CN205088566U - 一种抗拉球型钢支座 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种抗拉球型钢支座，包括上座板、上平面耐磨板及不锈钢板、球冠衬板、球面耐磨板、下座板、下平面耐磨及不锈钢板、底板、抗剪螺栓、抗拉挡板、弓型钢板、锚碇螺栓、上锚碇钢棒、下锚碇钢棒，下座板与底板间组成第一平面摩擦副，球冠衬板与下座板间组成球面摩擦副，上座板与球冠衬板间组成第二平面摩擦副，上座板下部与下座板上部通过凸齿和凸耳扣合，抗拉挡板通过抗剪螺栓固定于底板上，与下座板贴合，弓型钢板通过锚碇螺栓固定在下座板上，并贴合抗拉挡板和底板。本实用新型将摩擦耗能、阻尼耗能及竖向抗拉三者很好地结合，适用于水平剪切刚度大的大跨度上部结构，有效释放地震能量，减少地震对大跨度上部结构的破坏。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑、桥梁减隔震技术领域，尤其是指一种抗拉球型钢支座。
背景技术
现有的橡胶支座为了借助橡胶的剪切变形适应大位移水平滑动，造成支座高度较大。当橡胶支座用于重载桥梁工程，所需支座体积更大，其转动和安装都比较困难，且放置支座的墩台设计也比较浪费。现有的球型钢支座不存在上述橡胶支座的这些问题。在正常工作时，普通球型钢支座依靠本身的阻尼能满足上部结构的使用要求，但在大风、罕遇地震等环境下，将难以承受地震的水平作用和竖向作用。当地震使球型钢支座受到的水平剪切刚度较大并伴随一定的竖向荷载时，上部结构存在极大的安全隐患。在桥梁、建筑减隔震技术领域，采用阻尼耗能装置来控制上部结构在地震作用下产生过大的水平位移已成为一种成熟可靠的方法，通过阻尼耗能装置耗散地震能量，改变上部结构的阻尼比和自振周期，以降低上部结构的地震响应。因此开发一种具有摩擦耗能和阻尼耗能双重功能的抗拉球型钢支座显得十分必要。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的问题，结合弓型钢板阻尼耗能和抗拉球型钢支座摩擦耗能的优点，提供了一种抗拉球型钢支座。本实用新型可适用于水平剪切刚度大的大跨度上部结构，能有效释放地震能量，减少地震对大跨度上部结构的破坏。
本实用新型采用的技术方案为：一种抗拉球型钢支座，包括上座板、上平面不锈钢板、上平面耐磨板、球冠衬板、球面耐磨板、下座板、上锚碇钢棒、抗剪螺栓、抗拉挡板、下锚碇钢棒、下平面耐磨板、下平面不锈钢板、底板、弓型钢板、锚碇螺栓，所述的下座板与底板间组成第一平面摩擦副，球冠衬板与下座板间组成球面摩擦副，上座板与球冠衬板间组成第二平面摩擦副，所述的上座板下部与下座板上部通过凸齿和凸耳扣合在一起，所述的抗拉挡板通过抗剪螺栓固定于底板上，与下座板贴合在一起，所述弓型钢板通过锚碇螺栓固定在下座板上，并贴合抗拉挡板和底板。上座板下部与下座板上部通过凸齿和凸耳扣合在一起。通过凸齿和凸耳的扣合实现上座板与下座板的竖向限位功能，即球型钢支座的竖向抗拉功能。
进一步，弓型钢板可以作为单边或多片组成阻尼耗能装置，并通过锚碇螺栓固定于下座板两侧或四周呈对称布置，并与底板贴合在一起。将弓型钢板装配在底板与抗拉球型钢支座之间，可减少地震能量向抗拉球型钢支座的输入，对大跨度上部结构发挥明显的减震作用。
进一步，所述的抗拉挡板通过抗剪螺栓固定于底板两侧或四周呈对称布置，与下座板贴合在一起，并置于弓型钢板的上部。通过抗拉挡板限制底板与抗拉球型钢支座的竖向位移，从而实现本实用新型的竖向抗拉功能。
进一步，所述的上座板下部的凸齿和下座板上部的凸耳均匀设置4个。凸齿和凸耳的数量和布置方式基本一致，这样便于上座板与下座板的扣合，并保证凸齿与凸耳的约束力和自身强度都大于其提供的最大拉力。
