專利名稱：一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于村鎮(zhèn)建筑的一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座及其制作方法，屬于一種新型實(shí)用、簡單、經(jīng)濟(jì)的、適用于村鎮(zhèn)住宅的隔震支座及其制作方法。
背景技術(shù)：
地震作為一種危害性極大的突發(fā)性自然災(zāi)害給人類社會帶來了無數(shù)的生命與財(cái)產(chǎn)損失。目前，世界各國減輕地震災(zāi)害主要措施是抗震防災(zāi)，通過合理的設(shè)計(jì)和有效的工程技術(shù)措施保證地震時建筑物和工程設(shè)施不遭受破壞或破壞較輕，從而達(dá)到減輕或避免地震災(zāi)害的目的。常用的做法是通過提高建筑物結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度和塑性變形能力，來抵抗地震作用和吸收地震能量，是一種消極、被動的抗震方法。同時由于傳統(tǒng)建筑物結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)固結(jié)于地面，是一個地震力“放大器”，地震加速度隨高度增加呈倒三角形增大。為了保證建筑物的安全又必然加大結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，導(dǎo)致耗用材料多，而地震力是一種慣性力，由于建筑物的構(gòu)件斷面大，所用材料多，質(zhì)量大，因此同時受到的地震作用也增大。
基于此，近年來結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)得到了較快發(fā)展，其基本原理是在建筑物底部設(shè)置水平柔性的隔震裝置，使結(jié)構(gòu)軟化，降低剛度，從而延長結(jié)構(gòu)的自振周期，減少結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。當(dāng)遇到小地震或陣風(fēng)作用時，基礎(chǔ)隔震裝置足以使結(jié)構(gòu)物基本保持不動；當(dāng)遇到中大地震作用時，隔震系統(tǒng)在地震作用下產(chǎn)生水平變形，吸收地震能量，非常有效地把地震動隔開，可使結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)明顯降低；當(dāng)遇到特大地震作用時，隔震系統(tǒng)的限位阻尼限制了結(jié)構(gòu)的過大位移，保證結(jié)構(gòu)“大震不倒”。
所謂滾動隔震是指在結(jié)構(gòu)的基底設(shè)置可以滾動的裝置(如滾球、滾軸或搖擺柱等)的減震方法。由于滾動隔震的摩擦極小、水平剛度為零，基本上隔絕了水平地震力向上部結(jié)構(gòu)的傳遞。因此在現(xiàn)有的隔震技術(shù)中，滾動隔震無疑是一種最好的隔離水平地震動的隔震形式。因而，滾動隔震是一種較有前途的發(fā)展方向。
目前基礎(chǔ)隔震在技術(shù)上已趨于成熟。在近幾年發(fā)生的破壞性地震中，應(yīng)用了隔震技術(shù)的建筑物已經(jīng)經(jīng)受了考驗(yàn)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。隔震技術(shù)在減輕地震災(zāi)害方面發(fā)揮了很好的效果，有著很好的發(fā)展前景。在基礎(chǔ)隔震中，我國目前使用最多的是疊層橡膠隔震支座。但其相對高昂的造價、復(fù)雜的制造和施工工藝，不太適合于我國廣大村鎮(zhèn)、 低層建筑中。在四川汶川大地震中，村鎮(zhèn)地區(qū)的中、低層房屋破壞最為嚴(yán)重。因此，針對低層房屋的抗震、隔震的研究迫在眉睫。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種具有經(jīng)濟(jì)、適用、施工簡便、隔震性能好等優(yōu)點(diǎn)的，主要用于村鎮(zhèn)低層或多層建筑的一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座，以解決目前村鎮(zhèn)建筑抗震性能差，震害嚴(yán)重的問題。