DE202022002788U1 - structural plain bearing - Google Patents
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Abstract
Bauwerksgleitlager (1), das wenigstens eine Gleitfläche (2) mit einer Gleitplatte (3) und einer Gegenfläche aufweist, die in gleitendem Kontakt stehen, so dass sich die Gleitplatte (3) relativ zu der wenigstens einen Gegenfläche verschieben kann, und die Gegenfläche an einer Trägerplatte (4) angeordnet ist, wobei die Gegenfläche als Gleitblech (5) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitblech (5) einen Gleitblechüberhang (6) aufweist, der zumindest teilweise über die Trägerplatte (4) hinausragt. Slide bearing (1) for buildings, which has at least one sliding surface (2) with a sliding plate (3) and a mating surface, which are in sliding contact, so that the sliding plate (3) can be displaced relative to the at least one mating surface, and the mating surface is arranged on a carrier plate (4), the mating surface being designed as a sliding plate (5), characterized in that the sliding plate (5) has a sliding plate overhang (6) which projects at least partially over the carrier plate (4).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauwerksgleitlager, das wenigstens eine Gleitfläche mit einer Gleitplatte und einer Gegenfläche aufweist, die in gleitendem Kontakt stehen, so dass sich die Gleitplatte relativ zu der wenigstens einen Gegenfläche verschieben kann, und die Gegenfläche an einer Trägerplatte angeordnet ist, wobei die Gegenfläche als Gleitblech ausgebildet ist.The present invention relates to a plain bearing for buildings, which has at least one sliding surface with a sliding plate and a counter surface, which are in sliding contact, so that the sliding plate can move relative to the at least one counter surface, and the counter surface is arranged on a carrier plate, the counter surface being designed as a sliding plate.
Derartige Bauwerksgleitlager sind seit langem bekannt. Sie werden in Bauwerken, beispielsweise Gebäuden, Industrieanlagen und Brücken, zur Lagerung dieser oder von Teilen der Bauwerke, wie dem Brückendeck auf Widerlagern oder Stützen, verwendet. Auch können bestimmte Bauformen als Erdbebenschutzvorrichtung eingesetzt werden, um die Schubkräfte eines Erdbebens auf das Bauwerk zu reduzieren. Die grundlegenden Anforderungen für die Planung, die Auslegung und die Gestaltung von Bauwerksgleitlagern sind in Europa in der EN 1990 beziehungsweise in der EN 1337 geregelt. Soweit es sich um Erdbebenschutzvorrichtungen handelt, sind diese in EN 1998 und EN 15129 geregelt.Such building plain bearings have been known for a long time. They are used in structures, such as buildings, industrial plants and bridges, for the storage of these or parts of the structures, such as the bridge deck on abutments or supports. Certain designs can also be used as earthquake protection devices in order to reduce the shearing forces of an earthquake on the structure. In Europe, the basic requirements for the planning, design and design of plain bearings in buildings are regulated in EN 1990 and EN 1337. As far as earthquake protection devices are concerned, these are regulated in EN 1998 and EN 15129.
Unter einer Gleitfläche ist hier eine Kombination aus einer Gleitplatte und einer Gegenfläche gemeint, die Relativverschiebungen ermöglicht. Eine Gleitplatte besteht dabei typischerweise aus einem Gleitwerkstoff, der beispielsweise PTFE, UHMWPE oder einen anderen Werkstoff beinhaltet und der gewünschte, meist niedrige, Reibeigenschaften aufweist. Die Gegenfläche besteht aus einem Material, das in Verbindung mit dem Gleitwerkstoff der Gleitplatte die gewünschten Reibeigenschaften in der Gleitfläche sicherstellt. Die Gegenfläche besteht üblicherweise aus einer verchromten Stahloberfläche oder einem Gleitblech, das beispielsweise aus Edelstahl besteht oder derart beschichtet bzw. anderweitig behandelt ist, dass es die gewünschten Gleiteigenschaften in Paarung mit der Gleitplatte aufweist. Gleitplatte und Gegenfläche müssen dabei nicht eben sein. Insbesondere bei Erdbebenschutzvorrichtungen sind sie in der Regel sphärisch gekrümmt ausgeführt.A sliding surface here means a combination of a sliding plate and a counter surface that enables relative displacements. A sliding plate typically consists of a sliding material that contains, for example, PTFE, UHMWPE or another material and that has the desired, usually low, friction properties. The counter surface consists of a material that, in conjunction with the sliding material of the sliding plate, ensures the desired friction properties in the sliding surface. The mating surface usually consists of a chrome-plated steel surface or a sliding plate, which consists for example of stainless steel or is coated or otherwise treated in such a way that it has the desired sliding properties in combination with the sliding plate. Sliding plate and counter surface do not have to be flat. In the case of earthquake protection devices in particular, they are generally designed to be spherically curved.
