[实用新型]摩擦阻尼式支承垫

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种支承垫，尤其涉及一种设置于建筑物或桥梁等大型物体上或仪器设备上用以吸收地震及环境震动的能量，并能防止温度上升及具有自动调整阻尼及刚度功能的摩擦阻尼式支承垫。

背景技术

现有的建筑物、桥梁或机器等大型物体上，大都会设置有具吸震及隔震效果的支承垫，来吸收地震时所产生的能量与震动，如美国第5,655,756号专利(以下简称为参考文献)即揭示一种现有的支承垫结构，该参考文献的支承垫(LeadRubberBearing，LRB，铅心橡胶支承垫)主要包含有一核心柱，于该核心柱的两端分别设置有一支撑板，而两支撑板分别固设于地面及一大型物体上，并于两支撑板间设置有多个间隔交错设置的金属层及橡胶层，当地震发生时，可通过交错设置的橡胶层、金属层及核心柱的变形来达到吸震的效果，进而降低地震所产生的伤害。

然而，现有如参考文献的支承垫，其核心柱是以铅所制成，该铅制的核心柱虽具弯曲变形的效果，以吸收地震的能量，但因铅为有毒的重金属且其熔点约327℃，不仅会对于环境污染造成重大影响，且铅制的核心柱在地震中经反复的弯曲变形时容易产生高热，又因铅的比热低，故现有支承垫在吸震过程中所产生的热很容易使核心柱超过300℃。如此容易导致核心柱及橡胶层的功能受损甚至熔化，造成支承垫功能受损，吸能效益降低，甚至造成支承垫的破坏，进而破坏现有支承垫的结构而影响其支撑强度。又纵然现有支承垫的温度并未达到铅的熔点，也会因高温造成支承垫的材料(包括铅及橡胶材料)软化，使现有支承垫的强度大幅降低，同时降低了支承垫的支撑能力及吸震效果。

有鉴于上述现有支承垫所存在的问题与不足，现有铅制的支承垫已逐渐被禁止使用或者放弃使用，故世界各国极力思考其他吸震的材料或吸能机制，由此解决吸能需求及环保等问题，其中一个方法是拿掉铅制的核心柱，但其结果是所产生的阻尼效果不足，会造成现有支承垫太大的位移量，如果与油压阻尼器等其他阻尼器结合使用时，其所需的费用昂贵，其不仅不符合经济效益，而且需要较大的空间以同时容纳阻尼器及支承垫，相对会造成使用上的困扰，还有加以改进的地方。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本申请的发明人基于现有支承垫结构及使用上的缺陷及不足，经过不断的研究与试验，终于研究出一种可改进现有缺陷的本实用新型。

本实用新型的主要目的在于提供一种摩擦阻尼式支承垫，其中各核心柱设有多个滑动片，各滑动片以上、下堆叠方式进行排列，由此通过各核心柱的滑动片相对滑动及摩擦，以及各第一、二材料层的变形来达到吸震的效果，且非铅制的滑动片可避免因反复的弯曲变形时所产生高热及高温对于核心柱产生功能受损甚至熔化，而对于环境污染造成重大影响，以提供一种结构稳定性及三向度吸震效果佳的支承垫。

另外，利用上、下堆叠滑动片的垂直刚度以及第一、二材料层的垂直刚度的比值进行垂直载重的分配，进而调整滑动片摩擦力及阻尼的大小。进一步，也可利用具有不同摩擦系数的滑动片，形成各滑动片可在不同摩擦力及不同时间点的情况下进行相对滑动，以达到摩擦阻尼式支承垫可自动调整阻尼及刚度的功能。

更进一步，将各滑动片局限于上、下两相邻的第二材料层之间，由此减少核心柱与第一、二材料层在垂直方向变形的差异性，使得各滑动片在水平方向的滑动更为顺利，另外，通过该核心柱的高度略低于第一、二材料层总高度的方式，由此调适由于支承垫水平位移时核心柱与第一、二材料层造成垂直方向的高度差，使得滑动片在水平方向的滑动更加顺利。

并且利用支承垫材料的力学特性加以并联及串联，使得支承垫由小水平力(小位移)到大水平力(大位移)的刚度变化可以非常平顺，不会因激烈的变化而造成可能的高频率震荡。另外，支承垫从小水平力(小位移)至大水平力(大位移)的阻尼比降低量也比较和缓，使支承垫的材料有较佳的组合与应用。

另外，利用具有多个滑动片的核心柱的物理及力学特性与其他种类的核心柱(例如参考文献中的LRB以铅材料或以高阻尼材料所做成的核心柱)并联或串联，可以掌控其他种类的核心柱变形的位置及时间点，使得支承垫由小水平力(小位移)到大水平力(大位移)的刚度及频率变化可以自动控制，由此提升支承垫的隔震功能。同时，支承垫从小水平力(小位移)至大水平力(大位移)的阻尼比降低量也比较和缓，由此提升支承垫的吸能效益，使支承垫的材料有较佳的组合与应用。

为达上述目的，本实用新型主要是提供一种摩擦阻尼式支承垫，其包含有：

至少一个核心柱，该至少一个核心柱设有多个滑动片，其中各滑动片以上、下堆叠方式进行排列；