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座，包括一字形下鋼蓋板1、一字形鋼框2、鋼珠3、一字形上鋼蓋板4、定位鋼片5 ；所述一字形下鋼蓋板1固定于基礎(chǔ)下梁上表面；一字形鋼框2附于一字形下鋼蓋板1的上表面，并能在一字形下鋼蓋板1上表面自由滑動；鋼珠 3填充于一字形鋼框2內(nèi)，能在一字形鋼框2內(nèi)自由滾動，并帶動一字形鋼框2在下鋼蓋板 1上表面滑動；一字形上鋼蓋板4位于鋼珠3上表面并與基礎(chǔ)上梁固結(jié)；定位鋼片5布置在一字形下鋼蓋板1、一字形上鋼蓋板4的側(cè)面，并將兩者連接成整體，一字形下鋼蓋板4的寬度大于一字形鋼框2的寬度。
所述一字形下鋼蓋板1寬度與墻厚相同，厚度取1. 5 3mm ；鋼板四周邊緣向上折起，形成四邊封閉的一字形鋼板槽，所述四邊封閉的一字形鋼板槽下表面與基礎(chǔ)下梁固結(jié)。
一字形鋼框2高度略小于鋼珠3的直徑，一字形鋼框2上邊緣與一字形上鋼蓋板 4不接觸，上部結(jié)構(gòu)完全由鋼珠支承，一字形鋼框2不承受豎向荷載；一字形鋼框2隨著鋼珠在一字形槽內(nèi)沿各個方向自由滾動；一字形鋼框2在結(jié)構(gòu)未經(jīng)受地震作用時，距槽內(nèi)邊緣各邊均為20 25mm，在地震作用下，下鋼蓋板1和上鋼蓋板4之間的最大水平相對位移為 40 50mm。
所述一字形鋼框2，由厚1mm，高度比鋼珠直徑小Imm的鋼板圍成一字形鋼框，鋼框?qū)挾葹橐蛔中蜗落撋w板1的寬度減去40mm ；—字形鋼框2附在一字形下鋼蓋板1上表面， 并可在一字形下鋼蓋板1上表面自由滑動
所述鋼珠3的直徑取6 IOmm等，并在鋼珠表面涂抹潤滑材料。
所述一字形上鋼蓋板4的寬度與墻厚相同，厚度取1. 5 3mm ；鋼板四周邊緣向下折起，形成四邊封閉的一字形鋼板槽。
所述定位鋼片5，由厚度為1 2mm的鋼板加工成梭形；兩端與一字形下鋼蓋板1、 一字形上鋼蓋板4連接。
所述的一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座的制作方法，其采取如下步驟
a)制作素混凝土墊層，墊層寬度大于基礎(chǔ)下梁寬度；
b)在素混凝土墊層上部綁扎鋼筋，澆注混凝土形成鋼筋混凝土基礎(chǔ)下梁；
c)在基礎(chǔ)下梁混凝土凝結(jié)硬化之前，在其上表面鋪設(shè)一字形下鋼蓋板1，確保其與基礎(chǔ)下梁粘結(jié)在一起；
d)在一字形下鋼蓋板1上表面定位一字形鋼框2，并在一字形鋼框內(nèi)填充鋼珠3， 保證一字形鋼框位于一字形鋼板中間；
e)在一字形鋼框上表面布置一字形上鋼蓋板4，保證一字形下鋼蓋板1與一字形上鋼蓋板4軸線上下對齊。
f)在一字形下鋼蓋板1、一字形上鋼蓋板4側(cè)面布置定位鋼片5，形成一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座；
g)在一字形上鋼蓋板4上表面綁扎鋼筋，澆筑基礎(chǔ)上梁，砌筑上部結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明可產(chǎn)生如下有益效果
所述一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座，在地震作用下，一字形邊框外側(cè)梭形定位鋼片被拉斷，中間層鋼珠滾動并帶動鋼框在上下鋼蓋板圍成的一字形槽內(nèi)沿各個方向自由滑動，使上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)發(fā)生一定相對位移，減輕上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，起到隔震作用。


圖1是本發(fā)明一字形下鋼蓋板、一字形鋼框及鋼珠平面圖2是本發(fā)明一字形上鋼蓋板平面圖3是本發(fā)明一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座的I - I斷面圖4是本發(fā)明梭形定位鋼片立面圖5是本發(fā)明鋼珠滾動隔震層斷面圖。
