CN101929517B - 一种碟形弹簧组结构的减震装置 - Google Patents

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一种碟形弹簧组结构的减震装置，涉及建筑物减震、隔震装置，包括碟形弹簧组、垫片、连接碟形弹簧组内导向、连接碟形弹簧组螺杆螺帽套及连接碟形弹簧组的活动块，该夹层钢板橡胶垫与夹层钢板橡胶垫下部固接的底板构成水平隔震器，其特征在于：所述水平隔震器上部固接有连接板，在所述连接板上部装有竖向隔震器；所述竖向隔震器包括一个下端与该连接板固定的套筒，套筒内设置有主碟形弹簧组、辅助碟形弹簧组和粘弹性阻尼器；所述主碟形弹簧组位于导向中心，该辅助碟形弹簧组和该粘弹性阻尼器交错布置在以主碟形弹簧组为圆心的大圆上，主碟形弹簧组及每个辅助碟形弹簧组其内均设置有与上述连接板固定的导向筒，主碟形弹簧组上下端均装有固定的螺杆和螺帽，每个粘弹性阻尼器的芯柱的下部均与上述连接板固定，顶板和底部分别置于所述竖向隔震器的上、下端。

Description

一种碟形弹簧组结构的减震装置
技术领域
本发明涉及建筑物减震、隔震装置，具体是一种碟形弹簧组结构的减震装置。
背景技术
目前，弹簧在很多行业中都有运用到，一些高质量，高标准的行业由于没有成功的示例，人们一直处于摸索状态，并没有使用其特殊的功能，碟型弹簧就是其中的一项，在国内特殊的建筑物由于应用碟型弹簧没有成功的示例，人们都不敢使用，担心会承受不了那么大的建筑物。
直到现在在做的减震装置都是通过橡胶物来达到减震的目的，而橡胶的对大型建筑物的防震级别有限，而且使用寿命也不是很长。因此，国内一些建筑师和国外一些专家通过不断摸索，通过实验和分析，一种碟型弹簧组的结构也能满足其要求，并且通过合理选材及设计和安装，逐步能达到人们所需要的效果，由于人们没有用过碟型弹簧组在这么大型的建筑物上使用，一些担心又成为建筑师们的忧虑，为了消除这种忧虑，沈阳远大设计师和上海核工公司两个单位，又通过碟型弹簧的竖向减震装置的性能试验系统和地震中的Koyna和松潘主震两个不同的地方的事例来说明碟形弹簧在竖向地震中所起到了的抗震，隔震效果，选用两条不同场地的竖向地震波对结果隔震前后的竖向地震反应进行了时程分析，结果碟型弹簧组的减震装置不但能满足其要求，而且防震能力能达到七级，甚至更高，远超过橡胶的防震能力，而且安装简便，使用空间较小等优点，人们打破了碟型弹簧仅仅用于航空，国防，船舶，冶金，合器等液压机械行业，现在人们通过结论其大大的可以运用在建筑行业。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种利用碟型弹簧固有的弹性系数不变，力与变形量成线性关系的特性，从而在大型建筑中遇到外力的情况下，起到减震、隔震，减少了建筑物的竖向移动偏差，稳定了建筑物在竖向整体水平移动的碟形弹簧组结构的减震装置。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种碟形弹簧组结构的减震装置，包括碟形弹簧组、垫片、连接碟形弹簧组内导向、连接碟形弹簧组螺杆、螺帽及连接碟形弹簧组的活动块，通过夹层钢板橡胶垫与夹层钢板橡胶垫下部固接的底板构成水平隔震器，其特征在于：所述水平隔震器上部固接有连接板，在所述连接板上部装有竖向隔震器；所述竖向隔震器包括一个下端与该连接板固定的套筒，套筒内设置有主碟形弹簧组、辅助碟形弹簧组和粘弹性阻尼器；所述主碟形弹簧组位于导向中心，该辅助碟形弹簧组和该粘弹性阻尼器交错布置在以主碟形弹簧组为圆心的大圆上，主碟形弹簧组及每个辅助碟形弹簧组其内均设置有与上述连接板固定的导向筒，主碟形弹簧组上下端均装有固定的螺杆和螺帽，每个粘弹性阻尼器的芯柱的下部均与上述连接板固定，顶板和底部分别置于所述竖向隔震器的上、下端。
本发明的进一步技术方案是所述主碟形弹簧组和辅助碟形弹簧组可以并联共同承担上部荷载，有较高的竖向承载能力，在建筑结构物正常使用情况下，可以安全支撑上部结构的所有常规荷载，保证建筑结构物的正常使用。主碟形弹簧组放在中心，辅助碟形弹簧组和粘弹性阻尼器均布四周，可以有效降低隔震器的高度，使得该装置具有较好的稳定性。另外，该装置具有合适的竖向及水平刚度和阻尼性能，刚度和阻尼易于调整，而且加工制作容易，性能稳定。
