CN106013920A - 一种建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置 - Google Patents

一种建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置 Download PDF

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卜龙瑰
苗启松
朱忠义
邓旭洋
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    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00Buildings, or groups of buildings, or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake, extreme climate
    • E04H9/02Buildings, or groups of buildings, or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake, extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E04H9/022Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings and comprising laminated structures of alternating elastomeric and rigid layers

Abstract

本发明公开了一种建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置,其包括隔离振动装置和隔震装置;隔离振动装置包括上顶板、竖向弹簧阵、水平限位插销螺杆和中间板;上顶板通过连接组件与上支墩预埋定位板连接;竖向弹簧阵由若干个弹簧构成,设置在上顶板和所述中间板之间;弹簧套在水平限位插销螺杆的外侧;水平限位插销螺杆固定在中间板的上表面;中间板的下表面与隔震装置固定连接;隔震装置包括若干层薄层橡胶、若干层薄层钢板和下底板;薄层橡胶叠层设置,薄层钢板夹设在橡胶层中;下底板通过连接装置与下支墩预埋定位板连接。本申请可同时实现水平隔震(地震)及竖向隔振(振动)功能;且装置造价较低,可大大降低隔振及隔震的总投资。

Description

一种建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置
技术领域
[0001] 本发明属于工业建筑、民用建筑、桥梁等设计领域,具体涉及一种建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置。背景技术
[0002] 我国属于地震频发国家,近年来接连在汶川及雅安发生大地震,地震造成了大量的人员伤亡和巨大的财产损失,即使部分建筑达到了抗震设计要求“大震不倒”的设计目标,但由于填充墙及装修次结构的破坏仍造成人员伤亡。因此,在政府层面多次提到建议推广减隔震技术,提高结构的抗震性能确保人员生命安全,部分设计烈度较高地区对于重要建筑强制采用减隔震技术,极大的促进了我国隔震技术的发展。目前,国内比较成熟、应用最广泛的隔震产品为叠层橡胶隔震支座。
[0003] 另外,随着城市规模的扩大,我国很多大中城市都开始发展地铁交通,对于地铁上盖的商业开发越来越多,在地铁上盖建筑设计过程中不可避免的遇到一个问题一由于常规的建筑结构竖向频率与地铁运行产生的振动频率接近,地铁运行的振动对上盖建筑中人群的舒适度产生影响。因此,有减小地铁振动对上盖建筑的影响进行控制的需求。目前国内外针对类似振动采用的振动控制为弹簧隔振,即通过在需要隔离的建筑底部的所有支承柱中设置竖向弹簧支座,设计总的弹簧刚度满足竖向固有频率在3-5HZ,错开地铁运行产生的振动频率达到减小上部结构的竖向振动。但弹簧隔振属于进口产品,价格较高,国内实际应用不多。
[0004] 经过调研以及根据专利申请人参与的多个类似设计工程,国内大部分项目均仅采用隔震技术解决上盖建筑水平抗震问题,提高了上盖建筑结构的水平抗震性能,而地铁振动影响问题没能得到有效控制,仅个别项目通过增加隔震支座高度适当降低了隔震支座竖向刚度,但受限于支座侧移后的稳定性,支座刚度降低很小,难以达到对振动的有效控制。发明内容
[0005] 针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置,该装置可同时实现水平隔震(地震)及竖向隔振(振动)功能;且装置造价较低,可大大降低隔振及隔震(振动)的总投资。
[0006] 为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
[0007] —种建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置,所述装置包括隔离振动装置和隔震装置;其中,
