制隔震性能优异的新型隔震支座是提高隔震结构抗震性能重要保证。

目前采用的基础隔震支座主要有：叠层橡胶支座、摩擦滑移隔震支座、滚动摆、滚球、滚轴等支座、组合隔震。其中，叠层橡胶支座应用最为广泛，达到90％以上。

叠层橡胶支座

由于常规的橡胶隔震垫性能的限制，使得常规的隔震技术存在一些较难克服的缺点。

夹层橡胶隔震垫是由橡胶和夹层钢板分层叠合经高温硫化粘结而成。在它的工程应用上，值得注意的问题如下：

①抗拉力不是很高：橡胶不是密度很高的物质，它的拉力一般不高。然而结构在地震中通常有很大的扭转力和竖向地震力，特别在强地震条件下，竖向地震往往很大。这使得基础常有提离现象。

②生产制造质量要求高：一方面由于夹层橡胶垫是整个建筑结构物的支承构件，它的质量和性能决定着建筑物近百年使用寿命的安全性。另一方面是它的质量和性能，从外观上难以判别，具有很强的质量隐藏性。

③与其它材料粘贴比较困难：橡胶与建筑物的混凝土表面一般很难连结，在橡胶隔震垫中一般使用特制粘结剂把橡胶和联结钢板相连，这也增加了造价。

④材料的使用经验相对较少：与钢材和混凝土相比，作为主体结构材料的橡胶，则缺乏使用经验。

⑤具有蠕变性。

摩擦滑移隔震元件

摩擦滑移隔震元件主要由一些像石墨、云母、沙粒层、聚四氟乙烯板等摩擦系数较小的材料构成。其中石墨、沙粒等材料可以简单有效的改善农村住房的抗震性能，是由我国学者李立提出的，并在云南省的4栋16平米的平房上得到了应用，但由于沙粒等材料的承重能力有限，在较高的建筑上不能使用这一方法。

滚动摆、滚球、滚轴等元件

此类元件主要由滚子和滑槽构成，地震发生时，滚子在滚槽内滚动，隔离地震波向上层结构的传递，同时滚槽能够对滚子的最大位移进行限制。若滑槽是凹形的，装置还具有自复位的能力。

目前已有的滚动隔震器主要有滚球加弹簧复位装置及滚球带凹形复位板隔震装置，在地震作用下，滚球加弹簧复位装置的基底与滚球之间发生相对滚动而产生的摩擦力可消耗地震能量，对地面输入很宽的频带范围均有效，国内外很多学者对此进行过一些理论和试验研究。滚球加弹簧复位装置虽然具有很好的隔震效果，但其限位能力不好，在地震较强时，滚球有可能从底板下滚出，且滚球的定位也很麻烦。如2001年5月23日授权公告的中国专利，公告号为CN2431333Y，公开了一种新型建筑物隔震耗能装置，其可动支撑的滚珠是圆形的球体，耗能球体上表面装配阻滑层，上下部接触面为球面形，滚球带凹形复位板隔震装置，由于滚球的存在，使其具有很好的减震效果，同时凹槽能够有效地控制滚球的滚动，且定位也方便可靠，但由于没有其他限制滚球滚动量的措施，滚球仍有从凹形复位板板滚出的可能。并且仅依靠滚球摩擦消能，对于地震力的消耗效果不够。2012年2月授权的滚珠碟簧隔震支座，公告号ZL201020265000.1，公开的一种隔震装置，在钢板四周设置的SMA丝来增大消能能力和滚珠的复位能力，SMA丝造价较高，并且在大位移下会出现崩断情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种针对以往的隔震装置的缺陷、提高隔震能力、低成本、效果好、消减震动能量明显优越的粘弹阻尼滚球隔震支座。

为了达到上述目的，本实用新型包括滚球、上板、下板和弹簧，还包括围挡、防拉槽板、槽道和粘弹性阻尼材料层，下板的上侧面中心位置设有围挡，围挡内部区域设有凹形曲面，凹形曲面以下板的中心为圆点阵列分布，凹形曲面中设有滚球，围挡内部区域设有粘弹性阻尼材料层，设置的粘弹性阻尼材料的深度由滚球直径及建筑结构所需耗能计算确定，围挡的外侧设有槽道，槽道以下板中心为圆心阵列分布；上板下侧面的中心位置与围挡对应的区域设有磨砂层，磨砂层表面设有粘弹性阻尼材料，与下板的槽道对应位置设有防拉槽板，防拉槽板与槽道配合连接，防拉槽板的内部设有弹簧，弹簧与槽道连接。