[发明专利]一种多级隔震的橡胶-滑移体系支座及其隔震效果的计算方法

权利要求书

1.一种多级隔震的橡胶-滑移体系支座，其特征在于，包括叠层减震体(1)，所述叠层减震体(1)的上表面和下表面分别滑动连接有上滑移体系(2)和下滑移体系(3)，所述上滑移体系(2)的动摩擦系数μ₁小于所述下滑移体系(3)的动摩擦系数μ₂。

2.根据权利要求1所述的一种多级隔震的橡胶-滑移体系支座，其特征在于，所述叠层减震体(1)的上表面和下表面分别固定连接有上连接板(4)和下连接板(5)，所述上连接板(4)与第一中间滑板(6)之间通过第二滑动摩擦副(7)滑动连接，所述下连接板(5)与第二中间滑板(8)之间通过第三滑动摩擦副(9)滑动连接，所述第一中间滑板(6)与顶板(10)之间通过第一滑动摩擦副(11)滑动连接，所述第二中间滑板(8)与底板(12)之间通过第四滑动摩擦副(13)滑动连接；所述顶板(10)、第一中间滑板(6)、第二中间滑板(8)和底板(12)的内侧面边缘均设置有限位环(14)，所述叠层减震体(1)的外面包覆有橡胶保护层(16)。

3.根据权利要求2所述的一种多级隔震的橡胶-滑移体系支座，其特征在于，所述顶板(10)的长度大于所述第一中间滑板(6)的直径，所述第一中间滑板(6)的直径大于所述上连接板(4)的直径。

4.根据权利要求2所述的一种多级隔震的橡胶-滑移体系支座，其特征在于，所述底板(12)的长度大于所述第二中间滑板(8)的直径，所述第二中间滑板(8)的直径大于所述下连接板(5)的直径。

5.根据权利要求2所述的一种多级隔震的橡胶-滑移体系支座，其特征在于，所述第一滑动摩擦副(11)、第二滑动摩擦副(7)、第三滑动摩擦副(9)和第四滑动摩擦副(13)均包括聚四氟乙烯板和不锈钢滑板。

6.根据权利要求5所述的一种多级隔震的橡胶-滑移体系支座，其特征在于，所述顶板(10)、所述第一中间滑板(6)、所述第二中间滑板(8)和所述底板(12)的内侧面均焊有所述不锈钢滑板，所述第一中间滑板(6)、所述上连接板(4)、所述第二中间滑板(8)和所述下连接板(5)的外侧面均设置有凹槽，所述凹槽内嵌有所述聚四氟乙烯板，相对应的所述聚四氟乙烯板和所述不锈钢滑板相接触。

7.根据权利要求2所述的一种多级隔震的橡胶-滑移体系支座，其特征在于，所述第一滑动摩擦副(11)和所述第二滑动摩擦副(7)的动摩擦系数均小于所述第三滑动摩擦副(9)和所述第四滑动摩擦副(13)的动摩擦系数。

8.根据权利要求2所述的一种多级隔震的橡胶-滑移体系支座，其特征在于，所述叠层减震体(1)包括叠层橡胶体，所述叠层橡胶体由多个橡胶层和多个钢板组成。

9.根据权利要求2所述的一种多级隔震的橡胶-滑移体系支座，其特征在于，所述顶板(10)为方形，所述顶板(10)的四个角上均设置有连接孔(15)。

10.根据权利要求2所述的一种多级隔震的橡胶-滑移体系支座的隔震效果的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

当地震动加速度超过μ₁时，所述第一滑动摩擦副(11)和所述第二滑动摩擦副(7)开始滑动，相对滑动加速度a₁通过下式计算：

a₁＝a_g-μ₁g (1)

式(1)中，a_g为输入的原始地震动加速度，g为重力加速度，μ₁为第一滑动摩擦副和第二滑动摩擦副的动摩擦系数，a₁为第一滑动摩擦副和第二滑动摩擦副的相对滑动加速度；

任意时刻t的相对滑动速度v₁(t)和相对滑动位移d₁(t)可通过下式计算：

d₁(t)＝L₁ (3)

其中，v₁(t₀)和d₁(t₀)分别为t₀时刻的第一滑动摩擦副和第二滑动摩擦副的相对滑动速度和相对滑动位移；上滑移体系(2)和下滑移体系(3)的限制位移量分别用L₁和L₂表示，则第一滑动摩擦副和第二滑动摩擦副停止滑动的判断条件为：

v₁(t)＝0或d₁(t)＝L₁

当d₁(t)＝L₁时，第一滑动摩擦副和第二滑动摩擦副达到限制位移，随着同一方向地震动的持续，当地震动加速度超过μ₂时，相应的第三滑动摩擦副(9)和第四滑动摩擦副(13)开始滑动，其相对滑动加速度a₂、相对滑动速度v₂(t)和相对滑动位移d₂(t)可通过与上式相同的形式计算得到；最终第三滑动摩擦副(9)和第四滑动摩擦副(13)的极限工作条件为：

d₁(t)＝L₁，d₂(t)＝L₂

整个地震动作用过程中，通过上滑移体系(2)和下滑移体系(3)的摩擦副的滑动耗能隔震后的地震动加速度a'_g通过下式计算得到：

a'_g＝a_g-a₁-a₂ (4)。