CN101864774B - 刚度可调节橡胶隔震垫 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种刚度可调节橡胶隔震垫，包括上端板、下端板、钢板单元和橡胶单元，钢板单元和橡胶单元交错叠装，组成叠层单元，叠层单元的顶部放置有上端板，底部放置有下端板，上端板和下端板结构相同，上端板顶部和下端板底部分别开有凹槽，凹槽的形状和大小与叠层单元一致，凹槽里面按照中心对称方式布置有螺栓孔；叠层单元按照中心对称方式布置有刚度调节螺栓孔，上端板和下端板的四周开有锚栓孔，刚度调节螺栓依次穿过上端板的螺栓孔，刚度调节螺栓孔以及下端板的螺栓孔。本发明具有刚度可调节、适用范围广、制造工艺简单、运输方便和应用灵活的优点，适合工厂标准化大批量生产和按使用方的需求调节安装，可适用于结构及设备抗震，尤其是一些负载小、现场调试频繁的特种工业设备的抗震、减震和隔震。

Description

刚度可调节橡胶隔震垫

技术领域

本发明涉及一种刚度可调节橡胶隔震垫。 

背景技术

地震给各种建筑结构及设备带来严重破坏，将导致整个社会生活陷入瘫痪。基础隔震技术是目前工程中应用最多的一种减震控制技术，它是20世纪60年代出现的一项新技术。基础隔震可以分为夹层橡胶垫隔震装置、铅芯橡胶支座、滚珠(或滚轴)隔震、悬挂基础隔震、摇摆支座隔震、滑动支座隔震等多种，其中橡胶支座隔震技术是隔震技术中应用最广、技术最成熟的一种，它具有减震机理明确、减震效果显著、施工与安装方便等特点，而且已有多项工程在实际地震中经受考验，正受到越来越多国家的重视。 

隔震结构是通过隔震层将地震作用隔离从而保护上部结构的一种被动减震结构形式。隔震结构主要是通过延长结构的基本周期而使得进入上部结构的加速度大大降低，从而达到隔离地震的目的。 

世界上首座使用铅芯橡胶支座的建筑是1971年在新西兰建造的惠灵顿William Clayton大楼，这是一座四层高的钢筋混凝土结构办公楼，紧靠惠灵顿断层。1972年日本建成第一座现代隔震建筑，是一座两层民宅。1975年，美国建成的加州圣丁司法事物中心是美国的第一座隔震建筑，也是世界上第一座采用高阻尼橡胶隔震支座的建筑。 

如今铅芯橡胶垫的优点已得到广泛的认同，许多国家都采用这项技术设计建造楼房、桥梁等建筑物。现在，日本基础隔震建筑不仅用于中层、低层，而且随着对基础隔震高层和超高层建筑的需求，日本近期建成或正在建造一批基础隔震高层和超高层建筑，如东京杉并花园城、大阪DT办公楼、大阪楠叶塔楼城。联合国工业发展组织(UNIDO)将它列入了发展中国家低价格住房天然橡胶隔震系统研究项目，在中国的广东汕头、印度尼西亚的爪哇岛、意大利的Reggio Calabria和智利的圣地亚哥建成示范性房屋。铅芯橡胶垫还被用于建筑物的加固。美国犹他州盐湖政府大楼是一所建于1794年的五层无配筋砖石结构建筑，离Wasatch断层只有3km，很容易为地震所破坏。该楼就采用了在基础下组合安装合成橡胶支座与铅芯橡胶支座隔震的加固方案。新西兰议会大楼是用铅心橡胶垫加固建筑物的另一个重要例子。 

进入20世纪70年代，隔震研究逐渐在我国得到重视，夹层橡胶垫技术逐渐为众多学者认识研究。同时，针对我国的国情，研究的重点集中在以砌体结构为主要应用对象的隔震结构上。橡胶支座技术应用情况有：1993年在河南安阳用自主开发的铅芯橡胶支座建造的一座底框住宅楼。1994年，又在四川冕宁建成一座八层框架隔震综合楼。1995年～1996年又陆续在广东、云南、四川、陕西等地兴建了一批隔震建筑。从1995年开始，橡胶支座隔震建筑开始在各地推广，建筑面积明显增加。这些隔震建筑取得了较好的效果。GB5001122001建筑抗震设计规范的第十二章对隔震结构做了较为详尽的规定。

可以看出，采用橡胶隔震支座的隔震体系在试验与理论研究及工程应用方面正在世界多个国家迅速发展，这种隔震体系主要采用橡胶隔震支座作为隔震装置，单独或与阻尼器共同作用，形成有效隔震层，吸收并消耗地震能量。 

但是目前的橡胶隔震支座是针对特定结构或设备进行单独设计，没有考虑到结构或设备的类型及构造的多样性，特别是特种工业设备刚度不同而对隔震支座的特殊要求，因此有必要提出一种成本低，能批量生产，而且可以针对不同的结构或设备进行刚度调整的隔震系统。 

发明内容

基于目前现有的橡胶隔震垫类型，本发明的目的在于提出一种刚度可调节橡胶隔震垫。本发明制作标准化，连接方式简单，可以根据被隔震的结构或设备的不同调整其水平刚度，并可以起到很好的抗震效果。 

