本實用新型屬于建筑結構減隔震技術領域，具體涉及一種變曲率摩擦擺隔震支座。

背景技術：

隔震技術是50年來結構抗震領域突出的研究成果，在我國得到廣泛的應用，其中摩擦擺隔震支座是一種新興的隔震技術。摩擦擺隔震支座水平剛度與上部結構自重成正比，結構自振周期與自身質量無關，同時結構剛心與質心自動重合，受扭轉影響小。相比于傳統橡膠支座，摩擦擺隔震支座水平變形能力及豎向承載能力更大，并且不會發生如橡膠高溫軟化、低溫硬化、疲勞老化等不利情況。

隔震建筑和隔震橋梁在地震下的失效模式明確，在超出設計的地震下均容易因隔震層過大變形而破壞，冗余度低。普通摩擦擺隔震支座由于軌道曲率恒定，提供隔震層的水平剛度始終不變，在不同烈度地震下性能沒有明顯區別，對嚴重影響隔震結構安全的超大震下隔震層水平變形沒有特殊考慮。此外，隔震層剛度恒定易引發近斷層地震低頻共振，不利于隔震結構安全。

故一種可以有效提高隔震效果，改變支座水平剛度的變曲率摩擦擺隔震支座亟待提出。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本實用新型提出了變曲率摩擦擺隔震支座，其具有明顯的隔震效果，有利于提高隔震結構的安全水準，可以更好的避免共振發生。

為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

變曲率摩擦擺隔震支座，包括：底支撐滑座、設置于底支撐滑座上方的頂支撐滑座以及滑動組件，滑動組件設置于底支撐滑座與頂支撐滑座之間，其用于滑動連接底支撐滑座與頂支撐滑座，底支撐滑座的上表面設有向內凹陷的變曲率的第一滑動面，滑動組件置于該第一滑動面內。

本實用新型一種變曲率摩擦擺隔震支座結構簡單，通過構造變曲率的第一滑動面，改變不同變形下摩擦擺隔震支座的水平剛度，使隔震支座在中小震下具有較低水平剛度，具有明顯隔震效果；在對隔震結構安全具有一定威脅的大震超大震下具有較高水平剛度，在保證一定隔震效果的同時優先確保隔震支座不破壞，有利于提高隔震結構的安全水準，減小大震超大震下隔震支座水平變形。隔震支座的剛度不固定使結構不具備明確的自振周期，可以更好的避免共振發生。滑動面軌道變曲率設計同時能夠提供一個可根據多級性能目標和多級地震動優化的系統。

在上述技術方案的基礎上，還可做如下改進：

作為優選的方案，第一滑動面的曲率由中心向外側逐漸增大。

采用上述優選的方案，隔震結構在強震下的安全性，減小大震超大震下隔震支座水平變形，并解決隔震結構易受近斷層地震低頻共振的問題。

作為優選的方案，在頂支撐滑座的中心向底支撐滑座延伸突出有連接部，在連接部的下表面設有向內凹陷的第二滑動面。

采用上述優選的方案，結構簡單，便于滑動組件與頂支撐滑座的連接。

作為優選的方案，滑動組件為一個滾珠，滾珠與第二滑動面相契合，且置于該第二滑動面內。

采用上述優選的方案，結構簡單，可以有效保證滾珠與第一滑動面進行穩定的接觸。

作為優選的方案，滑動組件包括兩個或兩個以上的滾珠以及連接滑塊，在連接滑塊的上表面設有向外突出的第三滑動面，且第三滑動面與第二滑動面相契合；

在連接滑塊的下表面設有兩個或兩個以上的向內凹陷的第四滑動面，滾珠與第四滑動面相契合，且滾珠置于該第四滑動面內。

采用上述優選的方案，結構簡單，可以有效保證多個滾珠與第一滑動面進行穩定的接觸。

作為優選的方案，兩個或兩個以上的滾珠呈對稱設置。

采用上述優選的方案，保證隔震支座整體的穩定性。

作為優選的方案，滑動組件為滑動摩擦塊，在滑動摩擦塊的上表面設有向外突出的第五滑動面，且第五滑動面與第二滑動面相契合，在滑動摩擦塊的下表面設有向外突出的變曲率的第六滑動面，第六滑動面與第一滑動面接觸。

采用上述優選的方案，采用變曲率的第六滑動面與第一滑動面接觸，可以有效保證二者之間不會出現接觸不良的問題。

作為優選的方案，在第一滑動面的邊緣設有一圈向外突出的限位環。

采用上述優選的方案，限位環對進行良好的限位。

作為優選的方案，頂支撐滑座通過上錨固組件與上部結構柱連接。

采用上述優選的方案，可以有效對頂支撐滑座進行固定。

作為優選的方案，底支撐滑座通過下錨固組件與下部結構柱連接。

采用上述優選的方案，可以有效對底支撐滑座進行固定。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的變曲率摩擦擺隔震支座的結構示意圖之一。

圖2為本實用新型實施例提供的第一滑動面的剖視圖。

圖3為本實用新型實施例提供的變曲率摩擦擺隔震支座的結構示意圖之二。

圖4為本實用新型實施例提供的變曲率摩擦擺隔震支座的結構示意圖之三。

圖5為本實用新型實施例提供的變曲率摩擦擺隔震支座的結構示意圖之四。

其中：1 底支撐滑座、11 第一滑動面、12 支座底板、2 頂支撐滑座、21 連接部、211 第二滑動面、22 支座頂板、3 滾珠、41 上錨固組件、42 限位環、43 下錨固組件、5 連接滑塊、51 第三滑動面、52 第四滑動面、53 避空空腔、6 滑動摩擦塊、61 第五滑動面、62 第六滑動面。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本實用新型的優選實施方式。

