[发明专利]滑动摆动式轴承及其测量方法

说明书

本发明涉及滑动摆动式轴承(5)，该滑动摆动式轴承用于保护结构免受来自因地震而产生的主要水平激励的动态应力，该滑动摆动式轴承具有第一滑动板(1)、第二滑动板(2)以及以可移动的方式布置在两个滑动板之间的滑动件(3)。根据本发明，两个滑动板中的每个滑动板具有弯曲的主滑动表面(10)和(20)，并且滑动件(3)以平坦的方式与第一滑动板(1)的第一主滑动表面(10)接触且与第二滑动板(2)的第二主滑动表面(20)接触。本发明的特征在于，第一主滑动表面(10)根据第一载荷条件设计，并且第二主滑动表面(20)根据与第一载荷状况不同的第二载荷条件设计。

技术领域

本发明涉及用于保护结构免受来自主要地水平冲击所产生的动态应力的滑动摆动式轴承以及用于确定这种滑动摆动式轴承尺寸的方法。

背景技术

通用的滑动摆动式轴承通常具有第一滑动板、第二滑动板以及以可移动的方式布置在两个滑动板之间的滑动件，其中，所述两个滑动板中的每个滑动板具有弯曲的主滑动表面，并且滑动件与第一滑动板的第一主滑动表面表面接触且与第二滑动板的第二主滑动表面表面接触。

原则上从现有技术中充分地已知了这种滑动摆动式轴承和用于这种滑动摆动式的对应的尺寸确定方法。

这种滑动摆动式轴承特别地用于诸如房屋或桥梁之类的结构的地震隔离，这些结构的第一固有频率通常在约0.5Hz至约2Hz的范围内。特别地，弯曲的主滑动表面可以根据DIN EN 15129:2010而以球形的方式弯曲。如果第一固有频率显著地低于0.5Hz，则因结构的长的震动周期持续时间而足以保护结构免受地震引起的地面震动。然而，如果第一固有频率高于2Hz，则由于结构的高的刚性，地震不会造成任何重大的结构移位和相关的损坏。

目前，已知有四种主要类型的不同滑动摆动式轴承。在图1A至图1D中示意性地示出了这些轴承并且在下面对其进行简要说明。

一方面，存在图1A中示意性地示出有“单曲面滑动件”(在下文中被称为“单型”)类型的滑动摆动式轴承5，其中，第一滑动板1通过弯曲的第一主滑动表面10与滑动件3表面接触，并且第二滑动板2通过弯曲的第二主滑动表面20与滑动件3表面接触。在此处示出的单型的情况下，在滑动件3 与两个主滑动表面10和20之间布置有滑动元件4，以便能够调节滑动件3 与滑动板1和2的两个主滑动表面10和20之间的摩擦性能。

单型设计的特点是，滑动摆动式轴承的隔离行为基本上由第一主滑动表面10与滑动件3之间的接触表面限定。相反地，具有其第二主滑动表面20 的第二滑动板2基本上设置成用于防止滑动件3因旋转而被夹紧于第一主滑动表面10，并且因此确保滑动件3与第一滑动板1的第一主滑动表面10之间的最佳接触。

如果单型现在设计成用于具有相应的峰值地面加速度的特定地震，则仅第一滑动板1与滑动件3之间的接触设计成用于对应的载荷情况。

术语“用以设计”特别指的是对滑动件3与对应的滑动板1之间的接触表面的几何形状和摩擦行为进行优化。例如，这可以借助于线性响应谱或非线性模拟来完成。在该优化过程中，必须始终在滑动摆动式轴承的隔离效果与用于保持滑动摆动式轴承的轴承运动的移位能力之间找到折衷方案。这意味着期望的是将结构运动与地面运动完美隔离，但这仅可以通过滑动板1的非常大的曲率半径来实现，然而，这需要相当大的轴承的移位能力，并且在地震之后，结构可能不再处于相同的位置处(参见：“返回中心误差”)。然而，由于用于轴承运动的可能的移位能力被给定的安装空间所限制并且必须保证最小地限定的回到中心位置能力，因此不能使隔离效果达到最大程度。

因此，“用以设计”的含义可以例如通过图1E来说明。