本发明具有的有益效果如下：1、碟型弹簧组通过导套和垫片以及螺栓，螺帽可谁弹簧的变形而伸缩，不需要穿过主轴；2、可以控制弹簧的最大和最小压缩变形；3、可以在建筑物中，碟型弹簧在大范围内可以替代螺旋弹簧和橡胶；4、可以在建筑物中，合理的设计使碟型弹簧组合可以提高建筑物减震，隔震的能力。从而减少经济损失，提高经济效益；5、本发明突破了碟型弹簧在新的领域中建筑行业奠定了基础，提高了社会效益。
附图说明
图1为本发明中单片碟形弹簧主视图；
图2为碟形弹簧的独特特性曲线图；
图3为本减震装置顶部连接点总装配图主视图；
图4为本减震装置底部连接点总装配图主视图；
图5为具有减震装置的碟形弹簧对合组合主视图；
图6为本发明中弹簧垫片主视图；
图7为本减震装置中的碟形弹簧内导向主视图；
图8为本发明中主、辅助碟形弹簧组结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参照图1、图2所示，碟形弹簧成扁平型，通过负荷变形特性曲线成线性关系可知承载能力较大，非常适合与轴向空间紧凑，横向空间较宽而负荷较大的场合，利用共振原理，使碟形弹簧构成了竖向基础隔震体系，通过合理的参数设计有效降低结构的竖向刚度，达到竖向隔震，减震的目的。
参照图3、图4和具体对于上海东方艺术中心的顶部连接节点装置和底部连接节点装置所示，一种碟形弹簧组结构的减震装置，包括碟形弹簧组1、垫片2、连接碟形弹簧组1的内导向3、连接碟形弹簧组螺杆4、螺帽5及连接碟形弹簧组1的活动块，通过夹层钢板橡胶垫与夹层钢板橡胶垫下部固接的底板构成水平隔震器，水平隔震器上部固接有连接板，该连接板上部装有竖向隔震器，竖向隔震器包括一个下端与该连接板固定的套筒，套筒内设置有主碟形弹簧组、辅助碟形弹簧组和粘弹性阻尼器，主碟形弹簧组位于导向中心，辅助碟形弹簧组和粘弹性阻尼器交错布置在以主碟形弹簧组为圆心的大圆上，主碟形弹簧组及每个辅助碟形弹簧组其内均设置有与上述连接板固定的导向筒，主碟形弹簧组上下端均装有固定的螺杆4和螺帽5，每个粘弹性阻尼器的芯柱的下部均与上述连接板固定，顶板和底部分别置于所述竖向隔震器的上、下端。竖向隔震器由中心主碟形弹簧组(参见图8)和辅助碟形弹簧组并联组成；其中，中心主碟形弹簧组置于中心部位的上端，辅助碟形弹簧组的中心均布在以中心主碟形弹簧组的中心为圆心的下端，中心主碟形弹簧组内部设置有主碟形弹簧组内导向3(参见图7)和垫片2(参见图6)，辅助碟形弹簧组内部设有导向套和垫片2，这样，中心主碟形弹簧组和辅助碟形弹簧组的碟形弹簧上部均有垫片2。
在如图3中，本发明弹簧减震装置在东方艺术中心建筑物中连接顶部节点所示，其中心主要由碟型弹簧组1(参见图5)8片对和而成，碟型弹簧组1上下两部分用垫片2压住(参见图6)和中心用内导向3(参见图7)构成竖向碟型弹簧组减震结构装置，当力F向下或向上压缩时，减震装置会随着外力的作用下力与压缩量成线性关系，这样有利的保证了建筑物单一方面的移动，从而保证建筑物成竖向整体水平移动。
在如图4中，弹簧减震装置在东方艺术中心建筑物中连接底部节点所示.它主要和顶部连接节点一样。当顶部出现外力的作用下，底部协同顶部一起运动，从而起到减震的作用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种碟形弹簧组结构的减震装置，包括碟形弹簧组、垫片、连接碟形弹簧组内导向、连接碟形弹簧组螺杆螺帽套及连接碟形弹簧组的活动块，通过夹层钢板橡胶垫与夹层钢板橡胶垫下部固接的底板构成水平隔震器，其特征在于：所述水平隔震器上部固接有连接板，在所述连接板上部装有竖向隔震器；所述竖向隔震器包括一个下端与该连接板固定的套筒，套筒内设置有主碟形弹簧组、辅助碟形弹簧组和粘弹性阻尼器；所述主碟形弹簧组位于导向中心，该辅助碟形弹簧组和该粘弹性阻尼器交错布置在以主碟形弹簧组为圆心的大圆上，主碟形弹簧组及每个辅助碟形弹簧组其内均设置有与上述连接板固定的导向筒，主碟形弹簧组上下端均装有固定的螺杆和螺帽，每个粘弹性阻尼器的芯柱的下部均与上述连接板固定，顶板和底部分别置于所述竖向隔震器的上、下端。
2.根据权利要求1所述的所述碟形弹簧组结构的减震装置，其特征在于：所述主碟形弹簧组和辅助碟形弹簧组并联共同承担上部荷载，所述主碟形弹簧组放在中心，辅助碟形弹簧组和粘弹性阻尼器均布四周。
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