CN104315079A - 包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，包括底板、下盘隔震装置、中盘转换装置、上盘隔震装置和顶盘，所述下盘隔震装置固定在底板上，所述下盘隔震装置通过中盘转换装置连接顶盘，所述上盘隔震装置连接在底板和顶盘之间。本发明解决了在降低竖向地震作用的同时实现水平隔震的问题，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，最大限度地将地震作用向被保护的设备或馆藏文物的传递路径“切断”或削弱，达到降低地震输入能量以保护设备或馆藏文物的目的。

Description

包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座
技术领域
本发明涉及减隔震设备，具体涉及一种包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座。
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
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种能够实现竖向和水平向同时减隔震的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座。由如下的技术方案实现：
一种包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，包括底板、下盘隔震装置、中盘转换装置、上盘隔震装置和顶盘，所述下盘隔震装置固定在底板上，所述下盘隔震装置通过中盘转换装置连接顶盘，所述上盘隔震装置连接在底板和顶盘之间。
所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，所述下盘隔震装置包括内部固定轴、水平压力弹簧固定板、水平压力弹簧、水平向滑动板、水平拉力弹簧和水平拉力弹簧固定板，所述内部固定轴依次穿过水平压力弹簧、水平向滑动板和水平拉力弹簧，所述水平压力弹簧的两端分别连接水平压力弹簧固定板和水平向滑动板，所述水平拉力弹簧的两端分别连接水平向滑动板和水平拉力弹簧固定板，所述水平压力弹簧固定板和水平拉力弹簧固定板均与底板固定连接。
所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，所述内部固定轴、水平压力弹簧和水平拉力弹簧分别设有三个。
所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，所述中盘转换装置包括水平转换弹簧阻尼导杆装置和万向转动球铰，所述水平转换弹簧阻尼导杆装置通过一个万向转动球铰与水平向滑动板连接，所述水平转换弹簧阻尼导杆装置通过另一个万向转动球铰与顶盘连接。
所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，所述水平转换弹簧阻尼导杆装置设有三个。
所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，所述水平转换弹簧阻尼导杆装置由内部液压阻尼器、内部液压轴、内部弹簧、导杆和外套筒组成，所述导杆连接在外套筒两端，所述内部液压阻尼器置于外套筒内，所述内部液压阻尼器连接内部液压轴，所述内部液压轴连接导杆，所述导杆能够由内部液压轴带动移动，所述内部弹簧置于外套筒内，所述内部弹簧通过外套筒的端部抵接导杆，所述导杆能够由内部弹簧的伸缩带动移动。
所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，所述上盘隔震装置包括竖向液压阻尼器和万向转动球铰，所述竖向液压阻尼器通过一个万向转动球铰与顶盘连接，所述竖向液压阻尼器通过另一个万向转动球铰与底板连接。
所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，所述下盘隔震装置和中盘转换装置分别设有四组。
所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，所述上盘隔震装置设有四组。
所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，所述顶盘包括顶板和顶板固定钢箱，所述顶板固定连接于顶板固定钢箱的上面。
与现有技术相比较，采用上述技术方案的本发明具有的优点在于：本发明解决了在降低竖向地震作用的同时实现水平隔震的问题，达到了对必须实现竖向和水平向同时减隔震的设备或馆藏文物提供隔震保护的目的，最大限度地将地震作用向被保护的设备或馆藏文物的传递路径“切断”或削弱，达到降低地震输入能量以保护设备或馆藏文物的目的。
附图说明
图1为本发明整体轴测图；
图2为本发明整体正视图；
图3为本发明整体俯视图；
图4为下盘隔震装置轴测图；
图5为下盘隔震装置俯视图；
图6为下盘隔震装置正视图；
图7为本发明隔震装置仰视图(不含底板)；
图8为本发明轴测图(将三向隔震台座倒置并不含底板)；
图9为水平转换弹簧阻尼导杆装置轴测图(不含外套筒)；
图10为水平转换弹簧阻尼导杆装置剖面图。
图中标记说明：1-底板；2-水平压力弹簧固定板；3-水平压力弹簧；4-水平拉力弹簧；5-内部固定轴；6-水平向滑动板；7-水平拉力弹簧固定板；8-万向转动球铰；9-水平转换弹簧阻尼导杆装置；10-万向转动球铰；11-顶板固定钢箱；12-万向转动球铰；13-竖向液压阻尼器；14-万向转动球铰；15-顶板；16-内部液压阻尼器；17-内部液压轴；18-内部弹簧；19-外导杆；20-外套筒。
具体实施方式
下面主要结合附图及具体实施例对包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座作进一步详细的说明。
