本發(fā)明涉及一種可變阻尼鉛芯橡膠阻尼器，通過上下板的側(cè)移大小、方向來控制鉛芯的滑入從而更改支座的等效鉛芯直徑，改變阻尼。屬于土木結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鉛芯橡膠支座具有較好的滯回特性，初始剛度可達(dá)到普通橡膠支座的10倍以上，而屈服后的剛度接近普通橡膠支座剛度，并且構(gòu)造簡單，能夠提供較大的阻尼，所以被廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑的減、隔震。

國內(nèi)外將減震、隔震支座應(yīng)用于結(jié)構(gòu)震動(dòng)控制的經(jīng)驗(yàn)表明，合理選擇減震、隔震支座動(dòng)力特性參數(shù)是減小結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的關(guān)鍵所在。但是同一地區(qū)的地震動(dòng)是不規(guī)律的，而傳統(tǒng)的鉛芯橡膠支座當(dāng)尺寸固定以后其力學(xué)性能已經(jīng)固定，無法適應(yīng)多變的地震荷載，所以有必要設(shè)計(jì)一種可以根據(jù)不同情況變化力學(xué)性質(zhì)的鉛芯橡膠支座。所發(fā)明的可變阻尼鉛芯橡膠支座可以適應(yīng)較大范圍的地震等級，當(dāng)?shù)卣鸬燃壿^小時(shí)，結(jié)構(gòu)不會有太大位移，備用鉛芯不會起作用，只有鉛芯起作用，剛度不至于太大。當(dāng)?shù)卣疠^大時(shí)，建筑物與基礎(chǔ)發(fā)生較大的側(cè)向相對位移，導(dǎo)致備用鉛芯滑入，參與耗能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)鉛芯橡膠支座力學(xué)性質(zhì)固定，不能適應(yīng)大范圍地震等級的提出一種可變阻尼鉛芯橡膠阻尼器。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提出的一種可變阻尼鉛芯橡膠阻尼器，包括上連接鋼板1、上封板2、下封板11、下連接鋼板12、橡膠鋼板層、固定鉛芯５、備用鉛芯6和備用鉛芯滑筒7，其中：所述橡膠鋼板層由橡膠３和鋼板４自上而下交替疊放而成，橡膠保護(hù)層13固定于上連接鋼板１和下連接鋼板12之間，所述橡膠保護(hù)層13設(shè)置橡膠鋼板層，橡膠鋼板層頂部設(shè)有上封板２，所述上封板２頂部與上連接鋼板１相連，橡膠鋼板層底部設(shè)有下封板11，所述下封板11底部與下連接鋼板12相連，所述固定鉛芯５依次穿過上封板２、橡膠鋼板層以及下封板11，其一端固定于上連接鋼板１底部，另一端固定于上連接鋼板12頂部；與固定鉛芯5同方向，在橡膠鋼板層內(nèi)設(shè)有若干個(gè)預(yù)留孔洞14，所述預(yù)留孔洞14自下而上孔徑逐漸變大，預(yù)留孔洞14內(nèi)壁的外側(cè)上設(shè)有卡塊９，備用鉛芯6頂部連接備用鉛芯滑筒7一端，所述備用鉛芯滑筒7內(nèi)設(shè)有受壓彈簧８，當(dāng)上連接鋼板1和下連接鋼板12相對位移達(dá)到一定值時(shí)，備用鉛芯６自上而入在自身重力和受壓彈簧８的雙重作用下滑入預(yù)留孔洞14內(nèi)，備用鉛芯６的上部卡在上連接鋼板1上，下部卡在下封板11上，使支可變阻尼鉛芯橡膠阻尼器阻尼增大，耗能增加。

本發(fā)明中，所述上連接鋼板１和下連接鋼板12的橫截面為矩形或圓形。

本發(fā)明中，所述固定鉛芯５固定于橡膠鋼板層中部。

本發(fā)明中，預(yù)留孔洞14對稱布置于固定鉛芯５的四周。

本發(fā)明中，備用鉛芯滑筒7內(nèi)壁可以加入潤滑劑，以防止備用鉛芯6所受摩擦過大無法下滑。

本發(fā)明中，所述備用鉛芯６上設(shè)有卡塊凹槽10，當(dāng)備用鉛芯６下滑進(jìn)入預(yù)留孔洞14后，所述卡塊９嵌入卡塊凹槽10內(nèi)。

當(dāng)鉛芯足以提供側(cè)向剛度時(shí)，上下板的側(cè)移不會達(dá)到使備用鉛芯下滑的值，備用鉛芯不會下滑。而當(dāng)側(cè)移過大時(shí)，備用鉛芯下滑，側(cè)移剛度增大，耗能增加，阻尼變大。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

