[发明专利]一种球形摩擦摆隔震支座

说明书

一种球形摩擦摆隔震支座，包括上台板、下台板和带中心孔的止动器板，其中，止动器板上通过加压螺栓固定有若干保持器，保持器上设置有上下贯通的槽，槽中有凹形结构，凹形结构中有滚动球，凹形结构的尺寸使得滚动球在其中只能滚动不能移动，滚动球的尺寸使得其伸出所述槽的上下底面，上台板的下底面和/或下台板的上底面设置有与滚动球对应的凹形曲面，上台板的下底面还设置有与止动器板的中心孔对应的限位杆，限位杆插入中心孔实现上台板与止动器板的连接；本发明主要适用于自重较轻的物体的隔震，比如博物馆的文物、展柜等，这决定了支座的尺寸不会太大，而且支座上部的重量全部由四个滚动球承担，具有很好的实用性和良好的隔震效果。

技术领域

本发明属于建筑技术领域，特别涉及一种球形摩擦摆隔震支座。

背景技术

自1990年Zays提出一种摩擦摆的隔振支座装置(FPS)，对于摩擦摆的研究就一直在进行。研究表明在强震发生时FPS能使结构的层间位移大幅减少，国外已有少数建筑采用了这种隔震支座。当处于地震等破坏性环境中时，摩擦摆支座是一种有效的干摩擦滑移减隔震支座，摩擦摆支座隔震消能的主要原理是将支座承载的结构物体(主要是桥梁、建筑)与地面隔离，利用摩擦摆支座的干摩擦滑动在外力作用下的滑动，来延长所承载结构物的自振周期，从而大幅减少结构物在地震中的动力放大效应。摩擦摆支座干摩擦副在来回滑动的同时通过摩擦生热效应消耗大量地震能量，同时随着滑动摩擦副相对高度的变化，也将一部分地震能量转化为支座及其承载物的势能，这些都有效减少了地震破坏力输入。但FPS必须配合转向装置，这使其构造变得复杂。经过改进发明了辊轴摩擦摆隔震支座，将两个或多个这种摩擦摆一起使用，则上盘在运动时不发生转动，只有水平方向与竖直方向的平动，这一特点较滑道式FPS摩擦摆相比是一个明显的改进，无需在上盘设置转向装置，保证了上部结构的稳定性。

但是辊轴摩擦摆只能在单方向滑动，而地震作用是多方位的，实用效果不好。本发明为球形摩擦摆，由四个滚动球与上下板组成，可在360方向上实现滑动，对于地震作用有明显的减弱效果。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种球形摩擦摆隔震支座，主要适用于自重较轻的物体的隔震，比如博物馆的文物、展柜等，这决定了支座的尺寸不会太大，而且支座上部的重量全部由四个滚动球承担，具有很好的实用性和良好的隔震效果

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种球形摩擦摆隔震支座，包括上台板1、下台板4和带中心孔的止动器板8，其中，止动器板8上通过加压螺栓9固定有若干保持器7，保持器7上设置有上下贯通的槽，槽中有凹形结构，凹形结构中有滚动球2，凹形结构的尺寸使得滚动球2在其中只能滚动不能移动，滚动球2的尺寸使得其伸出所述槽的上下底面，上台板1的下底面和/或下台板4的上底面设置有与滚动球2对应的凹形曲面6，上台板1的下底面还设置有与止动器板8的中心孔对应的限位杆5，限位杆5插入中心孔实现上台板1与止动器板8的连接。

所述保持器7为长方体块，其使用的材料是聚苯乙烯系塑料，强度高；其结构为正对称结构，受力性能好。所述的凹形结构由两个在槽壁上相对的内凹三角形组成，凹形结构厚度为滚动球2直径的2/3，内凹的深度是滚动球2直径的2/5，槽的长度为滚动球2直径的1.5倍。

所述止动器板8为板状结构，保持器7设置在止动器板8的四周。

所述限位杆5的外径与止动器板8中心孔的内径之比范围为0.15-0.3；止动器板8中心孔的内径与上台板1、下台板4的长度之比的范围为0.3-0.45。

所述凹形曲面6的半径与上台板1、下台板4的长度之比的范围为0.35-0.45；所述凹形曲面6的半径与滚动球2的直径之比范围为3.5-5.5。