CN101725190B - 复合三维隔震支座 - Google Patents

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Abstract

一种复合三维隔震支座，包括水平隔震支座，在水平隔震支座上竖向隔震器，竖向隔震器包括基座，在基座上设有竖向铅挤压阻尼器及对称布置的水平铅挤压阻尼器，且竖向铅挤压阻尼器的设置位置高于水平铅挤压阻尼器；水平铅挤压阻尼器包括设在基座上的水平隔间，在隔间上水平滑动连接有A型突轴并在隔间内填有阻尼材料；竖向铅挤压阻尼器包括设在基座上的竖向隔间，在隔间上竖向滑动连接有B型突轴并在竖向隔间内填充有阻尼材料，在A型突轴与B型突轴之间设有传动连杆，并且传动连杆的两端分别与A型突轴的一端及B型突轴的一端转动连接，在竖向铅挤压阻尼器上同心匹配蝶形弹簧组，在蝶形弹簧组设有上联板且上联板与B型突轴的另一端连接。

Description

复合三维隔震支座
技术领域
本发明为一种三向建筑隔震支座的构造措施，解决目前普通隔震支座无法有效解决的竖向隔震问题，涉及一种复合三维隔震支座。
背景技术
隔震支座是近些年来发展的一种用于建筑结构底部的消能减震(振)技术，其特点是有效隔断水平地震作用力经基础传递至上部结构，以此减小上部结构的水平振动因而有效保护了上部结构。现有产品有铅芯橡胶隔震支座，即由多层薄钢板和橡胶片交替叠合经热硫化而成并在其中心孔压入铅棒。现有种类繁多的隔震支座产品已经广泛应于多、高层结构的隔震中。多维地震(三个平移自由度和三个旋转自由度)的研究虽已取得某些突破性进展，但应用于实践较少；目前较为成熟应用于实际工程结构地震计算分析的理论水平已达三维(三个平移自由度)，故针对结构三维地震的隔震研究尤为重要。三维地震作用下，由于建筑结构竖向刚度要求和竖向隔震的冲突，目前用于竖向隔震的装置较少，并且现阶段的研究、试验多局限于两个水平方向的地震隔震。本发明在传统水平隔震支座的基础上，构造一种能够用于三维隔震的复合支座，是解决结构竖向隔震难题的一种有效方式。
发明内容
本发明提供一种结构紧凑并能降低隔震支座高度、提高隔震效果的复合三维隔震支座。
一种复合三维隔震支座，包括：水平隔震支座，在水平隔震支座上设有竖向隔震器，所述竖向隔震器包括：基座，在基座上设有竖向铅挤压阻尼器及对称布置的水平铅挤压阻尼器，且竖向铅挤压阻尼器的设置位置高于水平铅挤压阻尼器；所述水平铅挤压阻尼器包括设在基座上的水平隔间，在隔间上水平滑动连接有A型突轴并在隔间内填充有阻尼材料；所述竖向铅挤压阻尼器包括设在基座上的竖向隔间，在隔间上竖向滑动连接有B型突轴并在竖向隔间内填充有阻尼材料；在A型突轴与B型突轴之间设有传动连杆，并且传动连杆的两端分别与A型突轴的一端及B型突轴的一端转动连接；在竖向铅挤压阻尼器上同心匹配蝶形弹簧组，在蝶形弹簧组设有上联板且上联板与B型突轴的另一端连接。
传统隔震支座仅仅在水平方向上起到隔震的作用，但其竖向因承载结构自重，故其竖向刚度很大，无法隔离地震对结构的竖向作用。通过构造转换装置将竖向振动转换成水平振动，并设置相应阻尼部件，以此解决传统支座无法竖向隔震的难题。本装置原理清晰，性能稳定，可广泛应用于结构的三维隔震。
三向地震荷载作用下，水平方向上的两个作用分量通过支座上下联板间水平向相对位移，以此隔断水平方向上传递至上部结构的大部分动力荷载。蝶形弹簧组因竖向地震作用产生变形，一方面以弹性势能的形式存储部分能量；另一方面，研究表明，蝶形弹簧组通过接触面的摩擦亦可消耗一定的能量。目前有的三维隔震支座的竖向耗能装置仅依靠蝶形弹簧组变形耗能，显然其竖向耗能能力相对有限，本发明在此基础上增加考虑A型突轴、B型突轴与阻尼材料间的相对运动耗能消耗部分竖向振动能量。传动连杆将B型突轴的竖向运动分量转换成A型突轴的水平运动：一方面，B型突轴竖向与阻尼材料间往复相对运动可以耗能；另一方面，两个A型突轴在水平向上与阻尼材料的往复相对运动消耗能量。
本发明提供了一种构造简单的三维隔震支座，通过在传统水平隔震支座上附加垂直--水平转换措施和附加阻尼装置，有效解决目前结构竖向隔震的问题的一条途径。通过正交方向上垂直-水平位移连杆转化，将竖向往复运动转换为水平运动，具有结构紧凑、稳定性好的特点：一方面可以有效利用水平反复位移增加耗能装置；另一方面采用水平放置的耗能装置可有效降低隔震支座的总体高度，有利于提高支座的稳定性。该支座可广泛应用于多、高层建筑结构的三维隔震，并具有良好的经济性。
附图说明
下面结合附图和实施方式进一步对本发明进行说明。
图1为复合三维隔震支座剖面；
图2(a)为基座立面图；
图2(b)为基座平面图；
图2(c)为基座三视图；
图3为突轴与传动连杆装配示意图；
图4为上联板示意图；
图5为A型突轴示意图；
图6为B型突轴图；
图7为传动连杆示意图；
以上的图中有：水平隔震支座1、A型突轴2、基座3、蝶形弹簧组4、传动连杆5、B型突轴6、上联板7、防护罩8、阻尼填充材料9、水平阻尼器10、竖向阻尼器11、水平隔间12、竖向隔间13、凸缘14。
具体实施方式
一种复合三维隔震支座，包括：水平隔震支座1，在水平隔震支座1上竖向隔震器，所述竖向隔震器包括：基座3，在基座3上设有竖向铅挤压阻尼器11及对称布置的水平铅挤压阻尼器10，且竖向铅挤压阻尼器11的设置位置高于水平铅挤压阻尼器10，所述水平铅挤压阻尼器10包括设在基座3上的水平隔间12，在隔间12上水平滑动连接有A型突轴2并在隔间12内填充有阻尼材料9，所述竖向铅挤压阻尼器11包括设在基座3上的竖向隔间13，在隔间13上竖向滑动连接有B型突轴6并在竖向隔间13内填充有阻尼材料，在A型突轴2与B型突轴6之间设有传动连杆5，并且传动连杆5的两端分别与A型突轴2的一端及B型突轴6的一端转动连接，在竖向铅挤压阻尼器11上同心匹配蝶形弹簧组4，在蝶形弹簧组4设有上联板7且上联板7与B型突轴6的另一端连接；所述的在B型突轴6上设有兼有对B型突轴6限位的凸缘，并且，B型突轴6通过凸缘与传动连杆实现转动连接。
如图1所示，基座3位于水平隔震支座1正上方并与其顶板通过螺栓连接；A型突轴2装配至水平隔间12限位孔中；B型突轴6装配至竖向隔间11限位孔中；水平隔间12与竖向隔间内填阻尼材料9；A型突轴2与B型突轴6各自一端分别与传动连杆5端部销接，如图3所示；基座3上部竖向阻尼器11与蝶形弹簧组4同心匹配；蝶形弹簧组4由多片蝶形弹簧单片按照一定形式叠合而成，经预压后，其上端部与上联板7接触顶紧；防护罩8下周圈与基座3外边缘焊接连接；上联板7中心孔与B型突轴6顶部匹配并焊接固定。
蝶形弹簧组4的刚度、数量以及叠放形式需根据支座竖向承载力设计要求选取；水平隔震支座1可以根据上部荷载、上部建筑地震作用下允许变位以及现行隔震支座相关规定设计，一般可以直接采用目前较为成熟的铅芯橡胶隔震支座设计方法进行。A型突轴2和B型突轴6的设计根据为竖向阻尼输出力要求以及相关构件的强度、刚度要求。

