高阻尼减震球形支座 【技术领域】
本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种建筑物的减震支座。
背景技术
隔震技术作为一种能改善结构抗震性能、降低地震危害性的成熟可靠、行之有效的技术正越来越多地被应用于各类新建、改扩建、加固工程。隔震技术的推广应用得益于具有较大竖向承载能力、水平位移较大且可控制、具有可变的水平刚度等特性的减震支座的研制应用。
在实际使用中，地震、风振和其他设备振动都可能引起建筑结构自身的振动，这种振动可能导致结构的损伤累积，设备的不正常运行以及人体感觉不舒适等不良反应。现有的普通减震支座虽然具备一定的减振效果，但由于自身材料和结构的限制，不能提供较高的阻尼力，使得较大的振动无法得到有效地控制。现有的一些高阻尼减震支座同样不能满足需求。
【发明内容】
本发明的目的在于，提供一种能够提供较大阻尼力、抗扭能力强、使用寿命长的高阻尼减震球形支座。以解决普通减震支座，特别是球形减震支座不能提供较大的阻尼力的问题，克服了在地震、强风作用下耗能减震能力不够的缺陷。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
高阻尼减震球形支座，包括铸钢球形支座主体，所述铸钢球形支座主体包括用于连接工程结构的支座板，所述支座板包括用于连接上部工程结构的上支座板、用于连接下部工程结构的下支座板，所述上、下支座板之间有一中间球面板，其特征在于：所述上支座板与所述下支座板之间设有用于减震的阻尼器，所述阻尼器通过连接键固定在上、下支座板两者中的任意一个上。
高阻尼减震球形支座，能够通过中间球面板传力，各向转动性能一致，不会出现力的缩颈现象，特别是作用在混凝土上时，反力比较均匀，适用于各类结构形式复杂的节点构造。并且本发明在转动时，由于它的转动力矩只与支座球面半径及各接触面的摩擦系数有关，与支座转角大小无关，转动力矩小，特别适用于大转角的要求，设计转角可达0.06rad以上。而且本发明不采用橡胶承压，无易老化部件，正常使用年限可达100年，不存在橡胶老化对铸钢球形支座主体转动性能的影响，特别适用于使用环境较恶劣的地区。
所述阻尼器通过连接键固定在所述上支座板或所述下支座板上。所述阻尼器采用铅挤压阻尼器或软钢阻尼器。铅挤压阻尼器或软钢阻尼器具有良好的滞回耗能能力(等效阻尼比可达20-30％)，将有效减小上部结构在地震、强风等作用下的振动和破坏。且阻尼器通过连接键固定可快速更换，便于支座维修。
所述上支座板内表面覆有不锈钢板，所述不锈钢板采用镜面不锈钢板，所述镜面不锈钢板贴覆在所述上支座板内表面上。高质量的镜面不锈钢板，滑动摩擦系数低，正常使用情况下能够有效释放上部结构的温度应力。所述下支座板与所述中间球面板靠近的弧形面上设有球面滑板。所述中间球面板的靠近所述上支座板的一面上嵌有平面滑板，靠近所述下支座板的弧形表面上镀有硬铬。所述平面滑板和所述球面滑板均采用聚四氟乙烯材料，也可采用改性超高分子量聚乙烯材料。改性超高分子量聚乙烯材料，抗压强度大，可达60Mpa。聚四氟乙烯材料以及改性超高分子量聚乙烯材料，是已有材料，此处不再详述。不锈钢板与平面滑板构成平面摩擦副，使支座能实现水平方向的滑动。镀硬铬的中间球面板与球面滑板构成球面摩擦副，使支座能实现一定程度的转动。
正常环境下工作时，本发明在承受上部工程结构传来的竖向荷载和水平荷载的同时可实现一定程度的滑动和转动，起到释放温度应力的作用。在地震、强风或其它振动情况发生时，本发明的位移量超出正常环境下工作的范围，阻尼器开始工作，利用阻尼材料的特性提供一定的阻尼力，通过阻尼器滞回耗能起到减震效果。
有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明解决了长期以来普通球形支座不能提供较大的阻尼力的问题，克服了在地震、强风作用下耗能减震能力不够的缺陷，改变了以往需在结构设计中将支座与阻尼器分开设计的弊端，降低了减震机构的设计复杂程度，具有较好的经济效益和社会效益。
【附图说明】
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为本发明的另一种结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
参照图1和图2，高阻尼减震球形支座，主要包括铸钢球形支座主体。铸钢球形支座主体主要包括上支座板1、下支座板6、中间球面板4，还包括阻尼器7。上支座板1用于连接上部工程结构，下支座板6用于连接下部工程结构，中间球面板4用于正常工作时的滑动、转动和减震，阻尼器7用于提供阻尼力，进一步提高减震效果。
上支座板1内表面覆有不锈钢板2，不锈钢板2可采用贴覆的方式覆于上支座板1的内表面上。下支座板6与中间球面板4靠近的弧形面上设有球面滑板5。中间球面板4的靠近上支座板1地一面上嵌有平面滑板3，靠近下支座板6的弧形表面上镀有硬铬。
各部分的连接关系：上支座板1与下支座板6上下相对，中间球面板4位于中间，中间球面板4的球形面弧度与下支座板6的弧度匹配。这样上支座板1上的不锈钢板2与中间球面板4上表面的平面滑板3构成平面摩擦副，使支座能实现水平方向的滑动。中间球面板4下部弧形表面的硬铬与下支座板6上的球面滑板5构成球面摩擦副，使支座能实现一定程度的转动。阻尼器7通过连接键固定在支座板上，具体位于上支座板1与下支座板6之间，通过连接键固定在上、下支座板两者中的任意一个上。参照图1，上支座板1呈“n”形；下支座板6呈倒“T”形，位于中间的垂直部分嵌有中间球面板4，位于两侧的水平底板上固定有阻尼器7。参照图2，上支座板1呈“一”型，下支座板6呈倒“T”形，上支座板1上正对着下支座板6水平底板的地方固定有阻尼器7。图1和图2的主要区别就在于阻尼器7的固定位置。
各部件的材质：上、下支座板采用Gs20Mn5铸钢，在普通铸钢基础上添加多用微量元素并经过多层防锈处理后，可焊性高，耐腐蚀性强。阻尼器7采用铅挤压阻尼器7或软钢阻尼器7。铅挤压阻尼器7或软钢阻尼器7具有良好的滞回耗能能力(等效阻尼比可达20-30％)，将有效减小上部结构在地震、强风等作用下的振动和破坏。不锈钢板2采用镜面不锈钢板，镜面不锈钢板，滑动摩擦系数低，正常使用情况下能够有效释放上部结构的温度应力。平面滑板3和球面滑板5均采用聚四氟乙烯材料。由于超高分子量聚乙烯滑材料，抗压强度大，可达60Mpa，平面滑板3和球面滑板5也可采用改性超高分子量聚乙烯材料。
工作过程：正常环境下，高阻尼减震球形支座在承受上部工程结构传来的竖向荷载和水平荷载的同时，可通过中间球面板4传力，实现一定程度的滑动和转动，起到释放温度应力的作用。在地震、强风或其它振动情况发生时，高阻尼减震球形支座的位移量超出正常环境下工作的范围，阻尼器7开始工作，利用阻尼材料的特性提供一定的阻尼力，通过阻尼器滞回耗能起到减震效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。