CN106968499A - 一种附带竖向减震功能的水平向负刚度装置 - Google Patents
一种附带竖向减震功能的水平向负刚度装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106968499A CN106968499A CN201710138945.3A CN201710138945A CN106968499A CN 106968499 A CN106968499 A CN 106968499A CN 201710138945 A CN201710138945 A CN 201710138945A CN 106968499 A CN106968499 A CN 106968499A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ball pivot
- curved surface
- sphere
- arch
- precompressed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- 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
- E04H9/02—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 withstanding earthquake or sinking of ground
- E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
本发明涉及一种附带竖向减震功能的水平向负刚度装置,包括球铰上连接板,球铰下连接板,球铰,拱球面,预压碟形弹簧,粘滞阻尼器,限位杆,支承底座,螺帽,内六角螺栓;所述球铰上连接板与球铰下连接板通过内六角螺栓固定连接,所述球铰嵌入球铰下连接板固定,所述球铰与拱球面承压接触;所述预压碟形弹簧上部与拱球面焊接连接,下部与支承底座焊接连接;所述粘滞阻尼器布置于预压碟形弹簧内径处,所述粘滞阻尼器上部与拱球面焊接连接,下部与支承底座焊接连接,粘滞阻尼器与预压碟形弹簧协同工作,同时产生负刚度和阻尼力;所述限位杆与拱球面和支承底座通过螺帽连接,实现碟形弹簧预压状态,所述限位杆对称布置于拱球面两侧。
Description
技术领域
本发明属于隔震技术领域,具体涉及一种附带竖向减震功能的水平向负刚度装置。
背景技术
基础隔震是目前应用最为广泛的结构振动控制技术。对于传统的被动隔震技术要实现低频隔震,必须减小结构的自振频率,即减小结构的刚度。但基础隔震在一定程度上增加了结构的刚度,造成结构的自振频率增加,加速度响应放大。
采用隔震体系的结构在强震下会产生很大的水平位移,必须加以控制才能保证整个结构的抗震安全性,避免支座进入大变形所引起的硬化和碰撞等现象。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷,本发明的目的是提供一种附带竖向减震功能的水平向负刚度装置,使得该装置与隔震支座并联应用于隔震结构,用于实现隔震层较低水平刚度和强震下更好的隔震控制效果。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种附带竖向减震功能的水平向负刚度装置,包括球铰上连接板,球铰下连接板,球铰,拱球面,预压碟形弹簧,粘滞阻尼器,限位杆,支承底座,螺帽,内六角螺栓;所述球铰上连接板与球铰下连接板通过内六角螺栓固定连接,所述球铰嵌入球铰下连接板固定,所述球铰与拱球面承压接触;所述预压碟形弹簧上部与拱球面焊接连接,下部与支承底座焊接连接;所述粘滞阻尼器布置于预压碟形弹簧内径处,所述粘滞阻尼器上部与拱球面焊接连接,下部与支承底座焊接连接,粘滞阻尼器与预压碟形弹簧协同工作,同时产生负刚度和阻尼力;所述限位杆与拱球面和支承底座通过螺帽连接,实现碟形弹簧预压状态,所述限位杆对称布置于拱球面两侧;所述球铰上连接板和支承底座均设置有通孔,以便其固定在外部结构上。
所述球铰下连接板设置有第一曲面,所述第一曲面为球铰下连接板上凹陷的曲面,所述第一曲面与球铰的半径一致;所述球铰下方设置有第二曲面,所述第二曲面为球铰上凹陷的曲面,所述第二曲面与拱球面曲率半径一致;所述拱球面上方设置有第三曲面,所述第三曲面为拱球面凸起的曲面,所述第三曲面与拱球面曲率半径一致;所述第二曲面与第三曲面承压接触;所述第二曲面和第三曲面的配合,能使球铰在拱球面上滑动;第一曲面和球铰的配合,能使球铰在拱球面上滑动的同时也能相对球铰下连接板转动;所述球铰在拱球面上滑动时,产生垂直于第三曲面的正压力,以提供负刚度水平恢复力。
所述预压碟形弹簧按等边三角形布置于拱球面下部,使得整套装置稳定,预压碟形弹簧变形只在垂直方向发生,且预压碟形弹簧恢复原长,负刚度装置即失效。
所述第三曲面、球铰表面、第一曲面和第二曲面均采用聚四氟乙烯板。
与现有技术相比,本发明具有如下突出优点:
通过预压碟形弹簧,当球铰在拱球面上滑动时,产生垂直于拱球面的正压力,提供负刚度水平恢复力。由于碟形弹簧刚度大的特点,微小的变形即能产生较大的水平负刚度,降低隔震层刚度,有效控制隔震层的加速度响应。
通过附加粘滞阻尼器,运动过程中,碟形弹簧与阻尼器协同工作,同时产生负刚度和阻尼力,解决单一负刚度使得隔震结构位移放大的现象,有效控制隔震结构位移,解决强震下核电结构位移过大的现象。
通过等边三角形三点布置预压碟形弹簧,整套装置结构稳定;且通过限位杆的作用,防止结构摇摆,保证预压碟形弹簧只在垂直方向发生变形。
当预压碟形弹簧恢复原长,负刚度装置即失效,不会产生受拉的状态,负刚度装置性能稳定。
