CN106759927A - 一种串联型叠层橡胶‑弹簧三维复合隔震支座 - Google Patents

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张爱林
柴抒韬
马晓飞
吴靓
李世欢
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
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    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
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Abstract

本发明涉及一种串联型叠层橡胶‑弹簧三维复合隔震支座，属于建筑结构隔震减震控制领域。此橡胶‑弹簧三维复合隔震支座由水平隔震装置、竖向隔震装置两大部分组成，支座总体外形呈圆柱状。本发明的水平隔震装置采用叠层橡胶，竖向隔震装置采用隔震弹簧，同时满足水平和竖向隔震的要求，且具有一定的抗拔能力。

Description

一种串联型叠层橡胶-弹簧三维复合隔震支座
技术领域
本专利涉及一种具有水平、竖向三维复合隔震功能的支座，属建筑结构隔震减震控制领域。
背景技术
支座隔震属于被动控制技术，是通过在上部结构与下部支承体系间设置隔震装置来减少上部结构的地震响应，其主要机理是使设计结构的基本周期或前几阶周期与地震作用的卓越周期错开，从而避开结构与地震作用卓越周期相接近部分的结构振动，同时减小地震动对结构的能量输入，从而降低结构的地震响应，有效减轻地震灾害。
随着我国社会经济的快速发展，大跨和高层结构广泛应用，由于结构跨度、高度较大，结构的地震作用呈多向随机性，水平地震作用与竖向地震作用下的响应均较强烈，适用于此类建筑的隔震支座应具有三维复合隔震功能。
具有三维复合隔震功能的支座应具备以下特点：(1)具有不同水平刚度，根据不同等级地震提供相应的水平力和阻尼；(2)水平自复位能力强；(3)具有一定的竖向隔震作用，由于大跨和高层结构在大震作用下出现竖向拉应力，因此只要合理设计支座的竖向刚度，适当减小结构的竖向地震输入即可避免震害；(4)支座竖向刚度要适中，一方面要求具有合理的初始刚度，以满足支座竖向承载要求，同时保证结构风振和小震时不产生振动；(5)有足够的竖向抗拔和转动能力。
发明内容
本发明为适用于大跨和高层结构的复合隔震提供一种三维隔震支座。
本发明的技术方案见附图1，复合隔震支座主要包括水平隔震装置、竖向隔震装置两大部分，支座总体外形呈圆柱状。
其特征在于，包括水平隔震装置、竖向隔震装置两大部分，支座总体外形呈圆柱状；水平隔震装置位于支座的上部，包括上支座、水平尺寸比所述上支座大的下支座、与上部建筑固定连接的上连接板和与下部竖向隔震装置连接的中连接板；所述上支座与所述上连接板固定连接，所述下支座与所述中连接板固定连接，所述上支座与所述下支座之间通过中隔板相连；所述上支座套设有限位装置，所述限位装置的上端与所述上连接板固定连接，所述限位装置的下端低于所述中隔板并与所述中隔板留有间距；
竖向隔震装置位于支座的下部，包括导向筒、隔震弹簧、下连接板及限位装置；导向筒由共心的滑筒插接在导筒共同构成，滑筒的筒壁竖剖面呈T形，上端固定在中连接板的下表面，导筒的筒壁竖剖面呈U形，下端固定在底部连接板的上表面，并在导筒底部设置竖向承压垫；隔震弹簧均匀对称地安装在导向筒内，隔震弹簧上部与中连接板的下表面连接，下端与底部连接板的上表面固定；弹簧预压限位器位于中连接板的上部，与外护筒焊接构成限位装置；
竖向隔震装置的隔震弹簧可用碟形弹簧替换；
水平隔震装置的上、下支座中部均可安装铅芯以增大阻尼耗能；
水平隔震装置的上、下支座为圆柱状；
水平隔震装置可实现在不同等级的地震时提供不同水平刚度的功能。
附图说明
图1为一种串联型叠层橡胶-弹簧三维复合隔震支座断面图；
图2为一种串联型叠层橡胶-弹簧三维复合隔震支座A-A断面图；
图3为一种串联型叠层橡胶-弹簧三维复合隔震支座B-B断面图；
图4为一种串联型叠层橡胶-弹簧三维复合隔震支座C-C断面图
图5为一种串联型叠层橡胶-弹簧三维复合隔震支座碟形弹簧竖向断面图；
具体实施方式
下面结合附图，详细说明本专利的实施方式。
如图1-5所示，一种串联型叠层橡胶-弹簧三维复合隔震支座包括以下部件：
1——上连接板；
2——限位钢筒；
3——加强板；
4——上支座；
5——中隔板；
6——下支座；
7——中连接板；
8——弹簧预压限位器；
9——外护筒；
10——滑筒；
11——导筒；
12——竖向承压垫；
13——下连接板；
14——隔震弹簧；
15——碟形弹簧。
如图1、3、4所示，水平隔震装置位于支座的上部，包括上支座(4)、水平尺寸比所述上支座(4)大的下支座(6)、与上部建筑固定连接的上连接板(1)和与下部竖向隔震装置连接的中连接板(7)；上支座(4)与上连接板(1)固定连接，下支座(6)与中连接板(7)固定连接，上支座(4)与下支座(6)之间通过中隔板(5)相连；上支座(4)套设有限位装置，限位装置为限位钢筒(2)和加强板(3)固定连接，限位钢筒(2)套设在上支座(4)外并与上连接板(1)固定连接，限位钢筒(2)外侧均匀设置多个加强板(3)，为了起到对中间隔板(5)的限位作用，限位钢筒(2)的下端低于中隔板(5)，限位装置的上端与上连接板(1)固定连接，限位装置的下端低于中隔板(5)并与中隔板(5)留有间距；当建筑物受到风载荷或遇到震级较低的地震时，与上部建筑相连接的上连接板(1)和与下部竖向隔震装置相连接的中连接板(7)之间受到外力作用，水平刚度较小的上支座(4)开始发生变形，下支座(6)不发生变形，上连接板(1)与中连接板(7)之间发生水平位移，在遇到较小的冲击力时即能起到隔震、减震的作用。当建筑物遇到震级较高的地震时，上支座(4)变形，与其固定的上连接板(1)发生水平位移，带动限位钢筒(2)运动，直到与中隔板(5)接触，外部作用力通过限位钢筒(2)传递在中隔板(5)上，进而作用到下支座(6)上，从而使水平刚度较大的下支座(6)发生变形，下支座(6)的水平刚度较大，能够承受较大的冲击力时，在发生较大震级的地震时，本发明的变刚度隔震支座也能起到隔震、减震作用。
如图1、2所示，竖向隔震装置位于支座的下部，包括导向筒、隔震弹簧、下连接板及限位装置；导向筒由共心的滑筒(10)插接在导筒(11)共同构成，滑筒(11)的筒壁竖剖面呈T形，上端固定在中连接板(7)的下表面，导筒(11)的筒壁竖剖面呈U形，下端固定在下连接板(13)的上表面，并在导筒(11)底部设置竖向承压垫(12)；隔震弹簧(14)均匀对称地安装在导向筒内，隔震弹簧(14)上部与中连接板(7)的下表面连接，下端与下连接板(13)的上表面固定；弹簧预压限位器(8)位于中连接板(7)的上部，与外护筒(9)焊接构成限位装置；
如图5所示，竖向隔震装置的隔震弹簧(14)可用碟形弹簧(15)替换。