支座可以根據(jù)結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的相對水平位移進(jìn)行阻尼調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同的地震等級，當(dāng)?shù)卣鸬燃壿^小時(shí)柔度適中，當(dāng)?shù)卣疠^大時(shí)備用鉛芯滑入，阻尼升高，耗能增大。同時(shí)參與耗能的備用鉛芯便于更換，增加了支座的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明主視、側(cè)視剖面圖；

圖2為本發(fā)明上連接鋼板截面為矩形的俯視圖；

圖3為本發(fā)明上連接鋼板截面為圓形的俯視圖；

圖中標(biāo)號：1為上連接鋼板、2為上封板、3為橡膠、4為鋼板、5為固定鉛芯、6為備用鉛芯、7為備用鉛芯滑筒、8為受壓彈簧、9為卡塊、10為卡塊凹槽、11為下封板、12為下連接鋼板、13為橡膠保護(hù)層、14為預(yù)留孔洞。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

實(shí)施例１：

如圖１－圖３所示，本發(fā)明是一種可變阻尼鉛芯橡膠阻尼器，能夠保證支座可以根據(jù)地震等級調(diào)節(jié)自身阻尼，包括：上連接鋼板1、上封板2、橡膠3、鋼板4、固定鉛芯5、備用鉛芯6、備用鉛芯滑筒7、受壓彈簧8、卡塊9、卡塊凹槽10、下封板11、下連接鋼板12、橡膠保護(hù)層13和預(yù)留孔洞14：備用鉛芯6、備用鉛芯滑筒7布置在固定鉛芯５的不同方向上。矩形或者圓形的上連接鋼板1、上封板2、下封板11、下連接鋼板12將橡膠3和鋼板4夾在中間，橡膠保護(hù)層13包裹在周圍，固定鉛芯5澆筑在中心。橡膠3、鋼板4在固定鉛芯5的各個(gè)方向上預(yù)設(shè)有預(yù)留孔洞14，讓備用鉛芯6滑入。在預(yù)留孔洞14外側(cè)上部、卡塊９與最上層橡膠3或鋼板4固接。備用鉛芯滑筒7固結(jié)在上連接鋼板1上，內(nèi)部頂部安裝受壓彈簧８，并將備用鉛芯6壓入，使受壓彈簧８受壓。當(dāng)上連接鋼板１和下連接鋼板12相對位移在某一個(gè)方向上達(dá)到一定值時(shí)，阻礙備用鉛芯6滑入預(yù)留孔洞14的卡塊9與備用鉛芯6底部脫離，不再起到阻礙作用，同時(shí)內(nèi)部預(yù)留孔洞14內(nèi)側(cè)靠近備用鉛芯６的一側(cè)在此位移下正好與滑入的備用鉛芯6完全貼合，備用鉛芯6就在自身重力和受壓彈簧7的雙重作用下進(jìn)入預(yù)留孔洞14。備用鉛芯6上下卡在下封板與上連接鋼板中，通過變形阻礙可能繼續(xù)發(fā)生的側(cè)向位移。而在自復(fù)位過程中，由于預(yù)留孔洞14外側(cè)設(shè)計(jì)之初就是和備用鉛芯6貼合的，所以備用鉛芯6不會阻礙支座的恢復(fù)過程。而且備用鉛芯6的上部為初始時(shí)阻礙其下滑的卡塊9預(yù)留了卡塊凹槽10，因此卡塊9也不會阻礙恢復(fù)過程。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種可變阻尼鉛芯橡膠阻尼器，包括上連接鋼板、上封板、橡膠、鋼板、固定鉛芯、備用鉛芯、備用鉛芯滑筒、受壓彈簧、卡塊、卡塊凹槽、下封板、下連接鋼板、橡膠保護(hù)層和內(nèi)部預(yù)留孔。橡膠、鋼板可以是圓形或矩形。通過鉛芯的塑性變形吸收能量，通過橡膠層良好的柔性起到隔震功能。設(shè)置多個(gè)備用鉛芯，備用鉛芯是預(yù)制件，當(dāng)發(fā)生較大橫向相對位移時(shí)，備用鉛芯插入橡膠層中，等效鉛芯直徑增大，等效阻尼比和能量耗散同時(shí)增大。通過控制鉛芯下方橡膠層、鋼板層的孔洞形狀，使各個(gè)備用鉛芯在支座向某一個(gè)方向發(fā)生了一定位移時(shí)鉛芯可以沿孔洞滑入，并且確保備用鉛芯不阻礙建筑物的自復(fù)位。

技術(shù)研發(fā)人員：魯正;常佳奇;林威;宰秋銳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：同濟(jì)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.26
技術(shù)公布日：2017.10.20