[0008] 所述隔离振动装置包括上顶板、竖向弹簧阵、若干个水平限位插销螺杆和中间板; 所述上顶板通过连接组件与上支墩预埋定位板连接;所述竖向弹簧阵由若干个弹簧构成, 设置在所述上顶板和所述中间板之间,且每一个弹簧对应一个所述水平限位插销螺杆,弹簧套在水平限位插销螺杆的外侧;水平限位插销螺杆固定在中间板的上表面;中间板的下表面与所述隔震装置固定连接;
[0009] 所述隔震装置包括若干层薄层橡胶、若干层薄层钢板和下底板;所述薄层橡胶叠层设置,所述薄层钢板夹设在橡胶层中;所述下底板通过连接装置与下支墩预埋定位板连接。
[0010] 进一步,所述连接组件包括若干对上支墩预埋套筒和上支墩锚栓;所述上支墩预埋套筒沿所述上支墩预埋定位板的上表面周向设置,且预埋在上支墩内,所述上支墩锚栓与上支墩预埋套筒相适配;配合所述上支墩锚栓在所述上顶板的周向设置有若干个通孔; 上支墩锚栓穿过所述通孔与上支墩预埋套筒连接,将上顶板与上支墩预埋定位板连接。
[0011] 进一步,所述连接装置包括若干对下支墩预埋套筒和下支墩锚栓;所述下支墩预埋套筒沿所述下支墩预埋定位板的下表面周向设置,且预埋在下支墩内,所述下支墩锚栓与下支墩预埋套筒相适配;配合所述下支墩锚栓在所述下顶板的周向设置有若干个通孔; 下支墩锚栓穿过所述通孔与下支墩预埋套筒连接,将下顶板与下支墩预埋定位板连接。
[0012] 进一步,所述隔离振动装置还包括若干个预紧螺杆;所述预紧螺杆由上顶板预紧螺杆、预紧连接件和中间板预紧螺杆组成;所述上顶板预紧螺杆沿所述上顶板的下表面周向设置,所述中间板预紧螺杆沿所述中间板的上表面周向设置;上顶板预紧螺杆和中间板预紧螺杆位置相对应,且二者通过所述预紧连接件连接。
[0013] 进一步,所述上顶板的下表面设置有上顶板加劲肋板;所述中间板的上表面设置有中间板加劲肋板。
[0014] 进一步,所述水平限位插销螺杆的上端面距离所述上顶板的下表面之间设置有设定高度的间隙。
[0015] 进一步,所述水平限位插销螺杆的周向设置有加劲板。
[0016] 本发明具有以下有益技术效果:
[0017] 1.本申请可同时实现水平隔震(地震)及竖向隔振(振动)功能;
[0018] 2.本申请采用合理的结构布置和节点构造,使得装置造价较低,可大大降低隔振 (振动)及隔震的总投资。附图说明
[0019] 图1为本发明的构造立面图;
[0020] 图2为本发明的构造轴侧图;
[0021] 图3为本发明的构造详细分解图。具体实施方式
[0022] 下面,参考附图,对本发明进行更全面的说明,附图中示出了本发明的示例性实施例。然而,本发明可以体现为多种不同形式,并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是,提供这些实施例,从而使本发明全面和完整,并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。
[0023] 为了易于说明,在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语,用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是,除了图中示出的方位之外,空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果图中的装置被倒置,被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此,示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位),这里所用的空间相对说明可相应地解释。
[0024] 如图1-3所示,本申请提供了一种建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置,该装置包括隔离振动装置和隔震装置;其中,隔离振动装置包括上顶板3、竖向弹簧阵8、若干个水平限位插销螺杆9和中间板12;上顶板3通过连接组件与上支墩预埋定位板2连接;竖向弹簧阵8由若干个弹簧构成,设置在上顶板3和中间板12之间,且每一个弹簧对应一个水平限位插销螺杆9,弹簧套在水平限位插销螺杆9的外侧;水平限位插销螺杆9固定在中间板12的上表面;中间板12的下表面与隔震装置固定连接;隔震装置包括若干层薄层橡胶14、若干层薄层钢板13和下底板16;薄层橡胶14叠层设置,薄层钢板13夹设在橡胶层中;下底板16通过连接装置与下支墩预埋定位板17连接。
[0025] 本申请的连接组件包括若干对上支墩预埋套筒1和上支墩锚栓5;上支墩预埋套筒 1沿上支墩预埋定位板2的上表面周向设置,且预埋在上支墩19内,上支墩锚栓5与上支墩预埋套筒1相适配;配合上支墩锚栓5在上顶板3的周向设置有若干个通孔;上支墩锚栓5穿过所述通孔与上支墩预埋套筒1连接,将上顶板3与上支墩预埋定位板2连接。
[0026] 本申请的连接装置包括若干对下支墩预埋套筒18和下支墩锚栓15;下支墩预埋套筒18沿下支墩预埋定位板17的下表面周向设置,且预埋在下支墩20内,下支墩锚栓15与下支墩预埋套筒18相适配;配合下支墩锚栓15在下顶板16的周向设置有若干个通孔;下支墩锚栓15穿过所述通孔与下支墩预埋套筒18连接,将下顶板16与下支墩预埋定位板17连接。
[0027] 本申请的隔离振动装置还包括若干个预紧螺杆;所述预紧螺杆由上顶板预紧螺杆 4、预紧连接件7和中间板预紧螺杆11组成;上顶板预紧螺杆4沿所述上顶板3的下表面周向设置,中间板预紧螺杆11沿所述中间板12的上表面周向设置;上顶板预紧螺杆4和中间板预紧螺杆11位置相对应,且二者通过所述预紧连接件7连接。