Unter einer Trägerplatte ist eine metallische Komponente zur Unterstützung der Gleitplatte oder der Gegenfläche zu verstehen, mit der das Bauwerksgleitlager am Bauwerk befestigt wird. Die Trägerplatte kann auch zumindest teilweise als Gegenfläche verwendet werden, dann nämlich, wenn die Oberfläche der Trägerplatte derart bearbeitet oder behandelt ist, dass sie die gewünschten Gleiteigenschaften in Kombination mit einer auf ihr gleitenden Gleitplatte sicherstellt. Als Gegenfläche kann beispielsweise auch eine verchromte Stahloberfläche der Trägerplatte verwendet werden. Bauwerksgleitlager werden sowohl für Verschiebungen, die im Gebrauchszustand auftreten, ausgelegt, als auch für Verschiebungen, die in Folge von Ereignissen auftreten, die unregelmäßig sind und während der Lebensdauer eines Bauwerksgleitlagers nicht zwangsläufig auftreten müssen. In der EN 1990 werden hierzu Grenzzustände definiert, bis zu denen bestimmte Eigenschaften eines Bauwerks bzw. dessen Bauwerkslagern sichergestellt werden müssen. Der Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit umfasst dabei Lastfälle, die üblichen Nutzungsbedingungen entsprechen, und keine Beschädigungen am Bauwerk hervorrufen. Demgegenüber umfasst der Grenzzustand der Tragfähigkeit Lastfälle, die extremen Ereignissen entsprechen. Die extremen Ereignisse können beispielsweise Erdbeben, Brände, Explosionen oder ein Anprall an das Bauwerk sein. Der Grenzzustand der Tragfähigkeit stellt dabei die Tragfähigkeit des Bauwerks während solcher extremen Ereignisse sicher, so dass das Bauwerk nicht versagt. Hier dürfen Beschädigungen in gewissen Grenzen auftreten. Die Grenzzustände sind für die jeweiligen Bauwerke und Bauwerksgleitlager individuell zu bestimmen, da sie beispielsweise von der Art des Bauwerks und den zu erwartenden Lastfällen abhängen und sehr unterschiedlich sein können. Sie bilden letztlich die Anforderungen ab, die das jeweilige Bauwerksgleitlager erfüllen muss. So muss es beispielsweise eine Wegkapazität aufweisen, die der zu erwartenden Verschiebung des Bauwerks für den jeweiligen Grenzzustand entspricht.A carrier plate is a metallic component to support the sliding plate or the counter surface with which the structural plain bearing is attached to the structure. The carrier plate can also be used at least partially as a counter surface, namely when the surface of the carrier plate is machined or treated in such a way that it ensures the desired sliding properties in combination with a sliding plate sliding on it. A chrome-plated steel surface of the carrier plate can also be used as a counter surface, for example. Structural plain bearings are designed both for displacements that occur during use and for displacements that occur as a result of events that are irregular and do not necessarily have to occur during the service life of a structural plain bearing. Limit states are defined in EN 1990, up to which certain properties of a structure or its structural bearings must be ensured. The serviceability limit state includes load cases that correspond to normal usage conditions and do not cause any damage to the structure. In contrast, the ultimate limit state includes load cases that correspond to extreme events. The extreme events can be, for example, earthquakes, fires, explosions or an impact on the structure. The ultimate limit state ensures the load-bearing capacity of the structure during such extreme events, so that the structure does not fail. Here damage may occur within certain limits. The limit states are to be determined individually for the respective structures and structural plain bearings, since they depend, for example, on the type of structure and the expected load cases and can be very different. They ultimately reflect the requirements that the respective structural plain bearing must meet. For example, it must have a displacement capacity that corresponds to the expected displacement of the structure for the respective limit state.
Weitere Bauwerksgleitlager sind aus den Dokumenten
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Die bekannten Bauwerksgleitlager werden also in Zusammenarbeit durch den Konstrukteur des Bauwerks und dem des Bauwerkslagers so dimensioniert, dass diese die jeweiligen Anforderungen in den beiden oben erwähnten Grundzuständen erfüllen. Allerdings sind Bauwerksgleitlager, bei denen große Unterschiede zwischen den Verschiebungen im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit und denen im Grenzzustand der Tragfähigkeit auftreten, relativ groß dimensioniert. Denn bislang setzt man sicherheitshalber voraus, dass die Lager im Grenzzustand der Tragfähigkeit eine ausreichende Wegkapazität haben müssen und dass in diesem Zustand die Trägerplatte die Gegenfläche immer noch vollflächig unterstützt. Dies führt zu relativ großen Trägerplatten und kann bei begrenztem Platz am Einbauort des Lagers ein Nachteil sein. Weiterhin sind relativ groß dimensionierte Bauwerksgleitlager mit entsprechend hohen Kosten verbunden.The known plain bearings for buildings are therefore dimensioned in cooperation between the designer of the building and the designer of the building bearing so that they meet the respective requirements in the two basic states mentioned above. However, structural plain bearings, in which there are large differences between the displacements in the serviceability limit state and those in the ultimate limit state, are dimensioned relatively large. Up until now, to be on the safe side, it has been assumed that the bearing must have sufficient displacement capacity in the limit state of the load-carrying capacity and that in this state the carrier plate still supports the counter-surface over its entire surface. This results in relatively large backing plates and can be a disadvantage where space is limited at the bearing location. Furthermore, relatively large dimensioned plain bearings in buildings are associated with correspondingly high costs.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bauwerksgleitlager bereitzustellen, das, bei gleichbleibender Sicherheit, eine kompaktere Bauweise aufweist und in der Herstellung kostengünstiger ist.The invention is therefore based on the object of providing a plain bearing for buildings which, while maintaining the same level of safety, has a more compact design and is more cost-effective to produce.
Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einem gattungsgemäßen Bauwerksgleitlager, das erfindungsgemäß ein Gleitblech mit einem Gleitblechüberhang aufweist, der zumindest teilweise über die Trägerplatte hinausragt. Das Gleitblech ist somit nicht vollständig von der Trägerplatte unterstützt, sondern steht an den Seiten zumindest teilweise über. Der Begriff Gleitblechüberhang ist dabei nicht beschränkend zu verstehen. Das Gleitblech kann an seinem Rand über die Trägerplatte sowohl hängen wie stehen, also beispielsweise als Gleitblechüberstand oder Gleitblechauskragung ausgebildet sein.The object is achieved with a structural sliding bearing of the generic type which, according to the invention, has a sliding plate with a sliding plate overhang which projects at least partially over the support plate. The sliding plate is thus not fully supported by the carrier plate, but at least partially protrudes on the sides. The term sliding plate overhang is not to be understood as limiting. At its edge, the sliding plate can both hang and stand over the support plate, ie it can be designed as a sliding plate overhang or a sliding plate overhang.
Die erfindungsgemäße Lösung basiert auf der Erkenntnis, dass die Trägerplatte bei gleichbleibender Wegkapazität, kleiner dimensioniert werden kann, ohne dass die Sicherheit des Lagers leidet. Dies aber eben nur dann, wenn das Gleitblech zumindest teilweise größer als die Trägerplatte ist. Denn Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass gerade der Überhang des Gleitblechs dazu führt, dass die Gleitplatte, wenn sie über den Rand der Trägerplatte hinausschiebt, nicht so stark leidet, wie bislang angenommen. Anmelderseitig wird dies damit erklärt, dass es im Bereich des Gleitblechüberhangs gerade wegen des Gleitblechs nicht eine scharfe Kante gibt, an der die Gleitplatte hängenbleiben kann oder an der sie abgehobelt wird. Das Gleitblech verhindert bzw. überdeckt mit seinem Überhang also eine scharfe Kante. Die Trägerplatte kann daher etwas kleiner ausgeführt werden. Das erfindungsgemäße Bauwerksgleitlager kann bei gleicher Wegkapazität also kostengünstiger hergestellt werden als ein herkömmliches Bauwerksgleitlager.The solution according to the invention is based on the knowledge that the support plate can be dimensioned smaller while the travel capacity remains the same, without the safety of the bearing suffering. But this only happens when the sliding plate is at least partially larger than the support plate. Because investigations by the applicant have shown that it is precisely the overhang of the sliding plate that means that the sliding plate does not suffer as much as previously assumed when it slides over the edge of the carrier plate. On the part of the applicant, this is explained by the fact that precisely because of the sliding plate there is not a sharp edge in the area of the sliding plate overhang on which the sliding plate can get caught or on which it can be planed off. The sliding plate prevents or covers a sharp edge with its overhang. The carrier plate can therefore be made slightly smaller. The plain bearing for buildings according to the invention can therefore be produced more cost-effectively than a conventional plain bearing for buildings with the same travel capacity.
Anders ausgedrückt: Das erfindungsgemäße Bauwerksgleitlager bietet eine gesteigerte Wegkapazität im Vergleich zu einem herkömmlichen Lager mit gleich großer Trägerplatte.In other words, the plain bearing for buildings according to the invention offers an increased travel capacity compared to a conventional bearing with a carrier plate of the same size.
Weiterbildend ist das Bauwerksgleitlager auch als Erdbebenschutzvorrichtung bzw. Erdbebenisolator ausgebildet. Das Bauwerksgleitlager ist also derart gestaltet, dass es die Einwirkung eines Erdbebens auf ein Bauwerk zumindest verringert. Dies erfolgt zum Beispiel dadurch, dass gekrümmte Gleitflächen verwendet werden, die eine Pendelbewegung des Bauwerks ermöglichen. Diese Pendelbewegung aufgrund des Erdbebens führt dann dazu, dass die fundamentale Schwingperiode des Bauwerks nicht mehr im Periodenbereich größter Erdbebenenergie liegt und dass die Energie des Erbebens im Bauwerksgleitlager dissipiert wird.In a further development, the building plain bearing is also designed as an earthquake protection device or earthquake isolator. The sliding bearing for buildings is therefore designed in such a way that it at least reduces the effect of an earthquake on a building. This is done, for example, by using curved sliding surfaces that allow the structure to move in an oscillating manner. This pendulum movement due to the earthquake then means that the fundamental oscillation period of the structure is no longer in the period range of the greatest earthquake energy and that the energy of the earthquake is dissipated in the plain bearing of the structure.
Alternativ oder ergänzend ist die Trägerplatte so groß dimensioniert, dass die Gleitplatte im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit des Bauwerksgleitlagers bei einer maximalen seitlichen Verschiebung mit einem Bereich des Gleitblechs vollflächig in Kontakt steht, in dem das Gleitblech vollflächig von der Trägerplatte unterstützt ist. Die Gleitplatte des Bauwerksgleitlagers steht also bei Verschiebungen in Folge von Lastfällen, die im Gebrauchszustand auftreten, stets mit einem Bereich des Gleitblechs in Kontakt, der vollflächig von der Trägerplatte unterstützt ist. Mit anderen Worten ist die Trägerplatte so groß dimensioniert, dass sie das Gleitblech in dem entsprechenden Bereich vollflächig unterstützt.Alternatively or additionally, the support plate is dimensioned so large that the sliding plate is in full-surface contact with a region of the sliding plate in which the sliding plate is fully supported by the supporting plate in the limit state of the serviceability of the structural plain bearing with a maximum lateral displacement. The sliding plate of the sliding bearing for buildings is therefore always in contact with a region of the sliding plate, which is supported by the carrier plate over its entire surface, in the event of displacements as a result of load cases that occur during use. In other words, the support plate is dimensioned so large that it supports the sliding plate over its entire surface in the corresponding area.
