CN104294954A - 一种导轨碟簧上部球铰三向隔震台座 - Google Patents

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本发明有关于一种导轨碟簧上部球铰三向隔震台座，所述隔震台座包括台座上盘、台座中盘和台座下盘；所述台座下盘包括台座底板，所述台座底板上四周分别设置水平碟簧装置，所述台座中盘包括四周的竖向转换斜板，所述台座上盘包括中空台座顶板，所述中空台座顶板中空处设置能够转动的上部空心半球，所述台座中盘的竖向转换斜板，通过四个方向上的所述竖向转换斜板两端分别与四个方向的所述水平碟簧装置及所述中空台座顶盘四周相应的轴连接，构成所述隔震台座，所述隔震台座能够解决空间网架结构竖向和水平向同时减隔震的问题，最大限度地将地震作用向被保护的网架结构的传递路径“切断”或削弱，达到降低地震输入能量以保护被隔震网架的目的。

Description

一种导轨碟簧上部球铰三向隔震台座
技术领域
本发明涉及空间网架结构防震领域，特别是涉及一种导轨碟簧上部球铰三向隔震台座。
背景技术
中国处于地震多发区，是世界上受到地震危害最为严重的国家之一。作为一种自然灾害，地震给人类的生命及财产安全带来了极大的威胁，随着社会经济的高速发展，地震所造成的损失越来越严重。地震是由于地壳岩层处于复杂的应力状态中，随着地壳的不断变化，地应力的作用超过某处岩层的极限强度时，岩层就会发生突然的断裂和错动，从而引起震动，并以弹性波的形式传到地表，引起地表附近的具有一定质量的物体产生惯性力，当物体本身具有的抵抗这种惯性作用的抗震能力不足时，物体发生破坏。而通过对物体设置一定的隔震耗能装置可以有效的降低作用于物体的惯性力，减小地震作用下物体的损伤和反应，将地震可能带来的破坏作用显著降低。
传统隔震台座一般分为两类，一类是通过隔震层的设置来延长物体的自振周期，降低上部物体的地震反应；另一类是通过在结构的支座处设置耗能装置，从而在地震发生时通过此装置消耗地震对结构输入的能量，从而减少地震能量对上部结构的作用。目前上述两种减隔振方式所采取的隔震措施都是以减小水平地震作用为目标，以此为减隔振目标所设计的支座也仅能够满足水平隔振的需要。但实际震害表明，竖向地震对物体的影响是不可忽视的，在某些情况下，其作用会超过水平地震作用。传统隔震台座一般都是针对水平方向进行隔震，这使得传统隔震台座一方面不满足竖向隔震的要求，另一方面，在某些情况下，还会对竖向地震作用产生放大作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是解决空间网架结构竖向和水平向同时减隔震的问题，最大限度地将地震作用向被保护的网架结构的传递路径“切断”或削弱，达到降低地震输入能量以保护被隔震网架的目的。
为达上述目的，本发明提供一种导轨碟簧上部球铰三向隔震台座，所述隔震台座包括台座上盘、台座中盘和台座下盘；
所述台座下盘包括台座底板，所述台座底板四周上缘外端分别设有水平碟簧边部固定板，所述台座底板上内端位于所述水平碟簧边部固定板两侧分别固定有滑动轨道板，所述滑动轨道板上设有半空心滑动轨道，所述水平碟簧边部固定板两侧的所述滑动轨道板半空心滑动轨道之间为水平碟簧端部滑动槽，所述水平碟簧端部滑动槽能够在所述半空心滑动轨道内滑动，所述台座底板上位于所述水平碟簧端部滑动槽内侧设有水平碟簧中部固定板，所述水平碟簧边部固定板与所述水平碟簧端部滑动槽之间以及所述水平碟簧端部滑动槽与所述水平碟簧中部固定板之间连接有水平碟簧；
所述台座中盘包括四周的竖向转换斜板，所述竖向转换斜板上端为顶部空心钢管，下端为底部滑动轴；