其中1- 一字形下鋼蓋板，2- 一字形鋼框，3-鋼珠，4- 一字形上鋼蓋板，5-定位鋼片具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對于本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1至圖4所示的一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座，包括一字形下鋼蓋板 1、一字形鋼框2、鋼珠3、一字形上鋼蓋板4、定位鋼片5 ；所述一字形下鋼蓋板1固定于基礎(chǔ)下梁上表面；一字形鋼框2附于一字形下鋼蓋板1的上表面，并能在一字形下鋼蓋板1上表面自由滑動；鋼珠3填充于一字形鋼框2內(nèi)，能在一字形鋼框2內(nèi)自由滾動，并帶動一字形鋼框2在下鋼蓋板1上表面滑動；一字形上鋼蓋板4位于鋼珠3上表面并與基礎(chǔ)上梁固結(jié)； 定位鋼片5布置在一字形下鋼蓋板1、一字形上鋼蓋板4的側(cè)面，并將兩者連接成整體，一字形下鋼蓋板4的寬度大于一字形鋼框2的寬度。
所述一字形下鋼蓋板1寬度與墻厚相同，厚度取1. 5 3mm ；鋼板四周邊緣向上折起，形成四邊封閉的一字形鋼板槽，所述四邊封閉的一字形鋼板槽下表面與基礎(chǔ)下梁固結(jié)。
一字形鋼框2高度略小于鋼珠3的直徑，一字形鋼框2上邊緣與一字形上鋼蓋板 4不接觸，上部結(jié)構(gòu)完全由鋼珠支承，一字形鋼框2不承受豎向荷載；一字形鋼框2隨著鋼珠在一字形槽內(nèi)沿各個方向自由滾動；一字形鋼框2在結(jié)構(gòu)未經(jīng)受地震作用時，距槽內(nèi)邊緣各邊均為20 25mm，在地震作用下，下鋼蓋板1和上鋼蓋板4之間的最大水平相對位移為 40 50mm。
所述一字形鋼框2，由厚1mm，高度比鋼珠直徑小Imm的鋼板圍成一字形鋼框，鋼框?qū)挾葹橐蛔中蜗落撋w板1的寬度減去40mm ；—字形鋼框2附在一字形下鋼蓋板1上表面， 并可在一字形下鋼蓋板1上表面自由滑動
所述鋼珠3的直徑取6 IOmm等，并在鋼珠表面涂抹潤滑材料。
所述一字形上鋼蓋板4的寬度與墻厚相同，厚度取1. 5 3mm ；鋼板四周邊緣向下折起，形成四邊封閉的一字形鋼板槽。
所述定位鋼片5，由厚度為1 2mm的鋼板加工成梭形；兩端與一字形下鋼蓋板1、 一字形上鋼蓋板4連接。
所述的一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座的制作方法，其采取如下步驟
a)制作素混凝土墊層，墊層寬度大于基礎(chǔ)下梁寬度；
b)在素混凝土墊層上部綁扎鋼筋，澆注混凝土形成鋼筋混凝土基礎(chǔ)下梁；
c)在基礎(chǔ)下梁混凝土凝結(jié)硬化之前，在其上表面鋪設(shè)一字形下鋼蓋板1，確保其與基礎(chǔ)下梁粘結(jié)在一起；
d)在一字形下鋼蓋板1上表面定位一字形鋼框2，并在一字形鋼框內(nèi)填充鋼珠3，保證一字形鋼框位于一字形鋼板中間；
e)在一字形鋼框上表面布置一字形上鋼蓋板4，保證一字形下鋼蓋板1與一字形上鋼蓋板4軸線上下對齊。
f)在一字形下鋼蓋板1、一字形上鋼蓋板4側(cè)面布置定位鋼片5，形成一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座；
g)在一字形上鋼蓋板4上表面綁扎鋼筋，澆筑基礎(chǔ)上梁，砌筑上部結(jié)構(gòu)。制作形成的鋼珠滾動隔震層斷面圖如圖5所示。
以上是本發(fā)明的一個典型實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)施不限于此。
權(quán)利要求
1.一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座，包括一字形下鋼蓋板(1)、一字形鋼框O)、 鋼珠(3)、一字形上鋼蓋板G)、定位鋼片(5)；其特征在于所述一字形下鋼蓋板(1)固定于基礎(chǔ)下梁上表面；一字形鋼框(2)附于一字形下鋼蓋板(1)的上表面，并能在一字形下鋼蓋板(1)上表面自由滑動；鋼珠(3)填充于一字形鋼框O)內(nèi)，能在一字形鋼框O)內(nèi)自由滾動，并帶動一字形鋼框(2)在下鋼蓋板(1)上表面滑動；一字形上鋼蓋板(4)位于鋼珠(3)上表面并與基礎(chǔ)上梁固結(jié)；定位鋼片(5)布置在一字形下鋼蓋板(1)、一字形上鋼蓋板(4)的側(cè)面，并將兩者連接成整體，一字形下鋼蓋板(4)的寬度大于一字形鋼框(2)的寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座，其特征在于所述一字形下鋼蓋板(1)寬度與墻厚相同，厚度取1.5 