Weiterbildend ist die Trägerplatte so groß dimensioniert, dass sich die Gleitplatte im Grenzzustand der Tragfähigkeit, insbesondere einem Grenzzustand der Tragfähigkeit aus einem Erdbebenlastfall, bei einer maximalen seitlichen Verschiebung teilweise auf einem Gleitblechüberhang befindet. Die Gleitplatte darf sich also zumindest im Grenzzustand der Tragfähigkeit auch auf die Gleitblechüberhänge verschieben. Dadurch kann die Trägerplatte kleiner dimensioniert werden, wodurch das Bauwerksgleitlager kompakter und kostengünstiger wird. Dem liegt die Idee zugrunde, dass Bauwerksgleitlager üblicherweise nach Ereignissen, die dem den Grenzzustand der Tragfähigkeit entsprechen, auf ihren Zustand und etwaige Beschädigungen hin untersucht werden, und gegebenenfalls instandgesetzt oder ausgetauscht werden. Das Gleitblech muss im Grenzzustand der Tragfähigkeit somit nicht vollständig vom der Trägerplatte unterstützt sein, solange sichergestellt ist, dass das Bauwerksgleitlager nicht versagt. Dies zum Beispiel, weil die Gleitplatte vom Gleitblech vollständig herunterrutscht oder weil ein Teil des Lagers seitlich wegkippt.In a further development, the support plate is dimensioned so large that the sliding plate is partly located on a sliding plate overhang in the limit state of the load-bearing capacity, in particular a limit state of the load-bearing capacity from an earthquake load case, with a maximum lateral displacement. At least in the limit state of the load-bearing capacity, the sliding plate may also shift onto the sliding plate overhangs. This allows the carrier plate be dimensioned smaller, making the structural plain bearing more compact and cost-effective. This is based on the idea that structural plain bearings are usually examined for their condition and any damage after events that correspond to the load-bearing capacity limit and, if necessary, repaired or replaced. In the ultimate limit state, the sliding plate does not have to be completely supported by the carrier plate, as long as it is ensured that the structural plain bearing does not fail. For example, because the sliding plate slips completely off the sliding plate or because part of the bearing tilts sideways.
Zweckmäßiger Weise ist die Trägerplatte so groß dimensioniert, dass das Gleitblech soweit von der Trägerplatte vollflächig unterstützt ist, dass eine resultierende Lagerkraft im Grenzzustand der Tragfähigkeit durch diesen Teil der Trägerplatte verläuft. Die Trägerplatte ist also so groß dimensioniert, dass die resultierende Lagerkraft im Grenzzustand der Tragfähigkeit über das Gleitblech in die Trägerplatte derart eingeleitet wird, dass das Gleitblech im Bereich der resultierenden Lagerkraft vollständig durch die Trägerplatte unterstützt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass der Gleitblechüberhang bei einer maximalen seitlichen Verschiebung im Grenzzustand der Tragfähigkeit nicht derart belastet wird, dass es zum Versagen des Gleitblechüberhangs kommt, beispielsweise weil ein Gleiter zur Seite kippt.The support plate is expediently dimensioned so large that the sliding plate is supported by the support plate over its entire surface to such an extent that a resulting bearing force runs through this part of the support plate in the limit state of the load-bearing capacity. The support plate is dimensioned so large that the resulting bearing force in the limit state of the load-bearing capacity is introduced via the sliding plate into the supporting plate in such a way that the sliding plate is fully supported by the supporting plate in the area of the resulting bearing force. This ensures that the sliding plate overhang is not loaded in such a way that the sliding plate overhang fails, for example because a slider tilts to the side, in the event of a maximum lateral displacement in the ultimate limit state.
Weiterbildend ist an einer Trägerplatte wenigstens eine seitliche Auskragung zur Unterstützung eines der Gleitblechüberhänge, vorzugsweise jeweils eine Auskragung für jeden Gleitblechüberhang, vorgesehen. In den Bereichen der Gleitblechüberhänge können also Auskragungen vorgesehen sein, die das Gleitblech unterstützen. Dadurch ist auch bei einer Krafteinleitung in den Gleitblechüberhang sichergestellt, dass das Gleitblech mit der Gleitplatte in Kontakt steht. Die Auskragungen verringern zusätzlich die Durchbiegung der Gleitblechüberhänge bei einer Belastung der Gleitblechüberhänge. Die Trägerplatte des erfindungsgemäßen Bauwerksgleitlagers kann also kleiner dimensioniert werden als die Trägerplatte eines gattungsgemäßen Bauwerksgleitlagers.In a further development, at least one lateral projection is provided on a carrier plate to support one of the overhangs of the sliding plate, preferably one projection for each overhang of the sliding plate. Projections that support the sliding plate can therefore be provided in the areas of the sliding plate overhangs. This ensures that the sliding plate is in contact with the sliding plate even if a force is introduced into the sliding plate overhang. The overhangs also reduce the deflection of the sliding plate overhangs when the sliding plate overhangs are loaded. The carrier plate of the structural plain bearing according to the invention can therefore be dimensioned smaller than the carrier plate of a generic structural plain bearing.