所述台座上盘包括中空台座顶板，所述中空台座顶板四周下缘分别设有竖向板，所述竖向板上两端分别设有转动轴固定耳板，两个所述转动轴固定耳板之间设有内部转动轴，四个所述竖向板内部设有球铰下部弯矩转动装置安装底座，所述球铰下部弯矩转动装置安装底座与球铰端部圆板下方的球铰连接轴连接，所述球铰端部圆板上方为球铰连接耳板，所述中空台座顶板中空处上部空心半球通过内部的上部空心半球内置轴枢设于所述球铰连接耳板内且所述上部空心半球顶面高出所述中空台座顶板；
所述台座中盘四个方向上的所述竖向转换斜板底部滑动轴相对应的内倾斜枢设于所述台座下盘四个方向上的所述水平碟簧端部滑动槽内，所述台座上盘四个方向上的所述内部转动轴相对应的枢设于所述台座中盘四个方向上的所述竖向转换斜板顶部空心钢管内。
其中每个方向上的所述水平碟簧边部固定板与所述水平碟簧端部滑动槽之间以及每个方向上的所述水平碟簧端部滑动槽与所述水平碟簧中部固定板之间的水平碟簧分别为3个。
其中所述滑动轨道板的半空心滑动轨道内设有阻尼器，所述阻尼器一端连接所述滑动轨道板半空心滑动轨道前端内壁，另一端连接所述水平碟簧端部滑动槽。
其中所述滑动轨道板的半空心滑动轨道内设有阻尼器，所述阻尼器一端连接所述滑动轨道板半空心滑动轨道后端内壁，另一端连接所述水平碟簧端部滑动槽。
其中所述水平碟簧边部固定板焊接于所述台座底板上。
其中所述滑动轨道板焊接于所述台座底板上。
其中所述水平碟簧中部固定板焊接于所述台座底板上。
其中所述竖向板焊接于所述中空台座顶板四周。
其中所述转动轴固定耳板焊接于所述竖向板两端。
其中每个所述水平碟簧边部固定板与两侧的所述滑动轨道板及内侧的所述水平碟簧中部固定板构成相接的四边形。
本发明隔震台座与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果：
本发明导轨碟簧上部球铰三向隔震台座解决了在降低竖向地震作用的同时实现水平隔震的问题，同时通过阻尼装置削弱三向地震动输入能量，达到了对必须实现竖向和水平向同时减隔震的结构提供隔震保护的目的，此外，顶部球节点设置的转动装置可以有效满足地震作用下转动的需要。
下面结合附图对本发明的隔震台座作进一步说明。
附图说明
图1为本发明导轨碟簧上部球铰三向隔震台座的轴测图；
图2为本发明导轨碟簧上部球铰三向隔震台座正视图；
图3为本发明导轨碟簧上部球铰三向隔震台座俯视图；
图4为本发明导轨碟簧上部球铰三向隔震台座下盘轴测图；
图5为本发明导轨碟簧上部球铰三向隔震台座下盘俯视图；
图6为本发明导轨碟簧上部球铰三向隔震台座中盘轴测图；
图7为本发明导轨碟簧上部球铰三向隔震台座中盘转换斜板轴测图；
图8为本发明导轨碟簧上部球铰三向隔震台座上盘弯矩转动装置安装底座；
图9为本发明导轨碟簧上部球铰三向隔震台座上盘弯矩转动装置安装底座斜视图；
图10为本发明导轨碟簧上部球铰三向隔震台座上盘连接耳板；
图11为本发明导轨碟簧上部球铰三向隔震台座上盘半球及内部转轴。
附图标记说明：1-台座底板；2-水平碟簧边部固定板；3-水平碟簧中部固定板；4-滑动轨道板；5-水平碟簧端部滑动槽；6-水平碟簧；7-阻尼器；8-底部滑动轴；9-竖向转换斜板；10-顶部空心钢管；11-转动轴固定耳板；12-竖向板；13-中空台座顶板；14-内部转动轴；15-上部空心半球；16-球铰下部弯矩转动装置安装底座；17-球铰连接轴；18-球铰端部圆板；19-球铰连接耳板；20-上部空心半球内置轴。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
