CN100478532C - 水平剪切式三维隔振装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水平剪切式三维隔振装置，属于结构隔震控制与振动控制领域。本装置中的叠层橡胶支座的上、下表面都设置有封钢板(2)，下表面的封钢板(2)与下连接板(1)连接，下连接板(1)与基础相连；上表面的封钢板(2)与导向件(8)连接，导向件(8)的上面设置有上连接板(11)，导向件(8)的导杆部分设置在上连接板(11)的套筒部分的内部。在套筒部分的下表面、导杆部分的外表面设置有四脚碟簧(10)，在四脚碟簧10的四个脚底部与导向件8之间平面接触的部位、在两个部件上都开有凹槽，两个凹槽形成一空腔，在该空腔内注有铅块9。本发明结构简单、易于加工，可适用于隔离轨道交通所诱发建筑物的二次振动。
Description
技术领域
本发明涉及一种水平铅剪切式三维隔振装置，主要用于房屋及桥梁等建筑物的基础隔振，属于结构隔震控制与振动控制领域。
背景技术
轨道交通会诱发周围建筑物的二次振动，这种振动会影响到人们的正常生活。目前国内外对轨道交通诱发的环境振动多从振源入手，而对建筑物基础隔振装置的研究很少。地震动本身具有多维特性，目前三维基础隔震装置主要为铅芯叠层橡胶支座与厚橡胶叠层橡胶支座或碟形弹簧的串联组合装置。三维隔震装置把建筑物上部结构和地基基础“隔离”，改变上部结构的动力特性，可以极大地减轻地震对上部结构的动力作用，从而达到“以柔克刚”的减震效果。在水平方向上铅芯叠层橡胶支座隔震是一种较为成熟的工程水平隔震技术，通过铅芯的剪切变形提供阻尼力，耗散水平方向地震能量。在竖直方向上厚橡胶叠层橡胶支座或碟形弹簧只能降低结构的竖向刚度，并未提供竖向阻尼，这将不能有效地耗散地震的竖向能量，而且不能抑制共振区的放大作用。
发明内容
本发明提供一种水平铅剪切式三维隔振装置，本装置不仅能有效地提供竖向阻尼，抑制共振放大作用，而且能够结合轨道交通振源的特点，应用于隔离环境振动之中。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。本装置主要包括有铅芯叠层橡胶支座、下连接板1、上连接板11、导向件8，其中，在铅芯叠层橡胶支座的上、下表面都设置有封钢板2，铅芯叠层橡胶支座下表面的封钢板2与下连接板1连接，下连接板1上设置有用于与基础相连的螺栓孔；铅芯叠层橡胶支座上表面的封钢板2与导向件8连接，导向件8的上面设置有上连接板11，导向件8上表面中心位置的导杆部分设置在上连接板11下表面中心位置的套筒部分的内部，上连接板11与建筑物的上部结构相连，其特征在于：在套筒部分的下表面、导杆部分的外表面设置有N脚碟簧10，N脚碟簧10的上端为圆环形平台，沿该圆环形平台的圆周延伸出N个脚，N个脚底部有一平台与导向件8之间平面接触，在N个脚和导向件8相接触的部位、在两个部件上都开有凹槽，两个部件的凹槽相互配合形成一空腔，在该空腔内注有铅块9。
所述的N为4或8且沿圆环形平台的圆周均匀分布。
N脚碟簧10是由碟形弹簧改进而来。将碟形弹簧的上端改为一圆环形平台，下端改为N脚支撑，将N个脚做成平面，与导向件8之间有足够的接触面积。当有竖向振动时，竖向位移通过上连接板11的套筒部分传递给N脚碟簧的圆环形平台，使N脚碟簧10的N个脚产生水平方向的滑动，这种滑动带动铅块水平剪切变形，从而为本整个隔振装置提供竖向阻尼力。
由于本发明主要应用于载荷相对较轻的建筑中，通过选择碟形弹簧的厚度，使用单个碟形弹簧便可提供适宜的竖向刚度，这样可使整个装置高度得到控制，从而能够安全稳定的工作。该装置通过对N脚碟簧参数的改变对其竖向刚度进行调节，并通过改变凹槽面积，从而改变铅块的水平剪切面积，对竖向阻尼进行调节，以达到有效隔离振动的目的。对于轨道交通诱发建筑物的二次振动，以竖向振动为主。本发明能够有效的控制轨道交通诱发建筑物的竖向振动和地震引起的水平振动，同时可以一定程度上减小地震动引起建筑物的竖直方向的振动。
本发明的有益效果：在对碟形弹簧构造做一定改动后，提高了弹簧下端的水平位移，从而可使N脚处的铅块产生较大的水平剪切变形，提高竖向隔振能力，减小结构的竖向动力反应；本发明中的铅剪切阻尼器位于碟簧与导向件内部，既可以节省空间，在设计、加工和安装上也较为有利；本发明的结构简单、性能稳定、实用性强，应用范围广泛，可适用于隔离轨道交通所诱发建筑物的二次振动，以及现有三维隔震装置所适用的任何场合以隔离地面震动，减小结构的动力反应。
附图说明
图1本发明的纵剖面构造图
图2图1的A-A剖面图
图中：1、下连接板，2、封钢板，3、铅芯，4、六角螺栓，5、薄钢板，6、橡胶层，7、外包橡胶，8、导向件，9、铅块，10、N脚碟簧，11、上联结板。
具体实施例
下面将结合图1～图2对本实施例作进一步说明，实例中采用四脚弹簧。
如图1所示，本实施例由铅芯叠层橡胶支座与四脚碟簧10串联而成的三维隔振装置。铅芯叠层橡胶支座下部的封钢板2通过六角螺栓4与下连接板1相联，下连接板1上设置有用于与基础相连的螺栓孔。铅芯叠层橡胶支座上部的封钢板通过六角螺栓4与导向件8相联。导向件8的上面设置有上连接板11。导向件8的导杆部分设置在上连接板11的套筒部分的内部，上连接板11与建筑物的上部结构相连。在套筒部分的下部、导杆部分的外部设置有四脚碟簧10。该四脚碟簧10的上端为圆环形平台，沿该圆环形平台的圆周延伸出四个脚，四个脚底部设置有一平台与导向件8之间平面接触。在四角碟簧10的四个脚和导向件8相接触的位置、在两个部件上同一水平位置都开有凹槽，两个部件的凹槽相互配合形成一空腔，在该空腔内注有铅块9。
导向件8是四脚碟簧10的导向装置，同时提供竖向隔振装置的水平刚度，它的直径略小于四脚碟簧10的内径，以方便四脚碟簧10的安装。四脚碟簧10的四个脚作成平面且应与导向件8有足够的接触面积。四脚碟簧10与上连接板11的边缘有一定的空隙，以保证四脚碟簧的水平位移。上连接板11与建筑物的上部结构相联，将建筑物的自重通过其与四脚碟簧10接触的表面传递到基础。上连接板11的套筒部分有足够的厚度这样既可以提高本装置的水平刚度又可以保证其与四脚碟簧10的接触面积。上连接板11的圆柱曲面将整个竖向隔振装置包住，并与导向件8的边缘接触增加了本装置的水平刚度。
Claims (2)
1、一种水平剪切式三维隔振装置，主要包括有铅芯叠层橡胶支座、下连接板(1)、上连接板(11)、导向件(8)，其中，在叠层橡胶支座的上、下表面都设置有封钢板(2)，叠层橡胶支座下表面的封钢板(2)与下连接板(1)连接，下连接板(1)上设置有用于与基础相连的螺栓孔；叠层橡胶支座上表面的封钢板(2)与导向件(8)连接，导向件(8)的上面设置有上连接板(11)，导向件(8)的导杆部分设置在上连接板(11)的套筒部分的内部，其特征在于：在套筒部分的下表面、导杆部分的外表面设置有N脚碟簧(10)，N脚碟簧(10)的上端为圆环形平台，沿该圆环形平台的圆周延伸出N个脚，N个脚底部与导向件(8)之间平面接触，在N个脚和导向件(8)相接触的部位、在两个部件上都开有凹槽，两个部件的凹槽相互配合形成一空腔，在该空腔内注有铅块(9)。
2、根据权利要求1所述的水平剪切式三维隔振装置，其特征在于：所述的N为4或8。
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