一種負剛度隔震支座的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于隔震技術領域，更具體地，涉及一種負剛度隔震支座。
【背景技術】
[0002]隔震技術是減輕結構地震危害的最有效措施之一，其基本思想是在基礎和上部結構之間設置具有足夠可靠性的柔性隔震層，以延長結構自振周期和增加阻尼來減少地震能量向上部結構傳遞的目的。該項技術目前已得到了廣泛應用，其有效性已經歷了多次地震的驗證。
[0003]現在廣泛使用的隔震支座有普通橡膠隔震支座(RB)和鉛芯橡膠隔震支座(LRB)組成的混合柔性隔震支座，混合柔性隔震支座在自振周期Is左右的中短周期結構隔震中具有很好的隔震效果。但是，要實現更長自振周期結構的有效隔震仍然存在一些問題，主要問題之一是沒有很低水平剛度的隔震層。
[0004]目前廣泛使用的橡膠隔震支座，但根據現有技術條件，要生產出很低水平剛度的合格橡膠隔震支座具有較大困難，原因在于橡膠的剪切模量不能太低(國內最低在
0.35MPa左右)，而且橡膠層的厚度也不能太大；理論和大量實驗表明，橡膠硬度太低或橡膠總厚度太大的隔震支座穩定不好，承載力較低，并且容易出現S型或C型異常變形。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種負剛度隔震支座，其承載力、負剛度和阻尼根據需要很容易調整，而且能產生較大的水平負剛度。
[0006]為實現上述目的，按照本發明，提供了一種負剛度隔震支座，其特征在于:包括第一支承座、第二支承座及設置于第一支承座和第二支承座之間的關節滑塊，其中，
[0007]所述第一支承座在靠近關節滑塊的一端設置有曲面A，所述曲面A為第一支承座上凸起的曲面；所述關節滑塊在靠近第一支承座的一端設置有與曲面A形狀一致的曲面B，所述曲面B為關節滑塊上凹陷的曲面；通過曲面A和曲面B的配合，能使關節滑塊在第一支承座上滑動；
[0008]所述關節滑塊在靠近第二支承座的一端設置有曲面C，所述曲面C為關節滑塊上凸起的曲面；所述第二支承座在靠近第一支承座的一端設置有與曲面C形狀一致的曲面D，所述曲面D為第二支承座上凹陷的曲面；通過曲面C和曲面D的配合，能使關節滑塊在第一支承座上滑動的同時也能相對第二支承座轉動；
[0009]所述曲面D的開口朝向第一支承座，所述曲面D、曲面C、曲面B和曲面A的開口朝向一致；
[0010]所述關節滑塊在所述第一支承座上滑動時能使負剛度隔震支座產生水平負剛度。
[0011]優選地，所述第一支承座包括第一基座和第一鏡面不銹鋼板，第一鏡面不銹鋼板設置在第一基座靠近關節滑塊的一端，所述曲面A為所述第一鏡面不銹鋼板的鏡面；所述關節滑塊包括滑塊主體及第一滑動板，所述第一滑動板為PTFE板、MHP板或SF-板，所述第一滑動板設置在滑塊主體靠近第一支承座的一端，所述曲面B設置在所述第一滑動板上。
[0012]優選地，所述滑塊主體在靠近第二支承座的一端設置有第二鏡面不銹鋼板，所述曲面C為所述第二鏡面的鏡面；所述第二支承座包括第二基座和設置在第二基座下部的第二滑板，所述第二滑板為PTFE板、MHP板或SF-板，所述曲面D設置在所述第二滑板上；
[0013]優選地，所述第一支承座上設置有用于限制關節滑塊滑動行程的限位環形臺。
[0014]優選地，所述曲面A和曲面B為曲率一致的曲面，以使關節滑塊能在第一支承座上全接觸面承壓滑動。
[0015]優選地，所述曲面C和曲面D為曲率一致的曲面，以使關節滑塊能相對第二支承座全接觸面承壓轉動。
[0016]優選地，所述第一支承座和第二支承座上均設置有通孔或設置有錨栓，以便于其固定到外部物體上。
[0017]優選地，通過調整曲面A與曲面B的接觸面積、曲面C與曲面D的接觸面積，以及曲面A、曲面B的曲率大小，能夠調整隔震支座的承載力、負剛度和阻尼大小。