如图1-11所示，本发明一种导轨碟簧上部球铰三向隔震台座，所述隔震台座包括台座上盘、台座中盘和台座下盘；所述台座下盘包括台座底板1，台座底板1四周上缘端部分别焊接有水平碟簧边部固定板2，水平碟簧边部固定板2两侧分别焊接有滑动轨道板4，滑动轨道板4上设有半空心滑动轨道，水平碟簧边部固定板2两侧的滑动轨道板4的半空心滑动轨道之间滑动连接有水平碟簧端部滑动槽5，使得水平碟簧端部滑动槽5能够在所述半空心滑动轨道内滑动，台座底板1上位于水平碟簧端部滑动槽5内侧设有水平碟簧中部固定板3，每个水平碟簧边部固定板2、其内部的水平碟簧中部固定板3及其两侧的滑动轨道板4构成一个相接的四边形，每个水平碟簧边部固定板2与水平碟簧端部滑动槽5之间以及每个水平碟簧端部滑动槽5与水平碟簧中部固定板3之间分别连接有3个水平碟簧6，阻尼器7位于滑动轨道板4的半空心滑动轨道内，一端与半空心滑动轨道连接，另一端与水平碟簧端滑动槽5连接；所述台座中盘为竖向转换斜板9，竖向转换斜板9上端为顶部空心钢管10，下端为底部滑动轴8；所述台座上盘包括中空台座顶板13，中空台座顶板13四周下缘分别焊接有竖向板12，每个竖向板12上两端分别焊接有转动轴固定耳板11，每两个转动轴固定耳板11之间设有内部转动轴14，四个竖向板12内部连接构成一个球铰下部弯矩转动装置安装底座16，球铰下部弯矩转动装置安装底座16与球铰端部圆板18下方的球铰连接轴17连接，球铰端部圆板18上方为球铰连接耳板19，中空台座顶板13中空处上部空心半球15通过内部的上部空心半球内置轴20枢设于球铰连接耳板19内且上部空心半球15顶面高出中空台座顶板13并置于中空台座顶板13内；所述台座中盘的竖向转换斜板9底部滑动轴8枢设于所述台座下盘的水平碟簧端部滑动槽5内，所述台座上盘内部转动轴14枢设于所述台座中盘的竖向转换斜板9的顶部空心钢管10内，构成所述隔震台座。
安装时，将台座底板1与水平边部碟簧固定板2通过焊接连接，水平碟簧6与水平碟簧端部滑动槽5连接，在水平碟簧端部滑动槽5内安装竖向转换板9的底部滑动轴8及竖向转换斜板9，同时安装与水平碟簧6连接的中部固定板3，在此基础上安装与底部滑动轴8连接的滑动轨道板4，上述装置共同组成了台座下盘。在所述台座上盘顶板13上焊接与之连接的竖向板12，在竖向板12上焊接转动轴14固定耳板11，同时在竖向板12内部焊接连接球铰下部弯矩转动装置安装底座16，在与球铰下部弯矩转动装置安装底座16通过球铰连接轴17连接球铰端部圆板18，球铰端部圆板18上部为球铰连接耳板19，将顶部空心半球内置的上部空心半球内置轴20从上部球铰连接耳板19中穿入，然后与上部空心半球15连接，从而完成台座上盘的组装。连接完成后将内部转动轴14从与竖向转换斜板9连接的顶部空心钢管10穿入后与转动轴固定耳板11连接，并将竖向转换斜板9底端底部滑动轴8置于水平碟簧端部滑动槽5内，从而完成台座中盘的安装。
网架下弦杆可直接与台座上部空心半球15连接，非地震状态时竖向荷载通过竖向转换斜板9转换成水平荷载，水平荷载使碟簧中部端部滑动槽5向水平边部碟簧固定板2方向滑动，使得靠近水平边部碟簧固定板2方向的水平碟簧6产生压缩变形。地震发生时，水平向产生的地震动将使靠近水平边部碟簧固定板2方向的水平碟簧6产生往复振动从而进入隔震工作状态，削弱水平地震动向上部结构的传递，同时阻尼装置7也耗散一定的地震输入能量，从而更显著的降低地震动向上部结构传递；竖向地震动产生的幅值不断变化的压力也通过靠近水平边部碟簧固定板2方向的水平碟簧6产生往复振动削弱，竖向地震动产生的幅值不断变化的拉力则通过靠近水平碟簧中部固定板的水平碟簧的往复振动削弱，这其中阻尼装置7同样可以消耗一定的地震动输入能量，并减少支座振动位移。上述隔震和耗能装置削弱竖向地震动向上部结构的传递。同时，上部空心半球连接的弯矩转动装置可以实现一定的转动，从而更符合空间网架结构的受力特征。水平碟簧滑动轨道板的内部滑动空间保证了碟簧的往复振动的位移在一定范围内，避免了被保护的结构产生过大的位移。地震发生后，水平碟簧6自动复位到非地震状态时的位置。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种导轨碟簧上部球铰三向隔震台座，其特征在于：所述隔震台座包括台座上盘、台座中盘和台座下盘；
