一种新型液压消能减震支座的设计研究.pdf

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1、科技论坛·149·一种新型液压消能减震支座的设计研究胡东江胡钟予马上段雨朱旭刘国光武志玮（中国民航大学机场学院，天津300300）摘要：通过对现有的建筑减震支座种类的分析，总结各类减震支座的应用情况和各自的特点，提出一种新型液压消能减震支座的设计方案。新型液压消能减震支座由油缸、活塞以及荷载缓冲装置组成，工作时，通过弹簧的收缩活和塞运动时油缸内硅油的粘滞作用抵消外界输入的能量，达到较好的减震效果。通过对支座结构的分析，得出支座的技术特点。关键词：消能减震；液压；支座；荷载缓冲1概述近年来，随着建筑技术的提高以及人们对建筑结构性能和美观性的双重需求，钢结构特别是大跨网壳结构被

2、广泛应用于建筑结构中。网壳结构跨度大、质量轻、造型美观的优点使其在建筑结构中的地位越来越重要，与此同时，网壳结构的减震问题也受到了越来越多的关注。在钢结构减震中，支座减震是极其重要的一种技术，所谓支座减震技术，就是通过在上部结构与下部支撑结构与基础之间设置减震支座，减小能量向上部的传输[1]。目前，主要的减震支座有类弹簧式隔震支座(橡胶隔震支座)、滑动式隔震支座以及混合式隔震支座[2]。橡胶支座由交替放置的橡胶片和薄钢板构成，既可以承受较大的竖向荷载，又可以增大结构的震动周期，达到很好的减震效果[3]。摩擦摆隔震支座工作时通过水平方向上的滑动使上部结构做单摆运动，同时支座提

3、供的恢复力使支座能依靠其承托的重力往中心位置回复，使地震响应得到控制[2]。以上两种支座经过长期的发展和图1液压减震支座示意图改进已经广泛应用于工程中，是比较成熟的减震支座。但其成熟性所处的荷载环境进行统计分析，取荷载的平均值，支撑弹簧在平均在一定程度上使其结构趋于固定，在短时间内较难取得进一步的发荷载的作用下游1/3的缩短量时，较为合适。展。本文提出一种新的减震支座设计理念和方案，从新的角度进行4.2出油阀和进油阀减震支座的研究。出油阀与进油阀的设计直接体现支座对于压差的敏感性，而对2液压减震支座简介于液压差的敏感程度则反映了液压粘滞缓冲的使用效率，设计内容液压减震支座（

4、图1）由以下几部分组成：①活塞，②圆柱形油包括钢珠的大小，漏斗型管的直径以及固定钢珠的的钢珠弹簧的弹槽，③液压缓冲装置，④钢管，⑤漏斗状阀门。两侧的活塞与油槽通性模量。设计的目的则是为了保证在振动荷载的作用下出油阀和进过八个高强度且具有支撑作用的弹簧相连，在没有荷载的情况下活油阀不能同时打开，所以荷载的振动频率和幅度都会对设计造成影塞顶盖位于距油槽最远的位置处。油槽内壁有卡槽用以固定活塞，响。如果阀门对于液压过于敏感，则在一个施压过程中，出油阀们会防止其发生相对扭转。油槽与外侧的液压缓冲装置通过一个小孔直被打开，当载荷突然变小油压突然降低时，进油阀会被打开，出油阀接相连。液

5、压缓冲装置由靠近油槽主体一侧的钢制管和外侧的高弹门不能及时关上，这会减少消能缓冲的效率。性橡胶管，二者通过两个漏斗形的阀门相连。在没有荷载的情况下，4.3外侧橡胶管油槽与外部液压缓冲装置均充满着等压的硅油。外侧橡胶管在支座工作时通过自身的膨胀对荷载导致的过高3工作原理油压进行平衡，起缓冲器的作用。对于橡胶管的设计，要保证其能够初始状态下，两活塞之间距离最远，油槽与液压缓冲装置内的在最大和最小容油量的情况下正常工作，其次，在实际使用中，要保液压最小，且相等。当存在轴向挤压荷载的时候，两端活塞会向中间证在支座受平均载荷的情况下橡胶管的应变能为0，这样能够提高移动，使得油槽内部液

6、压升高。由于在液压缓冲装置内存在进油阀其使用效率和使用寿命。和出油阀阻碍了内测钢管和外侧弹性橡胶管的连通，使得出油阀的5结论小钢珠被顶开，硅油从内测流入外侧，这样通过外部橡胶管的膨胀相对于一般的缓冲器阻尼器，本文所介绍的支座运用了弹簧和作用，使得液压达到平衡状态。而当撤去外部轴向荷载时，油槽内油粘滞液体两种缓冲原理。弹簧主要用以缓冲冲击，液压装置可以有压降低，这种情况下产生的内低外高的油压差，使得出油阀闭合，进效地吸收震动中的能量，通过弹簧和粘滞液体的双重作用改变上部油阀打开，油液回流，再次回到油压平衡的状态。结构的动力特性。所以在整体上的消能减震效果要优于普通的消能当支座

7、处于一种振动荷载的作用下时，外部的支撑弹簧会与内减震装置，适用于小型的建筑中，且构件以承受竖向荷载为主，比如部的油体相互配合，使得振动产生的能量转化为液体的动能，外部建筑顶部的结构框架中。弹簧的应变能，弹簧的弹性势能以及内能，从而减少构件收到的损参考文献害。[1]于志伟.单层球面支座网壳减震研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大4技术关键学，2007.4.1支撑弹簧的强度。[2]龚健，周云.摩擦摆隔震技术研究和应用的回顾与前瞻(I)———摩只有当弹簧强度处于一个合适的值时，支座才能正常使用。当擦摆隔震支座的类型与性能[J