隔震支承垫 |
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| 申请号 | CN202211257999.9 | 申请日 | 2022-10-13 | 公开(公告)号 | CN117926932A | 公开(公告)日 | 2024-04-26 |
| 申请人 | 蔡崇兴; | 发明人 | 蔡崇兴; | ||||
| 摘要 | 本 发明 为一种 隔震 支承垫，其设有至少一核心柱、两 支撑 板、多个第一材料层及多个第二材料层，该核心柱为锌所制成的柱状体，该两支撑板分别设置于该核心柱的两端，第一材料层及第二材料层相互交错设置于两支撑板之间并包围套设该核心柱，借此通过该核心柱的 变形 ，以及各第一、二材料层的变形来达到吸震的效果，且使用锌所制成的核心柱可避免因反复的弯曲变形时所产生高热，对于该核心柱产生功能受损甚至 熔化 ，而对于环境污染造成重大影响，借以提供一符合环保、阻尼效果佳、保持完整功能、抑制 温度 升高且吸震效果佳的支承垫。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种隔震支承垫，其特征在于，包含有： |
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| 说明书全文 | 隔震支承垫技术领域背景技术[0002] 按，现有的建筑物、桥梁或机器等大型物体上，大都会设置有具吸震及隔震效果的支承垫，来吸收地震时所产生的能量与震动，如美国第5,655,756号的专利(以下简称为参考案)即揭示一种现有的支承垫结构，该参考案的支承垫(Lead Rubber Bearing，LRB，铅心橡胶支承垫)主要包含有一核心柱，于该核心柱的两端分别设置有一支撑板，而两支撑板分别固设于地面及一大型物体上，并于两支撑板间设置有多数个间隔交错设置的金属层及橡胶层，当地震发生时，可借由交错设置的橡胶层、金属层及铅制成的核心柱的变形来达到吸震的效果，进而降低地震所产生的伤害。 [0003] 然而，现有如参考案的支承垫，其核心柱是以铅所制成，该铅制的核心柱虽具弯曲变形的效果，以吸收地震的能量，但因铅为有毒的重金属且其熔点约327℃，不仅会对于环境污染造成重大影响，且铅制的核心柱在地震中经反复的弯曲变形时容易产生高热，又因铅的比热低，故现有支承垫在吸收地震能量过程中所产生的热，很容易使核心柱超过300℃；如此容易导致核心柱及橡胶层的功能受损甚至熔化，造成支承垫功能受损，吸能效益降低，甚至造成支承垫的破坏，进而破坏现有支承垫的结构而影响其支撑强度；又纵然现有支承垫的温度并未达到铅的熔点，亦会因高温造成支承垫的材料(包括铅及橡胶材料)软化，使现有支承垫的强度大幅降低，造成支承垫过大的位移，同时降低了支承垫的支撑能力及吸震效果。 [0004] 有鉴于上述现有支承垫所存在的问题与不足，现有铅制的支承垫已逐渐被禁止使用或者放弃使用，故世界各国极力思考其他吸震的材料或吸能机制，借以解决吸能需求及环保等问题，其中一个方法是拿掉铅制的核心柱，但其结果是所产生的阻尼效果不足，会造成现有支承垫太大的位移量，如果与油压阻尼器等其他阻尼器结合使用时，其所需的费用昂贵，其不仅不符合经济效益，而且需要较大的空间以同时容纳阻尼器及支承垫，相对会造成使用上的困扰，诚有加以改进之处。 发明内容[0005] 因此，有鉴于现有支承垫结构及使用上的缺失及不足，特经过不断的研究与试验，终于发展出一种可改进现有缺失的本发明。 [0006] 本发明的主要目的在于提供一种隔震支承垫，其中该隔震支承垫的核心柱为锌(Zinc)的材料所制成，借此通过各核心柱的变形，以及各第一、二材料层的变形来达到吸震的效果，且非铅制的核心柱可避免因反复的弯曲变形时所产生高热及高温对于核心柱产生功能受损甚至熔化，而对于环境污染造成重大影响，借以提供一种符合环保、阻尼效果佳、保持完整功能、抑制温度升高且吸震效果佳的隔震支承垫。 [0007] 为达上述目的，本发明主要提供一种隔震支承垫，其包含有： [0008] 至少一核心柱，该至少一核心柱为锌所制成的柱状体； [0009] 两支撑板，该两支撑板间隔设置且分别位于该至少一核心柱的两端；以及[0010] 多个第一材料层及多个第二材料层，所述多个第一材料层及第二材料层相互交错设置于该两支撑板之间并包围套设该至少一核心柱。 [0011] 进一步，如所述隔震支承垫，其中所述核心柱的数量为一个。 [0012] 再进一步，如所述隔震支承垫，其中所述核心柱的数量为多个。 [0013] 较佳的是，如所述隔震支承垫，其中所述核心柱穿过所述多个第一材料层及第二材料层。 [0014] 较佳的是，如所述隔震支承垫，其中所述核心柱穿过该两支撑板、所述多个第一材料层及第二材料层。 [0015] 较佳的是，如所述隔震支承垫，其中所述多个第一材料层具有相同或不相同的厚度。 [0016] 较佳的是，如所述隔震支承垫，其中所述多个第二材料层具有相同或不相同的厚度。 [0017] 较佳的是，如所述隔震支承垫，其中于所述核心柱、该多个第一材料层及第二材料层之间设有包覆于所述核心柱外部的束制单元。 [0018] 较佳的是，如所述隔震支承垫，其中于所述核心柱、该多个第一材料层、该多个第二材料层及两该支撑板之间设有包覆于所述核心柱外部的束制单元。 [0019] 较佳的是，如所述隔震支承垫，其中所述核心柱穿过所述多个第一材料层及第二材料层，并穿过一该支撑板厚度的一部分。 [0020] 较佳的是，如所述隔震支承垫，其中所述核心柱穿过所述多个第一材料层及第二材料层，并穿过两该支撑板厚度的一部分。 [0021] 借由上述之技术手段，本发明隔震支承垫至少具有以下的优点及功效： [0022] 吸震效果：本发明隔震支承垫于使用时，该两支撑板分别固设于地面及物体上，当地震发生时，可通过该核心柱的变形，以及各该第一、二材料层的变形来达到吸震的效果，不仅可有效避免地震或环境的震动及能量直接传递至大型物体上而对物体造成损坏，以提供建筑物、桥梁或机器等大型物体一吸震的效果；另外，本发明不需与油压阻尼器等其他阻尼器结合使用，即可提供足够的阻尼效果，可大幅降低所需的费用而符合经济效益，而且不需要额外的空间即可进行安装，使用上相对方便。 [0023] 符合环保：本发明隔震支承垫的核心柱为锌所制成的柱状体，其中，锌为一环保材料且为生物可分解的材料，也是人体维持正常运作所必须的成分，因此，当本发明的隔震支承垫到了使用年限而需要拆解时，也不会造成环境的污染问题，符合环保规定。 [0024] 提升阻尼效果：本发明隔震支承垫使用锌制成所需的核心柱，其中锌具有较高的降伏应力(屈服应力)，其有较高的承载力及较大的阻尼，因此，使用锌所制成的该核心柱不仅能节省材料及减少隔震支承垫的位移量，且能大幅提高其阻尼效果而增强其抗震功能，也同时增加了经济的效益，大幅提升工程应用及经济效益。 [0025] 保持完整功能：本发明隔震支承垫使用锌制成所需的核心柱，其中锌的熔点为420℃，其高于铅的熔点(327℃)，因此，在地震发生过程中，本发明的隔震支承垫吸收地震能量而温度上升时，其温度升高的程度不会达到锌的熔点，因此，本发明的核心柱在地震发生的过程中不会失去其功能，能有效保持该核心柱及该隔震支承垫的完整功能。 [0026] 抑制温度升高：本发明隔震支承垫使用锌制成所需的核心柱，其中由于锌具有较高的比热(Specific Heat)及热传导系数(Coefficient of Thermal Conductivity)，在地震发生的过程中在吸收地震能量后其温度不易升高，因此不会降低该核心柱吸收震动能量的功能。附图说明 [0027] 图1为本发明隔震支承垫第一较佳实施例的立体剖面图。 [0028] 图2为本发明隔震支承垫第一较佳实施例的侧视剖面图。 [0029] 图3为本发明隔震支承垫第一较佳实施例沿图2的3‑3割面线的俯视剖面图。 [0030] 图4为本发明隔震支承垫第二较佳实施例的俯视剖面图。 [0031] 图5为本发明隔震支承垫第三较佳实施例的立体剖面图。 [0032] 图6为本发明隔震支承垫第三较佳实施例的侧视剖面图。 [0033] 图7为本发明隔震支承垫第四较佳实施例的侧视剖面图。 [0034] 图8为本发明隔震支承垫第五较佳实施例的侧视剖面图。 具体实施方式[0036] 本发明是一种安装运用于建筑物、桥梁、机器或仪器设备等物体上的隔震支承垫，请配合参看如图1至3所示的第一较佳实施例，本发明的隔震支承垫主要包含有一核心柱10、两支撑板20、多个第一材料层30以及多个第二材料层40，其中该核心柱10可呈圆形、方形及其他任何可能的几何形状截面，该核心柱10为锌(Zinc)所制成的柱状体，其中锌为一环保的材料且为生物可分解(Biodegradable)的材料，也是人体维持正常运作所必须的成分。 [0037] 前述的两支撑板20分别设于该核心柱10的两端且相互平行设置，又该两支撑板20可呈圆形、方形及其他任何可能的几何形状，其分别可与地面及建筑物、桥梁或机器等大型物体或仪器设备等小型物体相结合，并于两支撑板20中心处分别设置有一对应容置该核心柱10端部的容置孔21，其中该两支撑板20可以螺栓、焊接或铆钉等结合方式与结构物、仪器设备、基础、桥台或楼板相结合，在此不做限制；其中如图1所示于各该支撑板20上设有多个间隔环状设置的螺栓孔60。 [0038] 前述的第一材料层30与第二材料层40相互交错地设置于该两支撑板20之间并包围套设该核心柱10，其中各第一、二材料层30、40可为配合该两支撑板20呈圆形、方形或其他任何可能的几何形状之片体，亦可与该两支撑板20呈不同形状，例如该两支撑板20可呈方形，而前述的第一、二材料层30、40可呈圆形，其中各该第一材料层30与各该第二材料层40是由可变形的材料所制成，并可选用不同的材料，较佳的是，各该第一材料层30可为橡胶、金属或复合材料等材质所制成，而各该第二材料层40则可为金属、橡胶或复合材料等材质所制成，该核心柱10穿过两支撑板20、该多个第一材料层30及该多个第二材料层40。其中各该第一材料层30具有相同厚度或至少一层的厚度与其他层的厚度不相同，各该第二材料层40具有相同厚度或至少一层的厚度与其他层的厚度不相同。 [0039] 借由上述的技术特征，本发明隔震支承垫于使用时，该两支撑板20分别固设于地面及物体上，当地震发生时，可通过该核心柱10的变形，以及各该第一、二材料层30、40的变形来达到吸震的效果，不仅可有效避免地震或环境的震动及能量直接传递至大型物体上而对物体造成损坏，以提供建筑物、桥梁或机器等大型物体一吸震的效果；另外，本发明不需与油压阻尼器等其他阻尼器结合使用，即可提供足够的阻尼效果，可大幅降低所需的费用而符合经济效益，而且不需要额外的空间即可进行安装，使用上相对方便；进一步，该核心柱10为锌(Zinc)所制成的柱状体，其中，锌为一环保材料且为生物可分解的材料(Biodegradable)，也是人体维持正常运作所必须的成分，因此，当本发明的隔震支承垫到了使用年限而需要拆解时，也不会造成环境的污染问题，符合环保规定。 [0040] 再进一步，锌具有较高的降伏应力(Yield Stress，亦称为屈服应力)，其有较高的承载力及较大的阻尼，因此，使用锌所制成的该核心柱10不仅能节省材料及减少隔震支承垫的位移量，且能大幅提高其阻尼效果而增强其抗震功能，也同时增加了经济的效益，大幅提升工程应用及经济效益；加上锌的熔点为420℃，其高于铅的熔点(327℃)，因此，在地震发生过程中，本发明的隔震支承垫吸收地震能量而温度上升时，其温度升高的程度不会达到锌的熔点，因此，本发明的核心柱10在地震发生的过程中不会失去其功能，能有效保持该核心柱10及该隔震支承垫的完整功能；另外，由于锌具有较高的比热及热传导系数，在地震发生的过程中在吸收地震能量后其温度不易升高，因此不会降低该核心柱10吸收震动能量的功能。 [0041] 请配合参看如图4所示本发明隔震支承垫的第二较佳实施例，该第二较佳实施例与图1至图3所示第一较佳实施例的差别在于：该隔震支承垫设置有多个核心柱10，其中各该核心柱10相对该隔震支承垫的圆心呈间隔排列，借由各该核心柱10内的变形来提供阻尼的效果。 [0042] 请配合参看如图5及图6所示本发明隔震支承垫的第三较佳实施例，该第三较佳实施例与图1至图3所示第一较佳实施例的差别在于：在该第三较佳实施例中，该隔震支承垫于该核心柱10、该两材料层30、40及该两支撑板20之间设有一包覆于该核心柱10外部的束制单元50，其中该束制单元50由一能变形或高比热的材料所制成，借以对于该核心柱10提供一束制功能以及一变形的空间或抑制温度上升的功能，较佳的是，该束制单元50为一能变形的软质材料、高比热的材料、高热传导系数的材料、一中空筒体或者一螺旋弹簧。 [0043] 请配合参看如图7所示本发明隔震支承垫的第四较佳实施例，该第四较佳实施例与图1至图3所示第一较佳实施例的差别在于：在该第四较佳实施例中，该隔震支承垫的该核心柱10穿过该两材料层30、40，但并未穿过该两支撑板20。 [0044] 请配合参看如图8所示本发明隔震支承垫的第五较佳实施例，该第五较佳实施例与图1至图3所示第一较佳实施例的差别在于：在该第五较佳实施例中，该隔震支承垫的该核心柱10穿过该两材料层30、40，并穿过该两支撑板20厚度的一部分。 [0045] 借由上述的技术特征，本发明的隔震支承垫，主要是借由各该核心柱10的变形进而提供一阻尼的效果，而且同时配合各第一、二材料层30、40的变形来达到一较佳的吸震效果，避免地震的震动及能量直接传递至大型物体上及仪器设备等小型物体上而对物体造成损坏，且由锌所制成的核心柱10具有较高的熔点、比热及热传导系数，可避免因反复的弯曲变形时所产生高温，对于各该核心柱10产生功能受损甚至熔化而对于环境污染造成重大影响；另外，本发明进一步于各该核心柱10设置该束制单元50，借以提供该核心柱10一束制功能以及一变形的空间或抑制温度上升的功能，借以提升本发明隔震支承垫的隔震功能，提供一符合环保、阻尼效果佳、保持完整功能、抑制温度升高且吸震效果佳之隔震支承垫。 [0046] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中的技术人员，若在不脱离本发明所提技术方案的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术方案内容，均仍属于本发明技术方案的范围内。 |
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