[0018]總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果:
[0019]I)本發明不僅能提供很高的承載力，而且具有較高的阻尼性能，可以吸收部分地震能量而降低結構振動，這樣，大部分地震能量被負剛度混合隔震系統消耗吸收，小部分地震能量傳到上部結構，從而使結構產生較小振動，達到隔震的目的；
[0020]2)本發明可以通過調整關節滑塊與上支座、下支座的接觸面、關節滑塊上的凹曲面的曲率半徑以及選擇滑動面上的材料，能有效地調整隔震支座的承載力、負剛度和阻尼，因此能適應不同的使用場合；
[0021]3)本發明能產生較大的水平負剛度，部分抵消具有彈性恢復力隔震裝置的正剛度，使混合隔震層剛度降低，從而使隔震結構周期更長，結構振動周期遠離地震共振峰降低結構振動，能滿足長周期結構隔震需求；
[0022]4)本發明構造簡單，加工制造容易，性能穩定且性價比較高。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明使用狀態一的俯視圖；
[0024]圖2是本發明使用狀態一的主視圖；
[0025]圖3是圖1中沿A-A線的剖視圖；
[0026]圖4是本發明使用狀態二的主視圖。
【具體實施方式】
[0027]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0028]參照圖1?圖3，為本發明的使用狀態一；一種負剛度隔震支座，包括第一支承座
1、第二支承座3及設置于第一支承座I和第二支承座3之間的關節滑塊2，其中，
[0029]所述第一支承座I靠近關節滑塊2的一端設置有曲面A101，所述關節滑塊2靠近第一支承座I的一端設置有與曲面AlOl形狀一致的曲面B201，通過曲面AlOl和曲面B201的配合，以使關節滑塊2能在第一支承座I上全接觸面承壓滑動；即如果曲面AlOl為球面，則曲面B201也要是球面，并且二者在相應位置處的曲率和曲率半徑也要一致，以使關節滑塊2能夠在第一支承座I上全接觸面承壓滑動。
[0030]所述第二支承座3靠近關節滑塊2的一端設置有曲面C202，所述關節滑塊2靠近第一支承座I的一端設置有與曲面C202形狀一致的曲面D301 ;所述曲面D301、曲面C202、曲面B201和曲面AlOl的開口朝向一致，通過曲面C202和曲面D301的配合，以使關節滑塊2在第一支承座I上滑動的同時也能相對第二支承座3轉動，即四個曲面要有效地配合，才能使關節滑塊2順利地進行滑動和轉動；這里，如果曲面C202可以是球面，則曲面D301也要是球面，并且二者在相應點處的曲率和曲率半徑也要一致，以使關節滑塊2能夠相對第二支承座3接觸面全部承壓地轉動。
[0031]所述關節滑塊2在所述第一支承座I滑動時能使本負剛度隔震支座產生水平負剛度，關節滑塊2相對所述第二支承座3轉動時保證負剛度隔震支座的第二支承座的頂面轉角滿足上部結構需求(如橋梁彎曲變形在支座處產生的轉角)。
[0032]本使用狀態下，第一支承座I位于第二支承座3的下方，所述曲面AlOl的開口朝下，則曲面B201、曲面C202和曲面D301的開口也都朝下。所述第一支承座I包括第一基座11和設置在第一基座11上部的第一鏡面不銹鋼板12，所述曲面AlOl為所述第一鏡面不銹鋼板12上的鏡面；所述關節滑塊2包括滑塊主體21、設置在滑塊主體21下部的第一滑板22和設置在滑塊主體21上部的第二鏡面不銹鋼板23，所述第一滑板22為PTFE板、MHP板或SF-1板，所述曲面B201設置在所述第一滑板22上，所述曲面C202設置在所述第二鏡面不銹鋼板23上。所述第二支承座3包括第二基座31和設置在第二基座31上部的第二滑板32，所述第二滑板32也為低摩擦系數的PTFE板、MHP板或SF-1板，所述曲面D301設置在所述第二滑板32上；選用鏡面不銹鋼板和低摩擦系數的PTFE板、MH