进一步，所述的弓型钢板材料为软钢制作，厚度选用10~20㎜。因为钢板太薄初始刚度小，难以实现复位功能，太厚又不易成形。
进一步，所述的弓型钢板通过锚碇螺栓与球型钢支座的下座板固定，分别放置于支座两侧或四周呈对称布置，并与底板导槽侧面贴合，可实现快速装配，并不失美观。
进一步，所述的抗拉挡板与底板的连接力大于其提供的最大拉力。防止弓型钢板两端脱离球型钢支座的底板而无法起到抗拉拔作用。所述的抗拉挡板的自身强度大于抗拉球型钢支座的最大拉力。防止抗拉挡板先于抗拉球型钢支座遭到破坏而失去抗拉功能。
本实用新型提供了一种抗拉球型钢支座，在正常使用下，带弓型钢板的抗拉球型钢支座通过球冠衬板与下座板间的球面摩擦副来适应大跨度上部结构的转动，起到普通球型支座的作用；在中小地震作用下，通过下座板与底板间的第一平面摩擦副来适应上大跨度部结构的水平滑动，并结合弓型钢板的阻尼耗能降低上部结构的水平剪切刚度，将摩擦耗能和阻尼耗能很好地结合在一起，起到良好的减隔震效果；在大地震作用下，大跨度上部结构受到的水平剪切刚度较大并伴随一定的竖向荷载，除了上述的摩擦耗能和阻尼耗能外，通过上座板与球冠衬板间的第二平面摩擦副减缓上部结构的水平剪切作用，并通过球型钢支座的抗拉挡板避免上部结构产生竖向拉应力而侧翻。
本实用新型属于改进型抗拉球型钢支座，与原有的抗拉球型钢支座相比，其最大的特点：在地震作用下，弓型钢板通过自身的塑性变形为抗拉球型钢支座提供阻尼耗能功能，从而对大跨度上部结构起到减震作用。此外，弓型钢板用软钢制作，易于取材和加工，结构简单，更换方便，阻尼耗能效果显著。
附图说明
图1为本实用新型实施例的一种抗拉球型钢支座主视图。
图2为本实用新型实施例的一种抗拉球型钢支座左视图。
图3为本实用新型实施例的一种抗拉球型钢支座立体图。
图4为本实用新型实施例的带有弓型钢板的下座板俯视图。
图中标号：1、上座板2、上平面不锈钢板3、上平面耐磨板4、球冠衬板5、球面耐磨板6、下座板7、上锚碇钢棒8、抗剪螺栓9、抗拉挡板10、下锚碇钢棒11、下平面耐磨板12、下平面不锈钢板13、底板14、弓型钢板15、锚碇螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型所提供的一种抗拉球型钢支座做进一步详细说明。
如图1、2、3所示，一种抗拉球型钢支座，包括上座板1、上平面不锈钢板2、上平面耐磨板3、球冠衬板4、球面耐磨板5、下座板6、上锚碇钢棒7、抗剪螺栓8、抗拉挡板9、下锚碇钢棒10、下平面耐磨板11、下平面不锈钢板12、底板13、弓型钢板14、锚碇螺栓15，下座板6与底板13间组成第一平面摩擦副，球冠衬板4与下座板6间组成球面摩擦副，上座板1与球冠衬板4间组成第二平面摩擦副。上座板1下部与下座板6上部通过凸齿和凸耳扣合在一起，上座板1下部的凸齿和下座板6上部的凸耳均匀设置4个。抗拉挡板9通过抗剪螺栓8固定于底板13两侧或四周呈对称布置，与下座板6贴合在一起，并置于弓型钢板14的上部。弓型钢板14通过锚碇螺栓15固定在下座板6上，并贴合抗拉挡板9和底板13。抗拉挡板9与底板13的连接力大于其提供的最大拉力，此外其自身强度大于抗拉球型钢支座的最大拉力。
如图4所示，弓型钢板14为软钢制作，厚度选用15㎜，可以作为单边或多片组成耗能装置，并通过锚碇螺栓15固定于下座板6两侧或四周呈对称布置，并与底板13贴合在一起，可实现快速装配，并不失美观。弓型钢板14用软钢制作，易于取材和加工，结构简单，更换方便，阻尼耗能效果显著。
