CN106760022A - 预应力叠层橡胶钢板杆式轴向减隔震装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预应力叠层橡胶钢板杆式轴向减隔震装置，包括耳板、轴向钢棒、叠层橡胶钢板和防护钢筒，叠层橡胶钢板共有两个，每个内部穿设有轴向钢棒，轴向钢棒的一端与耳板固定连接，位于耳板、叠层橡胶钢板外端面之间的棒体上套设有固定螺栓和调节螺栓；叠层橡胶钢板由管状钢板层和管状胶板层交替粘接而成，两个叠层橡胶钢板最外侧橡胶层通过防护钢筒连接于一体；轴向钢棒为变直径钢棒，能够轴向滑移，挤压叠层橡胶钢板使其形成一个受力的整体。本发明解决了轴向减隔震的问题，为如馆藏文物储放装置等待减隔震设备提供减隔震保护，能够替代传统弹簧阻尼导杆系统，作为新型三维隔震支座的轴向隔震系统元件。

Description

预应力叠层橡胶钢板杆式轴向减隔震装置

技术领域

本发明涉及减隔震设备领域，具体涉及一种预应力叠层橡胶钢板杆式轴向减隔震装置。

背景技术

中国地处两条主要的地震带-欧亚地震带和环太平洋地震带之间，是世界上遭受到地震危害最为严重的国家之一。城市内结构、设备(如馆藏文物储放装置)破坏而引起的经济损失和人员伤亡将对国家安全和社会稳定造成巨大的冲击。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。而当地震动的卓越周期和物体的自振周期比较接近时，物体的破坏就将更加严重。而通过对物体设置一定的隔震装置可以显著改变物体的自振周期，从而避开地震的卓越周期，从而显著的降低作用于物体的惯性力，减小物体在地震作用下的破坏，增加物体在地震下的安全。

传统的减隔震技术一般分为两大类：一类是通过隔震装置的设置来延长结构的自振周期，降低上部结构的地震反应；另一类是通过在结构与基础的连接处设置耗能的装置，消耗地震对结构的能量输入，从而减小输入到结构中的地震能量，降低地震作用的破坏。目前这两种减隔震技术均取得了较好的应用，但上述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，轴向(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轴向隔震的要求，另一方面，在某些情况下，还会对轴向地震作用产生放大作用。

公开号为CN104315079A、CN104315080A、CN104294954A、CN104295660A和CN104358822A的五个发明专利中公开了一种新型三维隔震支座，但是这种支座中弹簧阻尼导杆系统的性能限制了其应用，需要更加适宜的轴向隔震系统元件，本发明可以作为新型三维隔震支座很好的轴向隔震系统元件。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种预应力叠层橡胶钢板杆式轴向减隔震装置，能够替代传统弹簧阻尼导杆系统，作为新型三维隔震支座的轴向隔震系统元件。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种预应力叠层橡胶钢板杆式轴向减隔震装置，包括耳板、轴向钢棒、叠层橡胶钢板和防护钢筒，所述叠层橡胶钢板共有两个，每个所述叠层橡胶钢板的内部穿设有轴向钢棒，所述轴向钢棒的一端与叠层橡胶钢板的内端面平齐，另一端与耳板固定连接，所述轴向钢棒位于耳板、叠层橡胶钢板外端面之间的棒体上套设有固定螺栓和调节螺栓，且所述调节螺栓靠近叠层橡胶钢板设置；

所述叠层橡胶钢板由管状钢板层和管状胶板层交替粘接而成，所述叠层橡胶钢板的最内侧、最外侧为橡胶层，两个所述叠层橡胶钢板最外侧橡胶层通过所述防护钢筒连接于一体；

所述轴向钢棒为直径由外往内逐渐增大的变直径钢棒，通过位于其上的固定螺栓和调节螺栓来实现轴向滑移，滑移产生的向外膨胀力挤压所述叠层橡胶钢板的最内侧橡胶层，使得所述管状钢板层和管状胶板层在防护钢筒的限制下相互压紧，形成一个受力的整体。

进一步地，所述管状钢板层中每层钢板厚度相等。

进一步地，所述管状钢板层中每层钢板由四块弧形板体拼成，相邻两个所述弧形板体间留有调节缝隙。

进一步地，所述管状胶板层中每层胶板通过硫化或胶粘方式与两侧的钢板固定。

本发明的一个优选方案为，所述管状胶板层中每层胶板厚度相等。

本发明的另一个优选方案为，所述管状胶板层中每层胶板厚度由内往外逐渐增大。

本发明的有益效果是：

1、本发明解决了轴向减隔震的问题，为如馆藏文物储放装置的待减隔震设备提供减隔震保护，最大限度地“切断”或削弱地震作用的传递，通过叠层橡胶钢板的设置延长待减隔震设备的自振周期，避开地震作用的卓越周期，轴向产生的幅值不断变化的振动也能通过叠层橡胶钢板的剪切变形削弱，实现了减隔震的作用。本发明装置能够替代传统弹簧阻尼导杆系统，作为新型三维隔震支座的轴向隔震系统元件。

2、根据待减隔震设备的轴向自振周期，选择不同厚度的橡胶层及钢板层并交替粘结，延长待减隔震设备的轴向自振周期。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明减隔震装置的立体结构示意图；