Claims (5)

1.一种串联型叠层橡胶-弹簧三维复合隔震支座，由水平隔震装置、竖向隔震装置两大部分组成，支座总体外形呈圆柱状；
其特征在于：所述的水平隔震装置位于三维复合隔震支座的上部，包括上支座、水平尺寸比所述上支座大的下支座、与上部建筑固定连接的上连接板和与下部竖向隔震装置连接的中连接板；所述上支座与所述上连接板固定连接，所述下支座与所述中连接板固定连接，所述上支座与所述下支座之间通过中隔板相连；所述上支座套设有限位装置，所述限位装置的上端与所述上连接板固定连接，所述限位装置的下端低于所述中隔板并与所述中隔板留有间距；竖向隔震装置位于三维复合隔震支座的下部，包括导向筒、隔震弹簧、下连接板及限位装置；导向筒由共心的滑筒插接在导筒共同构成，滑筒的筒壁竖剖面呈T形，上端固定在中连接板的下表面，导筒的筒壁竖剖面呈U形，下端固定在底部连接板的上表面，并在导筒底部设置竖向承压垫；隔震弹簧均匀对称地安装在导向筒内，隔震弹簧上部与中连接板的下表面连接，下端与底部连接板的上表面固定；弹簧预压限位器位于中连接板的上部，与外护筒焊接构成限位装置。
2.根据权利要求1所述的串联型叠层橡胶-弹簧三维复合隔震支座，其特征在于：竖向隔震装置的隔震弹簧用碟形弹簧替换。
3.根据权利要求1所述的串联型叠层橡胶-弹簧三维复合隔震支座，其特征在于：水平隔震装置的上、下支座中部之一或者两者都安装铅芯以增大阻尼耗能。
4.根据权利要求1所述的串联型叠层橡胶-弹簧三维复合隔震支座，其特征在于：水平隔震装置的上、下支座为圆柱状。
5.根据权利要求1所述的串联型叠层橡胶-弹簧三维复合隔震支座，其特征在于：当建筑物受到风载荷或遇到震级较低的地震时，与上部建筑相连接的上连接板(1)和与下部竖向隔震装置相连接的中连接板(7)之间受到外力作用，水平刚度较小的上支座(4)开始发生变形，下支座(6)不发生变形，上连接板(1)与中连接板(7)之间发生水平位移，当建筑物遇到震级较高的地震时，上支座(4)变形，与其固定的上连接板(1)发生水平位移，带动限位钢筒(2)运动，直到与中隔板(5)接触，外部作用力通过限位钢筒(2)传递在中隔板(5)上，进而作用到下支座(6)上，从而使水平刚度较大的下支座(6)发生变形。
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