本发明提出的一种刚度可调节橡胶隔震垫，包括上端板1、下端板2、钢板单元3和橡胶单元4，其中：钢板单元3和橡胶单元4交错叠装，组成叠层单元，叠层单元的顶部放置有上端板1，底部放置有下端板2，上端板1和下端板2结构相同，上端板1顶部和下端板2底部分别开有凹槽，凹槽的形状和大小与叠层单元一致，凹槽里面按照中心对称方式布置有螺栓孔6；叠层单元按照中心对称方式布置有刚度调节螺栓孔，上端板1和下端板2的四周开有锚栓孔7，刚度调节螺栓5依次穿过上端板1的螺栓孔，刚度调节螺栓孔6以及下端板的螺栓孔。 

本发明中，上端板1和下端板2的凹槽均位于外侧。 

本发明中，上端板1、下端板2、钢板单元3和橡胶单元4均为矩形结构。 

本发明中所有组件都可以进行标准化批量生产，不需定制，成本较低。 

本发明中，钢板单元和橡胶单元交错叠装，两端安装端板；端板的凹槽朝外侧，凹槽的形状和大小跟中部叠层单元一致，凹槽里面按照中心对称方式布置有螺栓孔；刚度调节螺栓穿过端板和中部叠层单元上的较小螺栓孔，其面积和强度主要取决于罕遇地震作用下结构或设备的底部剪力大小。 

与现有技术相比，本发明具有有益的效果是，本隔震垫可以标准化生产，成本低，而且不需要对每个结构或者设备去定制隔震垫，有利于推广。 

附图说明

图1是刚度可调节橡胶隔震垫的上端板或下端板平面图及侧面图。其中：(a)为平面图，(b)为侧面图。 

图2是钢板单元和橡胶单元组成的叠层单元的平面图。 

图3是刚度可调节橡胶隔震垫的三维结构图示。其中：(a)为去掉顶部上端板的隔震垫结构图示，(b)为无刚度调节螺栓的隔震垫结构图示，(c)为有刚度调节螺栓的隔震垫结构图示。 

图中标号：1为上端板，2为下端板，3为钢板单元，4为橡胶单元，5为刚度调节螺栓，6为上端板或下端板的螺栓孔，7为上端板或下端板的锚栓孔。 

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。 

实施例1：如图1所示，在刚度可调节橡胶隔震垫中，上端板1和下端板2呈矩形结构，其外侧面均开有凹槽，凹槽的形状和大小与叠层单元一致；上端板1和下端板2边上(凹槽外)有4个比较大的锚栓孔7，用来和基础或者上部结构进行锚固；上端板1和下端板凹槽中的四个较小螺栓孔6用来安装刚度调节螺栓5。 

如图2所示，在刚度可调节橡胶隔震垫中，钢板单元和橡胶单元交替叠装，组成叠层单元，叠层单元呈矩形结构，按照中心对称方式布置有四个螺栓孔6；四个较小的螺栓孔用以安装刚度调节螺栓5。 

如图3所示，在刚度可调节橡胶隔震垫中，钢板单元3和橡胶单元4交错叠装，组成叠层单元，叠层单元两端安装有上端板1和下端板2；刚度调节螺栓依次穿过上端板的螺栓孔6、中部叠层单元上的较小螺栓孔6以及下端板的螺栓孔6，将三者连接起来，螺杆长度小于隔震垫的整体高度，以容纳由于结构或设备自重造成橡胶垫竖向变形；上端板1和下端板2上的凹槽深度大于刚度调节螺栓的螺母厚度。刚度调节螺栓5穿过钢板单元和橡胶单元，可以通过调节刚度调节螺栓5的松紧程度来控制橡胶单元和钢板单元之间的摩擦力，进而调节橡胶隔震垫的水平刚度。刚度调节螺栓5按中心对称的方式布置，所有刚度调节螺栓的松紧程度一致，刚度调节螺栓5的面积和强度与地震时隔震垫所受的水平剪力有关。刚度调节螺栓5的松紧程度可以通过扭矩扳手测到的力矩来度量，而隔震垫得水平刚度与螺栓松紧程度之间的对应关系可以通过实验室进行标定，也即隔震垫的水平刚度与扭矩扳手测到的力矩有明确对应关系。 

Claims (3)

1.一种刚度可调节橡胶隔震垫，包括上端板(1)、下端板(2)、钢板单元(3)和橡胶单元(4)，其特征在于钢板单元(3)和橡胶单元(4)交错叠装，组成叠层单元，叠层单元的顶部放置有上端板(1)，底部放置有下端板(2)，上端板(1)和下端板(2)结构相同，上端板(1)顶部和下端板(2)底部分别开有凹槽，凹槽的形状和大小与叠层单元一致，凹槽里面按照中心对称方式布置有螺栓孔(6)；叠层单元按照中心对称方式布置有刚度调节螺栓孔(6)，上端板(1)和下端板(2)的四周开有锚栓孔(7)，刚度调节螺栓(5)依次穿过上端板(1)的螺栓孔，刚度调节螺栓孔(6)以及下端板的螺栓孔；螺杆长度小于隔震垫的整体高度，上端板(1)和下端板(2)上的凹槽深度大于刚度调节螺栓(5)的螺母厚度。

2.根据权利要求1所述的刚度可调节橡胶隔震垫，其特征在于上端板(1)和下端板(2)的凹槽均位于外侧。

3.根据权利要求1所述的刚度可调节橡胶隔震垫，其特征在于上端板(1)、下端板(2)、钢板单元(3)和橡胶单元(4)均为矩形结构。

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