通过调整球铰与曲面的曲率半径,以及预压碟形弹簧和粘滞阻尼器的参数,能够改变负刚度装置的负刚度,阻尼力及承载力的大小,从而满足不同的设计需求。
附图说明
图1是本发明装置示意图。
图2是本发明装置运动示意图。
图3是图一中沿I-I剖线的俯视图。
图4是球铰上连接板示意图。
图5是球铰下连接板示意图。
图6是粘滞阻尼器示意图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明。
如图1至图6所示,一种附带竖向减震功能的水平向负刚度装置,包括球铰上连接板1,球铰下连接板2,球铰3,拱球面4,预压碟形弹簧5,粘滞阻尼器6,限位杆7,支承底座8,螺帽9,内六角螺栓10;所述球铰上连接板1与球铰下连接板2通过内六角螺栓10固定连接,所述球铰3嵌入球铰下连接板2固定,所述球铰3与拱球面4承压接触;所述预压碟形弹簧5上部与拱球面4焊接连接,下部与支承底座8焊接连接;所述粘滞阻尼器6布置于预压碟形弹簧5内径处,所述粘滞阻尼器6上部与拱球面4焊接连接,下部与支承底座8焊接连接,粘滞阻尼器6与预压碟形弹簧5协同工作,同时产生负刚度和阻尼力;所述限位杆7与拱球面4和支承底座8通过螺帽9连接,实现碟形弹簧5预压状态,所述限位杆7对称布置于拱球面4两侧;所述球铰上连接板1和支承底座8均设置有通孔,以便其固定在外部结构上。
所述球铰下连接板2设置有第一曲面b2,所述第一曲面b2为球铰下连接板2上凹陷的曲面,所述第一曲面b2与球铰3的半径一致;所述球铰3下方设置有第二曲面b3,所述第二曲面b3为球铰3上凹陷的曲面,所述第二曲面b3与拱球面4曲率半径一致;所述拱球面4上方设置有第三曲面a4,所述第三曲面a4为拱球面4凸起的曲面,所述第三曲面a4与拱球面4曲率半径一致;所述第二曲面b3与第三曲面a4承压接触;所述第二曲面b3和第三曲面a4的配合,能使球铰3在拱球面4上滑动;第一曲面b2和球铰3的配合,能使球铰3在拱球面4上滑动的同时也能相对球铰下连接板2转动;所述球铰3在拱球面4上滑动时,产生垂直于第三曲面a4的正压力,以提供负刚度水平恢复力。
所述预压碟形弹簧5按等边三角形布置于拱球面4下部,使得整套装置稳定,预压碟形弹簧5变形只在垂直方向发生,且预压碟形弹簧5恢复原长,负刚度装置即失效。
本装置安装完成后,将限位杆7上部的螺帽拧松至设定位置,负刚度装置即进入工作状态。在地震作用下,球铰上连接板1发生水平运动,球铰3在拱球面4上承压滑动,预压碟形弹簧5随之发生垂直向恢复变形,拱球面4与球铰3产生的正压力提供与运动方向一致的水平力,从而提供负刚度水平恢复力;粘滞阻尼器6与预压碟形弹簧5协同工作,产生阻尼力,增加装置的耗能能力,且能起到竖向减震功能,吸收地震能量从而降低隔震层的位移。
本负刚度装置在实际使用时,可与隔震支座并联使用于隔震结构,在建筑物底部合理布置本负刚度装置与隔震支座,可实现隔震层低水平刚度和高阻尼比,有效控制隔震层的动力响应,避免隔震体系在强震下进入大变形所引起的硬化和碰撞等现象,提高隔震体系的抗震安全性。
Claims (3)
1.一种附带竖向减震功能的水平向负刚度装置,其特征在于:包括球铰上连接板(1),球铰下连接板(2),球铰(3),拱球面(4),预压碟形弹簧(5),粘滞阻尼器(6),限位杆(7),支承底座(8),螺帽(9),内六角螺栓(10);所述球铰上连接板(1)与球铰下连接板(2)通过内六角螺栓(10)固定连接,所述球铰(3)嵌入球铰下连接板(2)固定,所述球铰(3)与拱球面(4)承压接触;所述预压碟形弹簧(5)上部与拱球面(4)焊接连接,下部与支承底座(8)焊接连接;所述粘滞阻尼器(6)布置于预压碟形弹簧(5)内径处,所述粘滞阻尼器(6)上部与拱球面(4)焊接连接,下部与支承底座(8)焊接连接,粘滞阻尼器(6)与预压碟形弹簧(5)协同工作,同时产生负刚度和阻尼力;所述限位杆(7)与拱球面(4)和支承底座(8)通过螺帽(9)连接,实现碟形弹簧(5)预压状态,所述限位杆(7)对称布置于拱球面(4)两侧;所述球铰上连接板(1)和支承底座(8)均设置有通孔,以便其固定在外部结构上。
2.根据权利要求1所述的一种附带竖向减震功能的水平向负刚度装置,其特征在于:所述球铰下连接板(2)设置有第一曲面(b2),所述第一曲面(b2)为球铰下连接板(2)上凹陷的曲面,所述第一曲面(b2)与球铰(3)的半径一致;所述球铰(3)下方设置有第二曲面(b3),所述第二曲面(b3)为球铰(3)上凹陷的曲面,所述第二曲面(b3)与拱球面(4)曲率半径一致;所述拱球面(4)上方设置有第三曲面(a4),所述第三曲面(a4)为拱球面(4)凸起的曲面,所述第三曲面(a4)与拱球面(4)曲率半径一致;所述第二曲面(b3)与第三曲面(a4)承压接触;所述第二曲面(b3)和第三曲面(a4)的配合,能使球铰(3)在拱球面(4)上滑动;第一曲面(b2)和球铰(3)的配合,能使球铰(3)在拱球面(4)上滑动的同时也能相对球铰下连接板(2)转动;所述球铰(3)在拱球面(4)上滑动时,产生垂直于第三曲面(a4)的正压力,以提供负刚度水平恢复力。
3.根据权利要求1所述的一种附带竖向减震功能的水平向负刚度装置,其特征在于:所述预压碟形弹簧(5)按等边三角形布置于拱球面(4)下部,使得整套装置稳定,预压碟形弹簧(5)变形只在垂直方向发生,且预压碟形弹簧(5)恢复原长,负刚度装置即失效。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710138945.3A CN106968499B (zh) | 2017-03-09 | 2017-03-09 | 一种附带竖向减震功能的水平向负刚度装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710138945.3A CN106968499B (zh) | 2017-03-09 | 2017-03-09 | 一种附带竖向减震功能的水平向负刚度装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106968499A true CN106968499A (zh) | 2017-07-21 |