3mm;鋼板四周邊緣向上折起，形成四邊封閉的一字形鋼板槽，所述四邊封閉的一字形鋼板槽下表面與基礎(chǔ)下梁固結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座，其特征在于一字形鋼框O)高度略小于鋼珠(3)的直徑，一字形鋼框(2)上邊緣與一字形上鋼蓋板(4)不接觸，上部結(jié)構(gòu)完全由鋼珠支承，一字形鋼框(2)不承受豎向荷載；一字形鋼框O)隨著鋼珠在一字形槽內(nèi)沿各個方向自由滾動；一字形鋼框(2)在結(jié)構(gòu)未經(jīng)受地震作用時，距槽內(nèi)邊緣各邊均為20 25mm，在地震作用下，下鋼蓋板(1)和上鋼蓋板(4)之間的最大水平相對位移為40 50mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座，其特征在于所述一字形鋼框(2)，由厚1mm，高度比鋼珠直徑小Imm的鋼板圍成一字形鋼框，鋼框?qū)挾葹橐蛔中蜗落撋w板(1)的寬度減去40mm ；—字形鋼框O)附在一字形下鋼蓋板(1)上表面，并可在一字形下鋼蓋板(1)上表面自由滑動
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座，其特征在于所述鋼珠(3)的直徑取6 IOmm等，并在鋼珠表面涂抹潤滑材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座，其特征在于所述一字形上鋼蓋板的寬度與墻厚相同，厚度取1.5 3mm;鋼板四周邊緣向下折起，形成四邊封閉的一字形鋼板槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座，其特征在于所述定位鋼片(5)，由厚度為1 2mm的鋼板加工成梭形；兩端與一字形下鋼蓋板(1)、一字形上鋼蓋板⑷連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求7任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座的制作方法，其特征在于其采取如下步驟a)制作素混凝土墊層，墊層寬度大于基礎(chǔ)下梁寬度；b)在素混凝土墊層上部綁扎鋼筋，澆注混凝土形成鋼筋混凝土基礎(chǔ)下梁；c)在基礎(chǔ)下梁混凝土凝結(jié)硬化之前，在其上表面鋪設(shè)一字形下鋼蓋板(1)，確保其與基礎(chǔ)下梁粘結(jié)在一起；d)在一字形下鋼蓋板(1)上表面定位一字形鋼框O)，并在一字形鋼框內(nèi)填充鋼珠 (3)，保證一字形鋼框位于一字形鋼板中間；e)在一字形鋼框上表面布置一字形上鋼蓋板G)，保證一字形下鋼蓋板(1)與一字形上鋼蓋板(4)軸線上下對齊。f)在一字形下鋼蓋板(1)、一字形上鋼蓋板(4)側(cè)面布置定位鋼片(5)，形成一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座；g)在一字形上鋼蓋板(4)上表面綁扎鋼筋，澆筑基礎(chǔ)上梁，砌筑上部結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一字形邊框定位式鋼珠滾動隔震支座及其制作方法，屬于結(jié)構(gòu)減震、隔震技術(shù)領(lǐng)域。一字形下鋼蓋板固定于基礎(chǔ)下梁上表面；一字形鋼框附于一字形下鋼蓋板的上表面，并能在一字形下鋼蓋板上表面自由滑動；鋼珠填充于一字形鋼框內(nèi)，能在一字形鋼框內(nèi)自由滾動，并帶動一字形鋼框在下鋼蓋板上表面滑動；一字形上鋼蓋板位于鋼珠上表面并與基礎(chǔ)上梁固結(jié)；定位鋼片布置在一字形下鋼蓋板、一字形上鋼蓋板的側(cè)面，并將兩者連接成整體，一字形下鋼蓋板的寬度大于一字形鋼框的寬度。本發(fā)明適用于村鎮(zhèn)地區(qū)的中、低層房屋，具有簡單、經(jīng)濟(jì)、隔震效果好、施工簡便等優(yōu)良性能，造價低廉，應(yīng)用前景廣。
文檔編號E04B1/36GK102518211SQ20111044211
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者董宏英 申請人:北京工業(yè)大學(xué)