图2为本发明减隔震装置的俯视结构示意图；

图3为本发明减隔震装置的主视结构示意图；

图4为本发明省略防护钢筒后的立体结构示意图；

图5为图4结构的俯视结构示意图；

图6为图4结构的主视结构示意图；

图7为本发明中防护钢筒的立体结构示意图；

图8为本发明中防护钢筒的侧视结构示意图；

图9为本发明中耳板、固定螺栓、调节螺栓及轴向钢棒连接后的立体结构示意图；

图10为图9结构的俯视结构示意图；

图11为本发明中叠层橡胶钢板的立体结构示意图；

图12为本发明中叠层橡胶钢板的侧视结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-耳板，2-固定螺栓，3-调节螺栓，4-叠层橡胶钢板，5-防护钢筒，6-轴向钢棒，7-管状钢板层，8-管状胶板层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-12所示，本实施例为一种预应力叠层橡胶钢板杆式轴向减隔震装置，包括耳板1、轴向钢棒6、叠层橡胶钢板4和防护钢筒5，叠层橡胶钢板4共有两个，每个叠层橡胶钢板4的内部穿设有轴向钢棒6，轴向钢棒6的一端与叠层橡胶钢板4的内端面平齐，另一端与耳板1固定连接，轴向钢棒6位于耳板1、叠层橡胶钢板4外端面之间的棒体上套设有固定螺栓2和调节螺栓3，且调节螺栓3靠近叠层橡胶钢板4设置。

叠层橡胶钢板4由管状钢板层7和管状胶板层8交替粘接而成，叠层橡胶钢板4的最内侧、最外侧为橡胶层，两个叠层橡胶钢板4最外侧橡胶层通过防护钢筒5连接于一体。其中，管状钢板层7中每层钢板厚度相等，每层钢板由四块弧形板体拼成，相邻两个弧形板体间留有调节缝隙。管状胶板层8中每层胶板通过硫化或胶粘方式与两侧的钢板固定，管状胶板层8中每层胶板厚度相等。

本实施例的一个具体应用为：适用于城市内的多种待减隔震设备，如馆藏文物储放装置。使用时，馆藏文物储放装置直接与耳板1固定连接，轴向钢棒6为直径由外往内逐渐增大的变直径钢棒，通过位于其上的固定螺栓2和调节螺栓3来实现轴向滑移，滑移产生的向外膨胀力挤压叠层橡胶钢板4的最内侧橡胶层，使得管状钢板层7和管状胶板层8在防护钢筒5的限制下相互压紧，形成一个受力的整体，在轴向荷载作用下达到受力平衡。

非地震状态时轴向荷载作用下，馆藏文物储放装置通过叠层橡胶钢板4中橡胶的剪切作用达到受力平衡；地震作用发生时，叠层橡胶钢板4的设置延长了馆藏文物储放装置的轴向自振周期，使得馆藏文物储放装置的轴向自振周期远离地震的卓越周期，从而大幅度减小轴向地震作用，轴向产生的幅值不断变化的振动通过叠层橡胶钢板4的剪切变形削弱，实现了减隔震的作用；地震发生后，馆藏文物储放装置重新达到受力平衡。

实施例二

本实施例与实施例一的结构及应用基本相同，其不同之处在于，管状胶板层8中每层胶板厚度由内往外逐渐增大。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种预应力叠层橡胶钢板杆式轴向减隔震装置，其特征在于：包括耳板、轴向钢棒、叠层橡胶钢板和防护钢筒，所述叠层橡胶钢板共有两个，每个所述叠层橡胶钢板的内部穿设有轴向钢棒，所述轴向钢棒的一端与叠层橡胶钢板的内端面平齐，另一端与耳板固定连接，所述轴向钢棒位于耳板、叠层橡胶钢板外端面之间的棒体上套设有固定螺栓和调节螺栓，且所述调节螺栓靠近叠层橡胶钢板设置；

所述叠层橡胶钢板由管状钢板层和管状胶板层交替粘接而成，所述叠层橡胶钢板的最内侧、最外侧为橡胶层，两个所述叠层橡胶钢板最外侧橡胶层通过所述防护钢筒连接于一体；

所述轴向钢棒为直径由外往内逐渐增大的变直径钢棒，通过位于其上的固定螺栓和调节螺栓来实现轴向滑移，滑移产生的向外膨胀力挤压所述叠层橡胶钢板的最内侧橡胶层，使得所述管状钢板层和管状胶板层在防护钢筒的限制下相互压紧，形成一个受力的整体。

2.根据权利要求1所述的预应力叠层橡胶钢板杆式轴向减隔震装置，其特征在于：所述管状钢板层中每层钢板厚度相等。

3.根据权利要求1所述的预应力叠层橡胶钢板杆式轴向减隔震装置，其特征在于：所述管状钢板层中每层钢板由四块弧形板体拼成，相邻两个所述弧形板体间留有调节缝隙。

4.根据权利要求1所述的预应力叠层橡胶钢板杆式轴向减隔震装置，其特征在于：所述管状胶板层中每层胶板通过硫化或胶粘方式与两侧的钢板固定。

5.根据权利要求1-4任一项所述的预应力叠层橡胶钢板杆式轴向减隔震装置，其特征在于：所述管状胶板层中每层胶板厚度相等。

6.根据权利要求1-4任一项所述的预应力叠层橡胶钢板杆式轴向减隔震装置，其特征在于：所述管状胶板层中每层胶板厚度由内往外逐渐增大。