CN106968499B CN106968499B (zh) | 2019-06-25 |
Family
ID=59329389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710138945.3A Active CN106968499B (zh) | 2017-03-09 | 2017-03-09 | 一种附带竖向减震功能的水平向负刚度装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106968499B (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110081119A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-08-02 | 哈尔滨工程大学 | 双层安全壳核电站的基础隔震与三维减震结构 |
CN110397175A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-11-01 | 广州大学 | 一种sma负刚度减震装置 |
CN110685369A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-14 | 南京工程学院 | 一种具有多方向耗能特性的装配式建筑减振装置 |
CN111576657A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-08-25 | 苏州高精特专信息科技有限公司 | 一种房建工程地震吸能装置 |
CN112160236A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-01 | 同济大学 | 一种基于弹簧阻尼器的自复位抗拔隔震支座 |
US11009063B2 (en) | 2018-12-12 | 2021-05-18 | Roller Bearing Company Of America, Inc. | Spherical plain bearing for dampers |
CN113236002A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-08-10 | 北京建筑大学 | 一种基于预压螺旋弹簧与黏滞阻尼器的多阶段竖向隔震耗能系统 |
CN114961006A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-08-30 | 滁州职业技术学院 | 一种具有碟形弹簧的并联型负刚度结构隔震减振支座 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003129692A (ja) * | 2001-10-23 | 2003-05-08 | Sekisui Chem Co Ltd | 免震装置 |
JP2004011318A (ja) * | 2002-06-10 | 2004-01-15 | Shonan Kosan Kk | 建築構造物の免振装置 |
CN201560504U (zh) * | 2009-11-20 | 2010-08-25 | 北京工业大学 | 自适应多球面摩擦滑动隔震支座 |
JP5227519B2 (ja) * | 2007-01-30 | 2013-07-03 | 住友林業株式会社 | 免震建築物 |
CN106013489A (zh) * | 2016-06-04 | 2016-10-12 | 上海大学 | 一种附带阻尼多向负刚度装置 |
CN106400976A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-02-15 | 广州大学 | 一种抗倾覆碟形弹簧三维隔震支座 |
-
2017
- 2017-03-09 CN CN201710138945.3A patent/CN106968499B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003129692A (ja) * | 2001-10-23 | 2003-05-08 | Sekisui Chem Co Ltd | 免震装置 |
JP2004011318A (ja) * | 2002-06-10 | 2004-01-15 | Shonan Kosan Kk | 建築構造物の免振装置 |
JP5227519B2 (ja) * | 2007-01-30 | 2013-07-03 | 住友林業株式会社 | 免震建築物 |
CN201560504U (zh) * | 2009-11-20 | 2010-08-25 | 北京工业大学 | 自适应多球面摩擦滑动隔震支座 |
CN106013489A (zh) * | 2016-06-04 | 2016-10-12 | 上海大学 | 一种附带阻尼多向负刚度装置 |
