[发明专利]一种耗能的滚轴减隔震装置

说明书

本发明提供了一种耗能的滚轴减隔震装置。包括从上往下依次设置的顶座板、橡胶板、上座板、滚动单元和下座板；上座板包括面板、两块横向对称设置在面板下表面的一号限位挡板以及两块纵向对称设置在面板下表面的二号限位挡板；一号限位挡板和二号限位挡板形成一个矩形区域；滚动单元容纳在矩形区域中；上座板与下座板结构相同，上座板与下座板上下相对设置。本发明可以利用滚动单元滚轴的滚动延长结构的自振周期，利用卡榫的滞变有效消耗地震能量，在一定范围内限制上部结构和下部结构的相对位移，震后能实现完全自复位，而且卡榫条的更换较方便。

技术领域

本发明涉及减隔震技术领域，具体涉及一种耗能的滚轴减隔震装置。

背景技术

目前结构上较为广泛应用的减隔震装置主要有流体粘滞阻尼器、弹塑性钢阻尼装置、铅芯橡胶支座、摩擦摆式隔震支座等。虽然以上几种减隔震装置被广泛应用于结构中，但是这几种减隔震装置或多或少都存在一定的问题。流体粘滞阻尼器和弹塑性钢阻尼装置能提供消耗地震能量和减小位移的阻尼，但不能单独使用，通常要和其他减隔震支座配合使用。铅芯橡胶支座主要靠铅芯变形吸收地震能量，依靠橡胶恢复变形，铅芯在生产的过程中对环境会造成无法弥补的污染，单根铅芯的稳定性差，在温度和交通荷载(低周疲劳)作用下铅芯会发生疲劳剪切破坏，在低温条件下橡胶存在硬化现象。摩擦摆式支座本质上是一种摩擦阻尼支座，依靠滑动摩擦延长结构的自振周期，通过摩擦和支座水平运动时结构的竖向抬升消耗地震能量，并且在结构自重的作用下，有一定的自复位能力，但一般的摩擦摆式支座在正常使用状态下会存在抬梁的问题，而且在地震作用下，可能出现一侧的限位装置被剪断，而另一侧的限位装置完好的情况，会导致上部结构始终在原来位置的一侧振动。

滚动隔震理念的出现早于以上几种减隔震装置，但是用于工程实际的滚动隔震装置比较少。早期出现的滚动减隔震装置由一系列相对的凹球面组成，滚球位于相对的凹面球面中，将上下相对的两凹球面分开，这种装置能有效延长结构的自振周期，震后能在重力的作用下自动复位。在上述滚球隔震装置的基础上发展的滚轴减隔震装置，其原理类似于滚球隔震装置，区别在于将滚球换成滚轴，将凹球面换成平面、V型面或者波浪形弧面。上述两类滚动隔震装置均不能有效消耗地震能量，并且没有有效的限位装置，上部结构在地震作用下会产生较大的位移，可能出现滚球或者滚轴滑出和滚轴绕竖向转动等“畸变”问题，不仅如此，一般的滚球隔震装置不能根据水平方向滑动的需要单向滑动。

综上所述，急需一种耗能的滚轴减隔震装置以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种耗能的滚轴减隔震装置，以解决现有减隔震技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种耗能的滚轴减隔震装置，包括从上往下依次设置的顶座板、橡胶板、上座板、滚动单元和下座板；上座板包括面板、两块横向对称设置在面板下表面的一号限位挡板以及两块纵向对称设置在面板下表面的二号限位挡板；一号限位挡板和二号限位挡板形成一个矩形区域；滚动单元容纳在矩形区域中；上座板与下座板结构相同，上座板与下座板上下相对设置；顶座板的下表面具有圆形凸台，上座板面板的上表面设有挡环，橡胶板、圆形凸台均容纳在挡环内，橡胶板一端与顶座板的圆形凸台接触，橡胶板另一端与上座板面板的上表面接触。

所述滚动单元包括上滚轴、滑块和下滚轴；多个上滚轴平行设置在滑块的上表面；多个下滚轴平行设置在滑块的下表面；上滚轴与下滚轴的轴线方向垂直。

优选地，所述矩形区域内的面板表面为滚动面；滚动面在沿一号限位挡板的长度方向上呈波浪线变化，在沿二号限位挡板的长度方向上无变化。

优选地，所述一号限位挡板外侧的面板表面开有一号齿槽，一号齿槽内设有相匹配的一号卡榫条，一号卡榫条的卡榫垂直于面板表面；一号齿槽内开有锚钉孔，锚钉锚于锚钉孔内，限制一号卡榫条沿二号限位挡板长度方向的位移。