[发明专利]一种双向变曲率摩擦摆隔震支座

说明书

一种双向变曲率摩擦摆隔震支座，属于隔震技术领域。主要包括上支座底板、下支座底板、上金属滑板、下金属滑板、上滑动摩擦板、下滑动摩擦板、上滑块、下滑块、上滑块容腔和下滑块容腔与限位板；旨在提高地震动作用下大型工程结构的隔震性能，在总结大型隔震工程结构基础上，该专利控制滑动摩擦板的等效应力，避免应力过度集中，提高滑动摩擦复合材料的工作性能，解决了变曲率摩擦隔震工程结构问题。本发明专利与传统的隔震支座相比，构造简单，传力路径明确，抗拉拔性能好，耐久性好，竖向承载力较大，自复位功能强，隔震效果好，适用于重大隔震工程结构。

技术领域：

本发明专利属于工程结构振动控制技术领域，涉及一种双向变曲率摩擦摆隔震支座，旨在提高地震动作用下大型工程结构的隔震性能，主要用于桥梁工程、核电站工程、大型压力容器、一些高层建筑以及高耸结构等重大实际工程结构。

背景技术：

自从于1985年由美国的Zayas等提出摩擦摆隔震支座(FPB/FPS)，摩擦摆隔震因其具有较强的自限位功能、自复位能力，抗平扭能力，造价较低，经久耐用，施工简单，优良的隔震以及耗能机制等优势，近二十余年来已被成功应用于桥梁工程、核电站工程、大型压力容器、一些高层建筑以及高耸结构等重大工程结构。

进入21世纪以来，全球连续发生了一系列造成巨大灾难的大地震。最典型的就是2004年印尼8.7级地震，2008年5月中国汶川8.0级地震和前不久的海地7.3级地震。据统计，我国仅内陆地区平均每年发生145次4级及以上的地震、20次5级及以上的地震、3～4次6级及以上的地震，平均每三年会发生两次7级及以上的地震。在现有的地震记录资料中，有两类地面运动被认为是特殊的，一类是近断层脉冲型，一类是远场软土场地上的类谐和型，经过场地土效应均会进一步放大地震动的长周期成分，从而使得固定隔震周期的工程结构发生类共振或共振现象。

FPB最大残余位移x_max由摩擦系数与滑道曲率半径决定，当x_max一定时，滑道曲率半径越大，隔震效果越好，相应地摩擦系数μ越小，但不宜消耗输入 工程结构的能量；摩擦系数越大，滑道曲率半径越小，隔震效果越差，FPB滑道曲率半径可达到9m，即隔震周期为6s，但自复位功能较差。

综上所述，有必要开发隔震效果与自复位功能均优于FPB的变曲率摩擦摆隔震支座。

发明内容：

为了提高长周期地震动作用下隔震结构的安全性，有必要开发隔震效果与自复位功能均优于FPS的双向变曲率摩擦摆隔震系统，以满足地震动作用下重大工程结构抗震设计。

本发明提供了一种双向变曲率摩擦摆隔震支座，其特征在于：主要包括上支座底板⑴、下支座底板⑵、上金属滑板⑶、下金属滑板⑷、上滑动摩擦板⑸、下滑动摩擦板⑹、上滑块⑺、下滑块⑻、上滑块容腔⑼和下滑块容腔⑽与限位板⑾；

上支座底板⑴的一面为平面，另一面为凹曲面；下支座底板⑵和上支座底板⑴结构一样；上滑块⑺为一柱体，柱体的侧面为凸曲面和半圆柱面对接，凸曲面的半径大于半圆柱面的半径；上滑块⑺和下滑块⑻结构相同；

滑块容腔指的是在立方体或长方体的一端面设有半圆柱凹槽，为上滑块容腔⑼，相对的另一端也设有半圆柱凹槽，为下滑块容腔⑽，上滑块容腔⑼的半圆柱凹槽与下滑块容腔⑽的半圆柱凹槽互相垂直。

上支座底板⑴凹曲面上电镀有一层上金属滑板⑶，上滑块⑺凸曲面嵌有上滑动摩擦板⑸，上支座底板⑴凹曲面通过上金属滑板⑶和上滑动摩擦板⑸与上滑块⑺凸曲面相连接，平衡位置处上支座底板⑴凹曲面的曲率半径和上滑块⑺凸曲面的曲率半径相同；上滑块⑺半圆柱面置于上滑块容腔⑼内，使得上滑块 ⑺可绕自身半圆柱轴心转动；下支座底板⑵凹曲面电镀有一层下金属滑板⑷，下滑块⑻凸曲面嵌有下滑动摩擦板⑹，下支座底板⑵凹曲面通过下金属滑板⑷和下滑动摩擦板⑹与下滑块⑻凸曲面相连接，平衡位置处下支座底板凹曲面的曲率半径和下滑块凸曲面的曲率半径相同；下滑块⑻半圆柱面置于下滑块容腔⑽内，使得下滑块⑻可绕自身半圆柱轴心转动。