所述台座下盘包括台座底板，所述台座底板四周上缘外端分别设有水平碟簧边部固定板，所述台座底板上内端位于所述水平碟簧边部固定板两侧分别固定有滑动轨道板，所述滑动轨道板上设有半空心滑动轨道，所述水平碟簧边部固定板两侧的所述滑动轨道板半空心滑动轨道之间为水平碟簧端部滑动槽，所述水平碟簧端部滑动槽能够在所述半空心滑动轨道内滑动，所述台座底板上位于所述水平碟簧滑动槽内侧设有水平碟簧中部固定板，所述水平碟簧边部固定板与所述水平碟簧端部滑动槽之间以及所述水平碟簧端部滑动槽与所述水平碟簧中部固定板之间连接有水平碟簧；
所述台座中盘包括四周的竖向转换斜板，所述竖向转换斜板上端为顶部空心钢管，下端为底部滑动轴；
所述台座上盘包括中空台座顶板，所述中空台座顶板四周下缘分别设有竖向板，所述竖向板上两端分别设有转动轴固定耳板，两个所述转动轴固定耳板之间设有内部转动轴，四个所述竖向板内部设有球铰下部弯矩转动装置安装底座，所述球铰下部弯矩转动装置安装底座与球铰端部圆板下方的球铰连接轴连接，所述球铰端部圆板上方为球铰连接耳板，所述中空台座顶板中空处上部空心半球通过内部的上部空心半球内置轴枢设于所述球铰连接耳板内且所述上部空心半球顶面高出所述中空台座顶板；
所述台座中盘四个方向上的所述竖向转换斜板底部滑动轴相对应的内倾斜枢设于所述台座下盘四个方向上的所述水平碟簧端部滑动槽内，所述台座上盘四个方向上的所述内部转动轴相对应的枢设于所述台座中盘四个方向上的所述竖向转换斜板顶部空心钢管内。
2.根据权利要求1所述的导轨碟簧上部球铰三向隔震台座，其特征在于：每个方向上的所述水平碟簧边部固定板与所述水平碟簧端部滑动槽之间以及每个方向上的所述水平碟簧端部滑动槽与所述水平碟簧中部固定板之间的水平碟簧分别为3个。
3.根据权利要求1或2所述的导轨碟簧上部球铰三向隔震台座，其特征在于：所述滑动轨道板的半空心滑动轨道内设有阻尼器，所述阻尼器一端连接所述滑动轨道板半空心滑动轨道前端内壁，另一端连接所述水平碟簧端部滑动槽。
4.根据权利要求1或2所述的导轨碟簧上部球铰三向隔震台座，其特征在于：所述滑动轨道板的半空心滑动轨道内设有阻尼器，所述阻尼器一端连接所述滑动轨道板半空心滑动轨道后端内壁，另一端连接所述水平碟簧端部滑动槽。
5.根据权利要求1所述的导轨碟簧上部球铰三向隔震台座，其特征在于：所述水平碟簧边部固定板焊接于所述台座底板上。
6.根据权利要求1所述的导轨碟簧上部球铰三向隔震台座，其特征在于：所述滑动轨道板焊接于所述台座底板上。
7.根据权利要求1所述的导轨碟簧上部球铰三向隔震台座，其特征在于：所述水平碟簧中部固定板焊接于所述台座底板上。
8.根据权利要求1所述的导轨碟簧上部球铰三向隔震台座，其特征在于：所述竖向板焊接于所述中空台座顶板四周。
9.根据权利要求1所述的导轨碟簧上部球铰三向隔震台座，其特征在于：所述转动轴固定耳板焊接于所述竖向板两端。
10.根据权利要求1所述的导轨碟簧上部球铰三向隔震台座，其特征在于：每个所述水平碟簧边部固定板与两侧的所述滑动轨道板及内侧的所述水平碟簧中部固定板构成相接的四边形。
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