CN106400976A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-02-15 | 广州大学 | 一种抗倾覆碟形弹簧三维隔震支座 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11009063B2 (en) | 2018-12-12 | 2021-05-18 | Roller Bearing Company Of America, Inc. | Spherical plain bearing for dampers |
US11391323B2 (en) | 2018-12-12 | 2022-07-19 | Roller Bearing Company Of America, Inc. | Spherical plain bearing for dampers |
CN110081119A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-08-02 | 哈尔滨工程大学 | 双层安全壳核电站的基础隔震与三维减震结构 |
CN110397175A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-11-01 | 广州大学 | 一种sma负刚度减震装置 |
CN110397175B (zh) * | 2019-07-02 | 2021-09-28 | 广州大学 | 一种sma负刚度减震装置 |
CN110685369A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-14 | 南京工程学院 | 一种具有多方向耗能特性的装配式建筑减振装置 |
CN110685369B (zh) * | 2019-10-22 | 2021-05-11 | 南京工程学院 | 一种具有多方向耗能特性的装配式建筑减振装置 |
CN111576657A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-08-25 | 苏州高精特专信息科技有限公司 | 一种房建工程地震吸能装置 |
CN112160236A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-01 | 同济大学 | 一种基于弹簧阻尼器的自复位抗拔隔震支座 |
CN113236002A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-08-10 | 北京建筑大学 | 一种基于预压螺旋弹簧与黏滞阻尼器的多阶段竖向隔震耗能系统 |
CN114961006A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-08-30 | 滁州职业技术学院 | 一种具有碟形弹簧的并联型负刚度结构隔震减振支座 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106968499B (zh) | 2019-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106968499A (zh) | 一种附带竖向减震功能的水平向负刚度装置 | |
WO2019075959A1 (zh) | 一种带自适应刚度特性的三维隔震/振支座 | |
EP2821668B1 (en) | Vibration-insulating device and system | |
CN106013489B (zh) | 一种附带阻尼多向负刚度装置 | |
CN103243831B (zh) | 复合式全向调谐减震阻尼摆 | |
CN105350675A (zh) | 一种竖向隔震装置 | |
CN203977612U (zh) | 一种新型阻尼器 | |
CN106759927A (zh) | 一种串联型叠层橡胶‑弹簧三维复合隔震支座 | |
CN113958014A (zh) | 一种自适应变刚度三维隔震/振装置 | |
CN113374106B (zh) | 一种sma高耗能自复位三维隔震装置 | |
CN110080589A (zh) | 一种竖向隔震装置及其隔震、安装方法 | |
CN207297738U (zh) | 一种高性能惯导减振装置 | |
CN215668987U (zh) | 一种单向大阻尼防落梁摩擦摆支座 | |
CN210344130U (zh) | 一种拼装式四滚珠隔震平台 | |
CN110424546A (zh) | 一种闭锁滑动型多级隔震装置 | |
CN201521587U (zh) | 一种限位式复合减震器 | |
CN203684069U (zh) | 连续刚构桥墩有限约束减震构造 | |
CN209907638U (zh) | 一种用于地基不均匀沉降与地震耦合下的工程减震装置 | |
CN106369103B (zh) | 用于电气设备减震体系的承载装置 | |
CN107366711A (zh) | 一种无人机减震结构以及一种无人机 | |
CN201874117U (zh) | 蜂窝橡胶减震垫 | |
CN204610661U (zh) | 刚度可调式变阻尼背部隔振器 | |
CN207093662U (zh) | 一种无人机减震结构以及一种无人机 | |
CN114108863A (zh) | 一种具有缓冲器的室内减震装置 | |
CN106400976A (zh) | 一种抗倾覆碟形弹簧三维隔震支座 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |