CN101525953B - 螺旋弹簧摩擦摆复合隔震器 - Google Patents

Abstract

螺旋弹簧摩擦摆复合隔震器。从已经取得的地震记录可以看出，每一地震记录都有其特定的优势频率，即在某些频率上具有丰富的能量。普通非隔震多层建筑物的刚度大、周期短，其基本周期正好在地震输入能量最大的频段上，因此相应的加速度反应比地面运动大得多。如果使结构运动的频率错过这些含能量丰富的优势频率，就可以减少结构的地震响应。本装置的组成包括：金属圆柱形螺旋弹簧4，金属圆柱形螺旋弹簧4上部伸入到聚四氟乙烯空心圆杆5内，聚四氟乙烯空心圆杆5上部为凸形球面6，凸形球面6通过聚四氟乙烯薄板7与上承板9相接触，聚四氟乙烯薄板7与上承板9的接触面为光滑球面，光滑球面的边缘焊接有环形限位器8，上承板9通过上预埋钢筋11与上承台梁10相连，金属圆柱形螺旋弹簧4固定在下承台板3上，下承台板3通过下预埋钢筋1与下承台梁2相连。本发明可以用来抵御未来可能发生的强烈地震动。

Description

螺旋弹簧摩擦摆复合隔震器

技术领域：

本发明涉及一种螺旋弹簧摩擦摆复合隔震器。

背景技术：

从已经取得的地震记录可以看出，由于地震发生机制、距离远近和场地土层性质的不同，每一地震记录都有其特定的优势频率，即在某些频率上具有丰富的能量。普通非隔震多层建筑物的刚度大、周期短，其基本周期正好在地震输入能量最大的频段上，因此相应的加速度反应比地面运动大得多。如果使结构运动的频率错过这些含能量丰富的优势频率，就可以减少结构的地震响应。

发明内容：

本发明的目的是提供一种螺旋弹簧摩擦摆复合隔震器。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种螺旋弹簧摩擦摆复合隔震器，其组成包括：下承台板、下承台梁、上承板、上承台梁和固定在下承台板上的金属圆柱形螺旋弹簧，所述的下承台板通过下预埋钢筋与所述的下承台梁相连，所述的螺旋弹簧上部伸入到聚四氟乙烯凸形球面空心圆杆内，所述的上承板通过上预埋钢筋与所述的上承台梁相连，所述的上承板下表面为光滑球面，所述的聚四氟乙烯空心圆杆的凸形球面通过聚四氟乙烯薄板与所述的上承板的光滑球面相接触，所述的上承板底面安装有环形限位器，所述的聚四氟乙烯空心圆杆的凸形球面半径与上承板的光滑球面一致，但凸形球面弦长要控制在上承板光滑球面弦长的1/3～1/4。

这个技术方案有以下有益效果：

1、螺旋弹簧摩擦摆复合隔震器可以设置在建筑物的底部与基础的顶面之间，也可以设置在基础底部，使上部结构与固结在地基中的基础分离，延长结构的自振周期。如果建筑物的阻尼不变，则加速度反应被大大降低，从而减少结构的地震反应，阻碍地震波向上部结构传播，降低或消除了结构构件的损坏，更好地保证了建筑物的安全，达到结构“大震不倒”的目的。因此本发明可以用来抵御未来可能发生的强烈地震动。

2、螺旋弹簧摩擦摆复合隔震装置的滑动面为球面，结构自重及竖向地震作用由螺旋弹簧的恢复力提供。螺旋弹簧摩擦摆隔震器特有的圆弧滑动面使其具有自限、自复位功能和良好的振动稳定性，无需附设阻尼向心机构，使其在实际应用中更为简便，增加隔震装置的可靠度。

3、金属圆柱形螺旋弹簧还能有效抵御竖向地震作用，有效弥补了一般摩擦摆隔震装置只能抵御水平地震作用的缺点

4、本发明对结构形式和层数没有特别限制，施工简便，但有下述适用条件：

(1)有较完整的承台梁。

(2)上部结构构造连接(如圈梁、构造柱等)较多

附图说明：

附图1是本产品的结构示意图。附图标记说明如下：

1——下预埋钢筋；2——下承台梁；3——下承台板；4——金属圆柱形螺旋弹簧；5——聚四氟乙烯空心圆杆；6——凸形球面；7——聚四氟乙烯薄板；8——环形限位器  9——上承板；10——上承台梁；11——上预埋钢筋

具体实施方式：

实施例1：

螺旋弹簧摩擦摆复合隔震器，其组成包括，金属圆柱形螺旋弹簧4，金属圆柱形螺旋弹簧4上部伸入到聚四氟乙烯空心圆杆5内，聚四氟乙烯空心圆杆5上部为凸形球面6，凸形球面6通过聚四氟乙烯薄板7与上承板9相接触，金属圆柱形螺旋弹簧4固定在下承台板3上，下承台板3通过下预埋钢筋1与下承台梁2相连。

实施例2：

上述的螺旋弹簧摩擦摆复合隔震器，所述的上承板9下表面为光滑球面，所述的上承板9通过上预埋钢筋11与上承台梁10相连，当装置本体(螺旋弹簧4、聚四氟乙烯空心圆杆5)顶面相对上承板9的球面滑动后，上部结构的重力会给顶帽提供一个回到原平衡位置的恢复力，所述的聚四氟乙烯空心圆杆5的凸形球面6半径与上承板9光滑球面一致，但凸形球面弦长要控制在上承板弦长的1/3～1/4。

工作过程描述：

上述的螺旋弹簧摩擦摆复合隔震器，对于新建房屋，在设计时要考虑隔震装置上下各需要一层承台梁，保证隔震层上下各成整体。

当中强地震发生时，隔震装置的水平刚度较小，聚四氟乙烯空心圆杆5与聚四氟乙烯薄板7之间的摩擦力很小，结构在该层上下发生水平柔性滑动，使“刚性”的抗震体系变为“柔性”的隔震结构体系，其自振周期大大延长(例如T＝2～4s)，远离上部结构的自振周期(Ts＝0.2～1.2s)和场地特征周期(Tg＝0.2～1.0s)，从而把地面振动有效地隔开，明显地降低上部结构的地震反应。金属圆柱形螺旋弹簧4不仅能有效抵御竖向地震作用，同时还具有弹性变形、弹性恢复、承担竖向荷载和消耗地震能量的特性。

螺旋弹簧摩擦摆复合隔震器的作用是：一方面支撑建筑物的全部重量，另一方面能延长建筑物的自振周期，使结构的基频处于高能量地震频率范围之外，从而能够有效地降低建筑物的地震反应。摩擦摆隔震装置在支撑建筑物时不仅不能丧失它的承载能力，而且还要能够承受基础与上部结构之间的较大位移。

对于隔震加固工程应采取隔震装置后安装方式。切断隔断层部分的桩、柱或墙壁后再安装隔震装置，此时必须针对房屋基础周边回填土开挖后将出现的危险情况对房屋整体或局部进行必要的临时支撑、防护，保证施工安全；对施工顺序、施工精度、施工中的抗震对策等做好设计。

如果是桩基础部分的隔震加固工程，可按下列顺序安装隔震装置：

(1)开挖基坑，在建筑物周围挖掘下部基础；

(3)打设承压板，安装临时支撑结构，切断桩、柱；

(4)安装金属预埋件和隔震装置；

(5)撤走临时支撑；

(6)基础土方回填、夯实。

Claims (1)

1.一种螺旋弹簧摩擦摆复合隔震器，其组成包括：下承台板、下承台梁、上承板、上承台梁和固定在下承台板上的金属圆柱形螺旋弹簧，所述的下承台板通过下预埋钢筋与所述的下承台梁相连，所述的螺旋弹簧上部伸入到聚四氟乙烯凸形球面空心圆杆内，所述的上承板通过上预埋钢筋与所述的上承台梁相连，所述的上承板下表面为光滑球面，所述的聚四氟乙烯空心圆杆的凸形球面通过聚四氟乙烯薄板与所述的上承板的光滑球面相接触，所述的上承板底面安装有环形限位器，所述的聚四氟乙烯空心圆杆的凸形球面半径与上承板的光滑球面一致，但凸形球面弦长要控制在上承板光滑球面弦长的1/3～1/4。