Claims (2)

1.一种复合三维隔震支座，包括：水平隔震支座(1)，其特征在于，在水平隔震支座(1)上设有竖向隔震器，所述竖向隔震器包括：基座(3)，在基座(3)上设有竖向铅挤压阻尼器(11)及对称布置的水平铅挤压阻尼器(10)，且竖向铅挤压阻尼器(11)的设置位置高于水平铅挤压阻尼器(10)，所述水平铅挤压阻尼器(10)包括设在基座(3)上的水平隔间(12)，在水平隔间(12)上水平滑动连接有A型突轴(2)并在水平隔间(12)内填充有阻尼材料(9)，所述竖向铅挤压阻尼器(11)包括设在基座(3)上的竖向隔间(13)，在竖向隔间(13)上竖向滑动连接有B型突轴(6)并在竖向隔间(13)内填充有阻尼材料，在A型突轴(2)与B型突轴(6)之间设有传动连杆(5)，并且传动连杆(5)的两端分别与A型突轴(2)的一端及B型突轴(6)的一端转动连接，在竖向铅挤压阻尼器(11)上同心匹配蝶形弹簧组(4)，在蝶形弹簧组(4)上设有上联板(7)且上联板(7)与B型突轴(6)的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的复合三维隔震支座，其特征在于，在B型突轴(6)上设有兼有对B型突轴(6)限位的凸缘(14)，并且，B型突轴(6)通过凸缘(14)与传动连杆(5)实现转动连接。
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