[0028] 上顶板3的下表面设置有上顶板加劲肋板6;所述中间板12的上表面设置有中间板加劲肋板10。上顶板加劲肋板6和中间板加劲肋板10的位置相对应,二者在使用状态构成弹簧阵8的容置腔。
[0029] 水平限位插销螺杆9的上端面距离上顶板3的下表面之间设置有设定高度的间隙。 确保竖向反力作用下不与上顶板3发生接触,即不承担竖向力。
[0030] 水平限位插销螺杆9的周向设置有加劲板,所述加劲板起到承担水平剪力的作用, 减小水平变形。
[0031] 本申请的建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置由上部弹簧阵组成的隔离振动装置及下部的橡胶支座组成的隔震装置组成。隔离振动装置竖向力由弹簧阵承担,弹簧阵根据竖向反力大小计算布置数量,并控制固有频率;地震产生的水平力通过多个插销螺杆传递,插销螺杆与上顶板预留间隙,确保竖向反力作用下不与上部钢板发生接触,即不承担竖向力。为保证施工过程中各支座的弹簧阵竖向压缩变形不一致引起的不均匀沉降的不利影响,在装置周围设置预紧螺杆,装置安装前通过预紧螺杆至预计的竖向变形量,待上部结构施工完毕之后,将预紧装置拧松脱开,弹簧阵间隙中布置加劲肋,在保证上下钢板刚度的前提下降低装置高度。隔震装置采用的常用的叠层橡胶构造,橡胶层中加设夹层薄钢板,而且橡胶层与夹层钢板紧密粘结,当橡胶支座承受垂直荷载时,橡胶板的横向变形受到约束, 使橡胶支座具有很大的竖向承载力和竖向刚度。因薄钢板不影响橡胶层的剪切变形,使橡胶板对任何水平方向的运动均呈柔性约束。当橡胶支座承载水平荷载时,其橡胶层的相对侧移大大减少,使橡胶支座可达到很大的整体侧移而不致失稳,而且保持较小的水平刚度。 并且,由于夹层钢板与橡胶层紧密粘结,橡胶层在竖向地震作用下还能承受一定的拉力,使该种支座成为一种竖向承载力极大、水平刚度较小、水平侧移容许值很大、又能承受竖向地震作用的理想的隔震装置。
[0032]上面所述只是为了说明本发明,应该理解为本发明并不局限于以上实施例,符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置,其特征在于,所述装置包括隔离振动 装置和隔震装置;其中,所述隔离振动装置包括上顶板、竖向弹簧阵、若干个水平限位插销螺杆和中间板;所述 上顶板通过连接组件与上支墩预埋定位板连接;所述竖向弹簧阵由若干个弹簧构成,设置 在所述上顶板和所述中间板之间,且每一个弹簧对应一个所述水平限位插销螺杆,弹簧套 在水平限位插销螺杆的外侧;水平限位插销螺杆固定在中间板的上表面;中间板的下表面 与所述隔震装置固定连接;所述隔震装置包括若干层薄层橡胶、若干层薄层钢板和下底板;所述薄层橡胶叠层设 置,所述薄层钢板夹设在橡胶层中;所述下底板通过连接装置与下支墩预埋定位板连接。
2.根据权利要求1所述的建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置,其特征在于,所述连 接组件包括若干对上支墩预埋套筒和上支墩锚栓;所述上支墩预埋套筒沿所述上支墩预埋 定位板的上表面周向设置,且预埋在上支墩内,所述上支墩锚栓与上支墩预埋套筒相适配; 配合所述上支墩锚栓在所述上顶板的周向设置有若干个通孔;上支墩锚栓穿过所述通孔与 上支墩预埋套筒连接,将上顶板与上支墩预埋定位板连接。
3.根据权利要求1所述的建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置,其特征在于,所述连 接装置包括若干对下支墩预埋套筒和下支墩锚栓;所述下支墩预埋套筒沿所述下支墩预埋 定位板的下表面周向设置,且预埋在下支墩内,所述下支墩锚栓与下支墩预埋套筒相适配; 配合所述下支墩锚栓在所述下顶板的周向设置有若干个通孔;下支墩锚栓穿过所述通孔与 下支墩预埋套筒连接,将下顶板与下支墩预埋定位板连接。
4.根据权利要求1所述的建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置,其特征在于,所述隔 离振动装置还包括若干个预紧螺杆;所述预紧螺杆由上顶板预紧螺杆、预紧连接件和中间 板预紧螺杆组成;所述上顶板预紧螺杆沿所述上顶板的下表面周向设置,所述中间板预紧 螺杆沿所述中间板的上表面周向设置;上顶板预紧螺杆和中间板预紧螺杆位置相对应,且 二者通过所述预紧连接件连接。
5.根据权利要求1所述的建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置,其特征在于,所述上 顶板的下表面设置有上顶板加劲肋板;所述中间板的上表面设置有中间板加劲肋板。
6.根据权利要求1所述的建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置,其特征在于,所述水 平限位插销螺杆的上端面距离所述上顶板的下表面之间设置有设定高度的间隙。
7.根据权利要求1所述的建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置,其特征在于,所述水 平限位插销螺杆的周向设置有加劲板。
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