本实用新型在普通的抗拉球型钢支座基础上增加了弓型钢板14与底板13，弓型钢板14置于底板13的导槽内，底板13置于下座板6底部。本实用新型具有三组摩擦副，即两组平面摩擦副，一组球面摩擦副，以及弓型钢板阻尼耗能装置。在正常使用状态下，球冠衬板4与下座板6间通过球面耐磨板5完成转动摩擦副的摩擦耗能，两组平面摩擦副和弓型钢板保持不动，此时本实用新型相当于普通球型钢支座；在中小地震作用下，下座板6与底板13间通过下平面耐磨板11与下平面不锈钢板12完成第一平面摩擦副的摩擦耗能，以及通过弓型钢板14完成阻尼耗能，第二平面摩擦副保持不动，此时本实用新型相当于在普通球型钢支座的基础上附加阻尼耗能装置；在大地震作用下，除了上述的摩擦耗能和阻尼耗能外，上座板1与球冠衬板4通过上平面不锈钢板2与上平面耐磨板3完成第二摩擦副的摩擦耗能，若地震对球型钢支座产生拉应力，可通过上座板1与下座板6的扣合及抗拉挡板9与下座板6的扣合避免拉应力带来的不足，此时本实用新型将摩擦耗能、阻尼耗能及竖向抗拉功能三者很好地结合在一起，且减隔震机理简单，提供了一种更高效的减隔震方案。因此本实用新型具有较高的推广价值。
作为本实用新型实施例的又一种变换，所述的弓型钢板的数量和布置方式可以根据需要进行设计调整。
作为本实用新型实施例的又一种变换，所述的弓型钢板可以设置于支座两侧呈对称布置，也可以支座四周呈对称布置。
作为本实用新型实施例的又一种变换，所述的抗拉挡板可以设置于支座两侧呈对称布置，也可以支座四周呈对称布置。
作为本实用新型实施例的又一种变换，弓型钢板阻尼耗能装置除了适用于球型钢支座，同样也适用于摩擦摆支座、盆式支座等。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不限于此实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改和等同替换，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种抗拉球型钢支座，包括上座板（1）、上平面不锈钢板（2）、上平面耐磨板（3）、球冠衬板（4）、球面耐磨板（5）、下座板（6）、上锚碇钢棒（7）、抗剪螺栓（8）、抗拉挡板（9）、下锚碇钢棒（10）、下平面耐磨板（11）、下平面不锈钢板（12）、底板（13）、弓型钢板（14）、锚碇螺栓（15），所述下座板（6）与底板（13）间组成第一平面摩擦副，球冠衬板（4）与下座板（6）间组成球面摩擦副，上座板(1)与球冠衬板(4)间组成第二平面摩擦副，所述的上座板(1)下部与下座板(6)上部通过凸齿和凸耳扣合在一起，所述的抗拉挡板(9)通过抗剪螺栓(8)固定于底板(13)上，与下座板(6)贴合在一起，其特征在于：所述弓型钢板(14)通过锚碇螺栓(15)固定在下座板(6)上，所述弓型钢板(14)上部、下部分别贴合抗拉挡板(9)和底板(13)。
2.根据权利要求1所述的一种抗拉球型钢支座，其特征在于：所述的弓型钢板(14)可以作为单边或多片组成阻尼耗能装置。
3.根据权利要求1所述的一种抗拉球型钢支座，其特征在于：所述的抗拉挡板(9)通过抗剪螺栓(8)固定于底板两侧或四周呈对称布置。
4.根据权利要求1所述的一种抗拉球型钢支座，其特征在于：所述的上座板(1)下部的凸齿和下座板(6)上部的凸耳均匀设置(4)个。
5.根据权利要求1所述的一种抗拉球型钢支座，其特征在于：所述的弓型钢板(14)材料为软钢制作，厚度选用10~20㎜。
6.根据权利要求1所述的一种抗拉球型钢支座，其特征在于：所述抗拉挡板(9)与底板(13)的连接力大于其提供的最大拉力。
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