Dazu kann die Auskragung durch einen Dehnpressverband, eine Verschraubung und/oder mittels Verschweißens mit der Trägerplatte verbunden sein. Die Auskragung kann somit nachträglich an der Trägerplatte des Bauwerksgleitlagers befestigt werden. Dadurch ist die Herstellung der Trägerplatte mit Auskragungen kostengünstig umsetzbar. Es ist sogar vorstellbar, dass die Wegkapazität bestehender Lager auf diese Weise erhöht wird.For this purpose, the projection can be connected to the carrier plate by means of an expansion joint, a screw connection and/or by means of welding. The cantilever can thus be subsequently attached to the support plate of the structural plain bearing. As a result, the production of the support plate with projections can be implemented cost-effectively. It is even conceivable that the route capacity of existing warehouses will be increased in this way.
Weiterbildend weist das Bauwerksgleitlager einen Gleiter auf. Der Gleiter kann insbesondere ein in sich starrer Gleiter oder ein gelenkiger Gleiter sein. Dabei sind unterschiedliche Geometrien denkbar, wobei eine Kalotte eine besonders gebräuchliche Form darstellt. Es handelt sich dann um ein in seinem Aufbau an sich bekanntes Kalottengleitlager. Durch einen gelenkigen Gleiter können sich die Trägerplatten relativ zueinander verdrehen, wodurch Verdrehungen des Bauwerks im Bauwerkslager aufgenommen werden können. Ein Bauwerksgleitlager mit einem starren Gleiter kann diese Verdrehungen dagegen nicht aufnehmen.In a further development, the building plain bearing has a slider. The slider can in particular be a rigid slider or an articulated slider. Different geometries are conceivable, with a spherical cap being a particularly common form. It is then a question of a spherical plain bearing that is known per se in terms of its structure. The carrier plates can rotate relative to one another by means of an articulated slider, as a result of which rotations of the building can be absorbed in the building bearing. A structural plain bearing with a rigid slider, on the other hand, cannot absorb this torsion.
Zweckmäßiger Weise weist das Bauwerksgleitlager wenigstens zwei Gleitflächen auf. Die Gleitflächen können somit für unterschiedliche Verschiebungen ausgelegt werden. Dadurch kann das Bauwerksgleitlager besser für ein Bauwerk ausgelegt werden. Mit wenigstens zwei Gleitflächen können auch beispielsweise größere Wegkapazitäten umgesetzt werden.The sliding bearing for buildings expediently has at least two sliding surfaces. The sliding surfaces can thus be designed for different displacements. As a result, the building plain bearing can be better designed for a building. With at least two sliding surfaces, larger travel capacities can also be implemented, for example.
Weiterbildend weist wenigstens eine Gleitfläche ein Begrenzungsmittel zur Begrenzung der Wegkapazität des Bauwerksgleitlagers auf. Das Begrenzungsmittel kann beispielsweise eine Führungsleiste oder ein Anschlag sein. Durch das Begrenzungsmittel wird die Verschiebung des Bauwerksgleitlagers, zumindest in einer Richtung, begrenzt. Somit können unerwünschte Verschiebungen oder Verschiebungen, die einen gewissen Wert überschreiten, verhindert werden.In a further development, at least one sliding surface has a limiting means for limiting the travel capacity of the structural plain bearing. The limiting means can be a guide bar or a stop, for example. The displacement of the structural plain bearing is limited at least in one direction by the limiting means. Thus, undesired shifts or shifts exceeding a certain value can be prevented.
Es kann sinnvoll sein, dass eine Gleitfläche einen Reibwert aufweist, der sich von wenigstens einer anderen Gleitfläche unterscheidet. So kann eine Gleitfläche für Verschiebungen im Gebrauchszustand ausgelegt sein, während eine andere Gleitfläche beispielsweise einen höheren Reibwert aufweist, um zusätzlich Energie bei größeren Verschiebungen im Grenzzustand der Tragfähigkeit, bei einem Erdbeben, zu dissipieren.It can be useful for a sliding surface to have a coefficient of friction that differs from at least one other sliding surface. For example, a sliding surface can be designed for displacements in the state of use, while another sliding surface has a higher coefficient of friction, for example, in order to dissipate additional energy in the event of larger displacements in the ultimate limit state, in the event of an earthquake.
Weiterbildend weist eine Gleitfläche einen Krümmungsradius auf, der sich von dem wenigstens einer anderen Gleitfläche unterscheidet. Durch unterschiedliche Krümmungsradien der Gleitflächen können die Gleitflächen für unterschiedliche Lastfälle ausgelegt werden.In a further development, a sliding surface has a radius of curvature that differs from at least one other sliding surface. Due to the different radii of curvature of the sliding surfaces, the sliding surfaces can be designed for different load cases.
Weiterbildend weist eine Gleitfläche einen Reibwert auf, der sich entlang der Oberfläche der Gleitplatte von innen (der Mitte der Oberfläche) nach außen (zum Rand der Oberfläche) hin ändert. Durch den Reibwert, der sich ändert, können Reibeigenschaften für unterschiedliche seitliche Verschiebungen ausgelegt werden. Dadurch kann sich beispielsweise mit zunehmender Verschiebung der Reibwert erhöhen und somit bei größerer Verschiebung mehr Energie dissipiert werden oder andersherum oder der Reibwert beschreibt eine beliebige Funktion der Verschiebung.In a further development, a sliding surface has a coefficient of friction that changes along the surface of the sliding plate from the inside (the middle of the surface) to the outside (towards the edge of the surface). Due to the changing coefficient of friction, friction properties can be designed for different lateral displacements. As a result, the coefficient of friction can increase, for example, with increasing displacement and thus with greater displacement more energy can be dissipated in the exercise or vice versa, or the coefficient of friction describes any function of the displacement.