為了達到本實用新型的目的，變曲率摩擦擺隔震支座的其中一些實施例中，

如圖1所示，變曲率摩擦擺隔震支座包括：底支撐滑座1、設置于底支撐滑座1上方的頂支撐滑座2以及滑動組件，滑動組件設置于底支撐滑座1與頂支撐滑座2之間，其用于滑動連接底支撐滑座1與頂支撐滑座2，底支撐滑座1的上表面設有向內凹陷的變曲率的第一滑動面11，滑動組件置于該第一滑動面11內。第一滑動面11的曲率由中心向外側逐漸增大。在本實施例中，底支撐滑座1和頂支撐滑座2為尺寸相同的扁圓柱體，也可以為其他形狀。

在頂支撐滑座2的中心向底支撐滑座1延伸突出有連接部21，連接部21為圓柱體，在連接部21的下表面設有向內凹陷的第二滑動面211。

滑動組件為一個滾珠3，滾珠3的尺寸與第二滑動面211相契合，且置于該第二滑動面211內。滾珠由高強度復合材料制成，如合金滾珠，滾珠3與頂支撐滑座2共同形成活動關節，保證頂支撐滑座2的支座頂板22時刻處于水平位置。支座頂板22上部靠近邊緣位置布置上錨固組件41，用于連接上部結構柱。

第一滑動面11頂部邊緣設有一圈限位環42，底支撐滑座1的支座底板12通過下錨固組件43與下部結構柱相連。

本實用新型采用變曲率球面作為第一滑動面11，為保證隔震支座水平剛度隨滑動組件位移增長，要求位移-高度軌道函數對位移的一階導數為正，同時二階導數大于其一階導數與位移之比，構造軌道函數如位移的三次函數、指數函數、三角函數等形式，控制小位移下支座軌道曲率較小，并隨位移逐漸增大。

如圖2中，由下至上三條軌道函數分別為位移的三次函數、指數函數、三角函數形式，具體形式如下如：

h＝ax³

h＝-log(cos(ωx))

本實用新型一種變曲率摩擦擺隔震支座結構簡單，通過構造變曲率的第一滑動面11，改變不同變形下摩擦擺隔震支座的水平剛度，使隔震支座在中小震下具有較低水平剛度，具有明顯隔震效果；在對隔震結構安全具有一定威脅的大震超大震下具有較高水平剛度，在保證一定隔震效果的同時優先確保隔震支座不破壞，有利于提高隔震結構的安全水準，減小大震超大震下隔震支座水平變形。隔震支座的剛度不固定使結構不具備明確的自振周期，可以更好的避免共振發生。滑動面軌道變曲率設計同時能夠提供一個可根據多級性能目標和多級地震動優化的系統。

通過滾珠3作為滑動組件，解決變曲率摩擦擺支座常見的滑動組件與第一滑動面11接觸不良的問題。

為了進一步地優化本實用新型的實施效果，在另外一些實施方式中，其余特征技術相同，不同之處在于，在第一滑動面11、第二滑動面211以及滾珠3的表面噴涂聚四氟乙烯等低摩擦材料或潤滑劑。

采用上述優選的方案，可以降低摩擦。

如圖3所示，為了進一步地優化本實用新型的實施效果，在另外一些實施方式中，其余特征技術相同，不同之處在于，滑動組件包括兩個滾珠3以及連接滑塊5，在連接滑塊5的上表面設有向外突出的第三滑動面51，且第三滑動面51與第二滑動面211相契合；

在連接滑塊5的下表面設有兩個向內凹陷的第四滑動面52，滾珠3與第四滑動面52相契合，且滾珠3置于該第四滑動面52內。在連接滑塊5上設有避空空腔53，避空空腔53防止連接滑塊5與底支撐滑塊1發生干涉。在本實施例中，連接滑塊5為圓柱體，其也可以為其他形狀。

采用上述優選的方案，結構簡單，可以有效保證多個滾珠3與第一滑動面11進行穩定的接觸。

進一步，兩個滾珠3以底支撐滑座1的中心軸線為中線呈對稱設置。

采用上述優選的方案，保證隔震支座整體的穩定性。

進一步，在第三滑動面51、第四滑動面52以及滾珠3的表面噴涂聚四氟乙烯等低摩擦材料或潤滑劑。

采用上述優選的方案，可以降低摩擦。

如圖4所示，為了進一步地優化本實用新型的實施效果，在另外一些實施方式中，其余特征技術相同，不同之處在于，滑動組件為滑動摩擦塊6，在滑動摩擦塊6的上表面設有向外突出的第五滑動面61，且第五滑動面61與第二滑動面211相契合，在滑動摩擦塊6的下表面設有向外突出的變曲率的第六滑動面62，第六滑動面62與第一滑動面11接觸。在本實施例中，滑動摩擦塊6為圓柱體，其也可以為其他形狀。

采用上述優選的方案，采用變曲率的第六滑動面62與第一滑動面11接觸，可以有效保證二者之間不會出現接觸不良的問題。為保證滑動摩擦塊6在滑動過程中，第六滑動面62與第一滑動面11充分接觸，可以相同函數形式設計第六滑動面62，并以滑動過程中接觸點附近曲率一致為目標計算得到第六滑動面62。

進一步，在第五滑動面61、第六滑動面62以及滾珠3的表面噴涂聚四氟乙烯等低摩擦材料或潤滑劑。

采用上述優選的方案，可以降低摩擦。

如圖5所示，為了進一步地優化本實用新型的實施效果，在另外一些實施方式中，其余特征技術相同，不同之處在于，限位環42的截面呈上小下大的梯形。

采用上述優選的方案，保證限位環42的穩定性。

以上的僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。