如图1至图10所示，一实施例的一种包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，包括底板1、下盘隔震装置、中盘转换装置、上盘隔震装置和顶盘，所述下盘隔震装置和中盘转换装置分别设有四组；所述上盘隔震装置设有四组，所述下盘隔震装置固定在底板1上，所述下盘隔震装置通过中盘转换装置连接顶盘，所述上盘隔震装置连接在底板1和顶盘之间；所述顶盘包括顶板15和顶板固定钢箱11，所述顶板15固定连接于顶板固定钢箱11的上面；所述下盘隔震装置包括内部固定轴5、水平压力弹簧固定板2、水平压力弹簧3、水平向滑动板6、水平拉力弹簧4和水平拉力弹簧固定板7，所述内部固定轴5依次穿过水平压力弹簧3、水平向滑动板6和水平拉力弹簧4，所述水平压力弹簧3的两端分别连接水平压力弹簧固定板2和水平向滑动板6，所述水平拉力弹簧4的两端分别连接水平向滑动板6和水平拉力弹簧固定板7，所述水平压力弹簧固定板2和水平拉力弹簧固定板7均与底板1固定连接；所述内部固定轴5、水平压力弹簧3和水平拉力弹簧4分别设有三个；所述中盘转换装置包括水平转换弹簧阻尼导杆装置9和万向转动球铰(8，10)，所述水平转换弹簧阻尼导杆装置9通过一个万向转动球铰8与水平向滑动板6连接，所述水平转换弹簧阻尼导杆装置9通过另一个万向转动球铰10与顶板固定钢箱11连接；所述水平转换弹簧阻尼导杆装置9设有三个；所述水平转换弹簧阻尼导杆装置9由内部液压阻尼器16、内部液压轴17、内部弹簧18、外导杆19和外套筒20组成，所述外导杆19连接在外套筒20两端，所述内部液压阻尼器16置于外套筒20内，所述内部液压阻尼器16连接内部液压轴17，所述内部液压轴17连接外导杆19，所述外导杆19能够由内部液压轴17带动移动，所述内部弹簧18置于外套筒20内，所述内部弹簧18通过外套筒20的端部抵接外导杆19，所述外导杆19能够由内部弹簧18的伸缩带动移动；所述上盘隔震装置包括竖向液压阻尼器13和万向转动球铰(12，14)，所述竖向液压阻尼器13通过一个万向转动球铰14与顶板固定钢箱11连接，所述竖向液压阻尼器13通过另一个万向转动球铰12与底板1连接；
设备或馆藏文物可直接与顶板15固定连接，非地震状态时竖向荷载使竖向压力弹簧通过水平转换弹簧阻尼导杆装置9将竖向荷载转换成水平荷载，从而使水平压力弹簧3产生压缩变形。地震发生时，水平向产生的地震动将使水平压力弹簧3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；竖向地震动产生的幅值不断变化的压力通过水平转换弹簧阻尼导杆装置9转换为水平向压力，此压力通过水平压力弹簧3产生往复振动削弱，当竖向地震动产生的幅值不断变化的拉力时，通过水平转换弹簧阻尼导杆装置9产生的水平往复拉力通过水平拉力弹簧4产生往复振动削弱，从而实现对竖向地震作用的削弱，减小竖向地震动向上部结构的传递。水平转换弹簧阻尼导杆装置9内部存在着弹簧装置和阻尼装置，一方面可有效的增加地震荷载下需要较大的位移，另一方面也能够耗散一定的地震动输入能量。下盘隔震装置通过水平压力弹簧固定板2和水平拉力弹簧固定板7限制其产生过大的位移，保证位移在合理的范围内。地震发生后，水平压力弹簧3自动复位到非地震状态时的位置。
与现有技术相比较，采用上述技术方案的本发明具有的优点在于：本发明解决了在降低竖向地震作用的同时实现水平隔震的问题，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，最大限度地将地震作用向被保护的设备或馆藏文物的传递路径“切断”或削弱，达到降低地震输入能量以保护设备或馆藏文物的目的。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，其特征在于：包括底板、下盘隔震装置、中盘转换装置、上盘隔震装置和顶盘，所述下盘隔震装置固定在底板上，所述下盘隔震装置通过中盘转换装置连接顶盘，所述上盘隔震装置连接在底板和顶盘之间。
2.根据权利要求1所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，其特征在于：所述下盘隔震装置包括内部固定轴、水平压力弹簧固定板、水平压力弹簧、水平向滑动板、水平拉力弹簧和水平拉力弹簧固定板，所述内部固定轴依次穿过水平压力弹簧、水平向滑动板和水平拉力弹簧，所述水平压力弹簧的两端分别连接水平压力弹簧固定板和水平向滑动板，所述水平拉力弹簧的两端分别连接水平向滑动板和水平拉力弹簧固定板，所述水平压力弹簧固定板和水平拉力弹簧固定板均与底板固定连接。
3.根据权利要求2所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，其特征在于：所述内部固定轴、水平压力弹簧和水平拉力弹簧分别设有三个。
4.根据权利要求2所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，其特征在于：所述中盘转换装置包括水平转换弹簧阻尼导杆装置和万向转动球铰，所述水平转换弹簧阻尼导杆装置通过一个万向转动球铰与水平向滑动板连接，所述水平转换弹簧阻尼导杆装置通过另一个万向转动球铰与顶盘连接。
5.根据权利要求4所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，其特征在于：所述水平转换弹簧阻尼导杆装置设有三个。
6.根据权利要求4所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，其特征在于：所述水平转换弹簧阻尼导杆装置由内部液压阻尼器、内部液压轴、内部弹簧、导杆和外套筒组成，所述导杆连接在外套筒两端，所述内部液压阻尼器置于外套筒内，所述内部液压阻尼器连接内部液压轴，所述内部液压轴连接导杆，所述导杆能够由内部液压轴带动移动，所述内部弹簧置于外套筒内，所述内部弹簧通过外套筒的端部抵接导杆，所述导杆能够由内部弹簧的伸缩带动移动。
7.根据权利要求1所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，其特征在于：所述上盘隔震装置包括竖向液压阻尼器和万向转动球铰，所述竖向液压阻尼器通过一个万向转动球铰与顶盘连接，所述竖向液压阻尼器通过另一个万向转动球铰与底板连接。
8.根据权利要求1所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，其特征在于：所述下盘隔震装置和中盘转换装置分别设有四组。
9.根据权利要求1所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，其特征在于：所述上盘隔震装置设有四组。
10.根据权利要求1所述的包含弹簧阻尼导杆装置的三向隔震台座，其特征在于：所述顶盘包括顶板和顶板固定钢箱，所述顶板固定连接于顶板固定钢箱的上面。
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