Weiterbildend weist wenigstens eine Gleitfläche einen Krümmungsradius auf, der sich von innen nach außen ändert. Durch den sich ändernden Krümmungsradius der Gleitfläche wird das Bauwerk mit zunehmender Verschiebung stärker oder schwächer angehoben. Dadurch kann bei einer größeren Verschiebung mehr oder weniger Energie dissipiert werden als bei einer kleineren.In a further development, at least one sliding surface has a radius of curvature that changes from the inside to the outside. Due to the changing radius of curvature of the sliding surface, the structure is lifted more or less with increasing displacement. As a result, more or less energy can be dissipated with a larger displacement than with a smaller one.
Bevorzugt hat wenigstens eine Gleitplatte eine in der Draufsicht kreisförmige Form. Insbesondere in einem solchen Fall weist eine Gleitplatte zweckmäßigerweise einen Radius auf, der sich von dem wenigstens einer anderen Gleitplatte unterscheidet. Eine Gleitplatte kann somit einen größeren oder kleineren Radius aufweisen, als eine andere Gleitplatte. Durch unterschiedlich große Gleitplatten können die Reibeigenschaften der Gleitplatten unterschiedlich voneinander ausgelegt werden und das Bauwerksgleitlager somit individuell für ein Bauwerk angepasst werden.Preferably, at least one slide plate has a circular shape in plan view. In particular in such a case, one sliding plate expediently has a radius which differs from that of at least one other sliding plate. A sliding plate can thus have a larger or smaller radius than another sliding plate. The friction properties of the sliding plates can be designed differently from one another by means of sliding plates of different sizes, and the structural plain bearing can thus be individually adapted to a building.
Weiterbildend weist die Gleitplatte eine innere Gleitscheibe und einen diese Gleitscheibe zumindest teilweise umfassenden äußeren Gleitring auf. Durch den äußeren Gleitring, der die innere Gleitscheibe zumindest teilweise umfasst, kann die Fläche der Gleitplatte vergrößert werden. Das verringert den Verschleiß der Gleitplatte, da Lasten über eine größere Fläche abgeleitet werden. Darüber hinaus können die innere Gleitscheibe und der äußere Gleitring im Fall einer Beschädigung oder zu großem Verschleiß unabhängig voneinander getauscht werden. Es ist auch denkbar, dass der äußere Gleitring bei einer maximalen seitlichen Verschiebung teilweise über den Rand des Gleitblechs hinausragt. Weiter ist denkbar, dass der äußere Gleitring, wenn sich das Lager aus der maximalen seitlichen Verschiebung zurückbewegt, beschädigt oder abgerissen wird, ohne dass die innere Gleitscheibe beschädigt wird.In a further development, the sliding plate has an inner sliding disk and an outer sliding ring at least partially surrounding this sliding disk. The surface of the sliding plate can be increased by the outer sliding ring, which at least partially encompasses the inner sliding disk. This reduces wear on the skid plate as loads are dissipated over a larger area. In addition, the inner slide washer and the outer slide ring can be replaced independently of each other in the event of damage or excessive wear. It is also conceivable that the outer sliding ring partially protrudes beyond the edge of the sliding plate at a maximum lateral displacement. It is also conceivable that when the bearing moves back from maximum lateral displacement, the outer slide ring could be damaged or torn off without damaging the inner slide washer.
Dabei kann es vorteilhaft sein, dass der äußere Gleitring beabstandet zur inneren Gleitscheibe angeordnet ist. Durch den Abstand zwischen dem äußeren Gleitring und der inneren Gleitscheibe können sich diese bei seitlichen Verschiebungen deformieren, ohne den jeweils anderen des äußeren Gleitrings und der inneren Gleitscheibe zu beeinflussen. Dadurch wird ein übermäßiger Verschleiß in Folge von Berührungen zwischen der inneren Gleitscheibe und dem äußeren Gleitring verhindert.In this case, it can be advantageous for the outer sliding ring to be arranged at a distance from the inner sliding disk. Due to the distance between the outer slide ring and the inner slide washer, these can deform during lateral displacements without affecting the other of the outer slide ring and the inner slide washer. This prevents excessive wear due to contact between the inner slide washer and the outer slide ring.
Alternativ oder ergänzend weist die innere Gleitscheibe einen anderen Reibwert auf, als der äußere Gleitring. Durch die unterschiedlichen Reibwerte der inneren Gleitscheibe und des äußeren Gleitrings können die Gleiteigenschaften individuell ausgelegt werden.Alternatively or additionally, the inner sliding disk has a different coefficient of friction than the outer sliding ring. Due to the different coefficients of friction of the inner sliding disk and the outer sliding ring, the sliding properties can be designed individually.
Weiterbildend ist das Gleitblech so groß dimensioniert, dass sich bei einer Verschiebung der Gleitplatte bis zur maximalen Wegkapazität zusätzlich ein Rand des Gleitblechs ergibt. Durch die größere Dimensionierung des Gleitblechs wird verhindert, dass Teile der Gleitplatte, die beispielsweise durch Deformation der Gleitplatte bei maximaler seitlicher Verschiebung seitlich herausquellen, nicht von der Kante des Gleitblechs abgeschert werden. Dadurch wird der Verschleiß der Gleitplatte bei maximaler seitlicher Verschiebung verringert. Idealerweise ist der Rand vollständig umlaufend.As a further development, the sliding plate is dimensioned so large that when the sliding plate is shifted up to the maximum displacement capacity, there is also an edge of the sliding plate. The larger dimensioning of the sliding plate prevents parts of the sliding plate, which swell out laterally, for example due to deformation of the sliding plate at maximum lateral displacement, from being sheared off by the edge of the sliding plate. This reduces wear on the skid plate at maximum lateral displacement. Ideally, the edge is all the way round.
Das Gleitblech kann kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit der Trägerplatte verbunden sein. Dies kann insbesondere so erfolgen, dass das Gleitblech bereichsweise in einer Kammerung der Trägerplatte gehalten wird. Die Kammerung umfasst den Umfang des Gleitblechs also nur teilweise. Durch die bereichsweise Kammerung ist es beispielsweise möglich, die Trägerplatte kleiner als das Gleitblech zu dimensionieren und Gleitblechüberhänge am Gleitblech vorzusehen. Untersuchungen haben gezeigt, dass eine bereichsweise Kammerung des Gleitblechs ausreicht, um das Gleitblech an der Trägerplatte sicher zu befestigen. Dabei kann die Kammerung aus einer Vielzahl von Abschnitten bestehen, die um das Gleitblech angeordnet sind oder aus einem zusammenhängenden Abschnitt.The sliding plate can be connected to the carrier plate in a non-positive and/or positive manner. In particular, this can be done in such a way that the sliding plate is held in regions in a chamber of the carrier plate. The chambering thus only partially encompasses the circumference of the sliding plate. The regional chambering makes it possible, for example, to dimension the carrier plate smaller than the sliding plate and to provide sliding plate overhangs on the sliding plate. Studies have shown that chambering of the sliding plate in certain areas is sufficient to securely fasten the sliding plate to the carrier plate. The chambering can consist of a large number of sections, which are arranged around the sliding plate, or of a continuous section.
Alternativ oder weiterbildend ist das Gleitblech an der Trägerplatte mittels wenigstens einem Verbindungsmittel wie etwa Nägeln, Schweißverbindungen, Schrauben, Klebeverbindungen, Haltebolzen und/oder durch einen Bolzen, der in eine, vorzugsweise möglichst passgenaue, Ausnehmung der Trägerplatte hineinragt, befestigt. Durch die Befestigung des Gleitblechs an der Trägerplatte mit einem der genannten Befestigungsmittel oder durch eine Kombination von mindestens zweien der genannten Befestigungsmittel wird ein Verrutschen des Gleitblechs verhindert. Diese können verwendet werden, wenn beispielsweise die Kammerung des Gleitblechs unzureichend für die alleinige Befestigung ist oder keine Kammerung vorhanden ist. Somit wird sichergestellt, dass das Bauwerksgleitlager die Gleiteigenschaften gemäß der Auslegung aufweist und das Gleitblech in Folge einer Krafteinwirkung bzw. einem Lastfall nicht verschoben wird.Alternatively or as a further development, the sliding plate is fastened to the carrier plate by means of at least one connecting means such as nails, welded joints, screws, adhesive bonds, retaining bolts and/or by a bolt which protrudes into a recess in the carrier plate that preferably fits as precisely as possible. The sliding plate is prevented from slipping by fastening the sliding plate to the carrier plate with one of the fastening means mentioned or through a combination of at least two of the fastening means mentioned. These can be used if, for example, the cavities of the sliding plate are insufficient for the sole attachment or if there are no cavities. This ensures that the structural plain bearing has the sliding properties according to the design and that the sliding plate is not displaced as a result of a force or a load case.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Darin zeigen schematisch:
-
1A einen Schnitt durch ein gattungsgemäßes Bauwerksgleitlager in zentrierter Position; -
1B einen Schnitt durch das in1A gezeigte Bauwerksgleitlager im Zustand maximaler seitlicher Verschiebung im Grenzzustand der Tragfähigkeit; -
2A einen Schnitt durch das in1A gezeigte Bauwerksgleitlager entlang der Schnittebene A-A; -
2B einen Schnitt durch das in1B gezeigte Bauwerksgleitlager entlang der Schnittebene A-A; -
3A einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauwerksgleitlagers in zentrierter Position; -
3B einen Schnitt durch das in3A gezeigte Bauwerksgleitlager im Zustand maximaler seitlicher Verschiebung im Grenzzustand der Tragfähigkeit; -
4A einen Schnitt durch das in3A gezeigte Bauwerksgleitlager entlang der Schnittebene B-B; -
4B einen Schnitt durch das in3B gezeigte Bauwerksgleitlager entlang der Schnittebene B-B; -
5A einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Bauwerksgleitlager eines zweiten Ausführungsbeispiels mit Auskragungen in zentrierter Position; -
5B einen Schnitt durch das in5A gezeigte Bauwerksgleitlager im Zustand maximaler seitlicher Verschiebung im Grenzzustand der Tragfähigkeit; -
6A einen Schnitt durch einen Gleiter eines dritten Ausführungsbeispiels mit einer inneren Gleitscheibe und einem die innere Gleitscheibe umfassenden äußeren Gleitring; -
6B einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Bauwerksgleitlager eines dritten Ausführungsbeispiels mit dem in6A gezeigten Gleiter im Zustand maximaler seitlicher Verschiebung im Grenzzustand der Tragfähigkeit; -
7A einen Schnitt durch eine Trägerplatte mit einem Gleitblech mit Gleitblechüberhang eines erfindungsgemäßen Bauwerksgleitlagers eines vierten Ausführungsbeispiels; und -
7B eine Draufsicht auf die in7A gezeigte Trägerplatte mit einem Gleitblech mit Gleitblechüberhang.
-
1A a section through a generic plain bearing for buildings in a centered position; -
1B a cut through the in1A Structure plain bearings shown in the state of maximum lateral displacement in the limit state of the load-bearing capacity; -
2A a cut through the in1A Structure plain bearings shown along the section plane AA; -
2 B a cut through the in1B Structure plain bearings shown along the section plane AA; -
3A a section through a first embodiment of a building plain bearing according to the invention in a centered position; -
3B a cut through the in3A Structure plain bearings shown in the state of maximum lateral displacement in the limit state of the load-bearing capacity; -
4A a cut through the in3A structural plain bearings shown along the sectional plane BB; -
4B a cut through the in3B structural plain bearings shown along the sectional plane BB; -
5A a section through a sliding bearing for buildings according to the invention of a second exemplary embodiment with projections in a centered position; -
5B a cut through the in5A Structure plain bearings shown in the state of maximum lateral displacement in the limit state of the load-bearing capacity; -
6A a section through a slider of a third embodiment with an inner sliding disk and an outer sliding ring encompassing the inner sliding disk; -
6B a section through an inventive plain bearing of a third embodiment with the in6A slider shown in the state of maximum lateral displacement in the ultimate limit state; -
7A a section through a carrier plate with a sliding plate with sliding plate overhang of a sliding bearing for buildings according to the invention of a fourth exemplary embodiment; and -
7B a top view of the in7A carrier plate shown with a sliding plate with sliding plate overhang.
Dabei sind in den Figuren gleichartige Bauteile oder Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Components or elements of the same type are provided with the same reference symbols in the figures.
Die
Das gattungsgemäße Bauwerksgleitlager 1 besteht aus zwei übereinander angeordneten Trägerplatten 4, die jeweils vier Ausnehmungen 11 zur Befestigung am Bauwerk aufweisen, mit denen die Trägerplatten 4 am Bauwerk befestigt werden. An den Trägerplatten 4 ist jeweils ein Gleitblech 5 befestigt. Die Gleitbleche 5 haben im vorliegenden Beispiel eine kreisrunde Form und sind konkav. Jedes Gleitblech 5 hat eine Mittelachse M, die durch die Mitte des Gleitblechs 5 verläuft. Die Trägerplatten 4 sind so angeordnet, dass die Oberflächen der Gleitbleche 5 zueinander weisen. Zwischen den Gleitblechen 5 ist ein Gleiter 8 angeordnet. Der Gleiter 8 weist zwei konvexe Flächen auf, an denen jeweils eine konvexe Gleitplatte 3 befestigt ist. Die Krümmungsradien der konkaven Gleitbleche 5 sowie der konvexen Gleitplatten 3 sind derart ausgestaltet, dass die Oberflächen der Gleitplatten 3 die korrespondierenden Gleitbleche 5 vollflächig berühren. Die Gleitplatten 3 stehen jeweils mit einem Gleitblech 5 in gleitendem Kontakt und bilden mit den Gleitblechen 5 jeweils eine Gleitfläche 2.The generic
Die
Die
Die
Durch die Gleitblechüberhänge 6 kann der Gleiter 8 im Grenzzustand der Tragfähigkeit, der in den
Bei dem in
Die
Ein Gleiter 8 eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bauwerksgleitlagers 1 ist in
Die
Die
Die
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Bauwerksgleitlagerstructural plain bearing
- 22
- Gleitflächesliding surface
- 33
- Gleitplattesliding plate
- 44
- Trägerplattebacking plate
- 55
- Gleitblechslide plate
- 66
- Gleitblechüberhangsliding sheet overhang
- 77
- Auskragungcantilever
- 88th
- Gleiterglider
- 99
- Innere GleitscheibeInner sliding disc
- 1010
- Äußerer GleitringOuter slip ring
- 1111
- Ausnehmung zur Befestigung des Bauwerksgleitlagers Recess for fastening the structural plain bearing
- M1M1
- Mittelachse des oberen GleitblechsCentral axis of the upper slide plate
- M2M2
- Mittelachse des unteren GleitblechsCentral axis of the lower slide plate
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- JP 2008 [0005, 0006]JP 2008 [0005, 0006]
- JP 45722 A [0005, 0006]JP 45722 A [0005, 0006]
- KR 101163404 B1 [0005, 0007]KR 101163404 B1 [0005, 0007]
Claims (23)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202022002788.5U DE202022002788U1 (en) | 2022-05-09 | 2022-05-09 | structural plain bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202022002788.5U DE202022002788U1 (en) | 2022-05-09 | 2022-05-09 | structural plain bearing |
Publications (1)
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---|---|
DE202022002788U1 true DE202022002788U1 (en) | 2023-06-19 |
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Family Applications (1)
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DE202022002788.5U Active DE202022002788U1 (en) | 2022-05-09 | 2022-05-09 | structural plain bearing |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008045722A (en) | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Oiles Ind Co Ltd | Base isolating device |
KR101163404B1 (en) | 2011-05-06 | 2012-07-12 | 김성원 | A shperical bearing of structures |
-
2022
- 2022-05-09 DE DE202022002788.5U patent/DE202022002788U1/en active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |