CN106988429A - 一种多重多维减震隔震装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多重多维减震隔震装置，包括底板、隔震支座和抗扭筒，抗扭筒与底板之间分布有多个隔震支座，抗扭筒的内腔中设有竖向减震装置，抗扭筒包括上连接板、下连接板、外筒和内筒，内筒设置于外筒内，外筒和内筒的上端和下端均分别与上连接板和下连接板连接，外筒和内筒均为伸缩筒，外筒与内筒之间横向设有环形盖板，环形盖板与上连接板之间沿环形均匀分布有多个弹簧，环形盖板与下连接板之间设有粘弹性液体。实现横向、纵向和竖向的多向减震，有效地减小结构的扭转效应，耐久性好的性能，大幅提高耗能能力，可广泛用于高层建筑、大跨结构、桥梁结构等土木工程结构的抗风和抗震工程中，也可拓展应用到机械、轨道交通领域的减振中。

Description

一种多重多维减震隔震装置
技术领域
本发明涉及减震隔震装置技术领域，具体涉及一种多重多维减震隔震装置。
背景技术
地震作用、台风、海啸以及机械振动等动态荷载是建筑结构在使用过程中可能承受的外部干扰，这些动态荷载会严重影响建筑物的性能及其内部设备的正常运转。建筑设计工作者不仅要保证建筑结构的美观性和安全性而且要设法减小这些动态荷载对建筑结构的不利影响。结构振动控制是一种新型的抗震措施，其中通过在结构中设置减震或隔震装置来消耗或隔离震动能量，或者施加外部的能量以抵消外部激励对结构的作用。(参见文献：周福霖.工程结构减震控制[M].北京：地震出版社，1997)。
我国高铁技术的日渐成熟，给全国人民带来了前所未有的方便。然而随之也带来了各种环境问题，特别是列车运行对周围环境振动的影响更为突出，影响了人们的工作、生活和休息。Dawn和Stanworth经过研究发现当列车运行速度比地面波传播速度快时，就会形成地面冲击波，这种冲击振动对沿线建筑物的影响比较严重。(参见文献：Dawn,T.M.andStanworth C.G.Ground Vibrations from Passing Trains.Journal of sound andvibration,198966(3):355-362.)。Nelosn研究指出列车运行对沿线建筑物的影响是振动先传播到建筑结构基础，再由基础往上部结构传播，且多层结构振动逐层衰减，每传播一层振级衰减约为2-3dB。(参见文献：Nelson P.M.Transportation noise referencebook.Butterworth&Co.Ltd,1987.)
GB50868《建筑工程容许振动标准》，标准中指出需要测量建筑物基础处竖向和水平向两个主轴方向的振动速度峰值及其对应的频率，说明结构横向、纵向和竖向的三向振动均需要进行控制。此外对于一些特殊的结构还需要进行扭转响应的控制，结构的扭转响应主要由两方面的因素引起：(1)外来干扰，由于地震地面运动非常复杂，地震波通过时各点的相位、周期各不相同，地面质点运动的相位差使其地面运动既产生水平运动分量，也会产生转动分量。地面的转动分量均将迫使结构产生扭转振动；(2)建筑结构本身的特性，对于非对称结构，在地震作用下，由于质量中心和刚度中心不重合，将使结构产生平扭耦联振动(参见文献：王墩，吕西林.平面不规则结构非弹性扭转地震反应研究进展[J].地震工程与工程振动，2010,20(2)：51-57)。
目前针对振动控制装置的研发多集中于被动减震装置，这些装置具有构造相对简单，无需人工干预的优点。有学者运用粘滞阻尼筒对高层建筑扭转耦合地震反应进行控制并进行振动台模型试验研究，验证了阻尼筒控制系统不仅能有效地控制高层建筑的水平地震反应，而且能有效地控制高层建筑结构的扭转藕合地震反应(参见文献：李忠献，万家，姜忻良.高层建筑结构扭转祸合地震反应阻尼器控制试验研.振动工程学报[J].1999,12(2):262-266)；另有研究表明：利用调液柱型阻尼器(TLCD)和环形调液阻尼器(CTLCD)也能控制偏心结构在多维地震作用下扭转耦联振动(参见文献：霍林生，李宏男.环形调液阻尼器(CTLCD)对结构平移一扭转耦联振动控制的参数研究[J].工程力学.2005.22(2):124-131)；采用当前发展较为成熟的RB(叠层橡胶支座)和LRB(叠层铅芯橡胶支座)作为调控隔震元件，也可以有效地控制非对称建筑结构在地震激励下的偏心扭转反应(参见文献：张俊发，杨迪雄，刘云贺，文波.空间非对称框架结构偏心扭转地震反应的控制.西安建筑科技大学学报(自然科学版)[J].2002,34(4):349-353)。
粘弹性材料是建筑结构抗震抗风中一种十分有效的耗能材料，它是在外力作用下，弹性和粘性两种变形机制同时存在的材料，其耗能机理是利用粘弹性材料的往复剪切变形，以吸热方式耗散震动能量。由于它性能优良、成本低廉、设计简单、施工方便等优点，己成为土木工程中应用最广泛的一种耗能材料。(参见文献：瞿伟廉.设置粘弹性阻尼器钢结构高层建筑抗震抗风设计的使用方法[J].建筑结构学报,1996,19(3):42～49).
本文结合粘弹性液体高耗能的优点和振动特性，充分发挥粘滞阻尼器、TLD和隔震的优点，利用筒体之间和筒体内部的空间，发明一种能多重多维减震隔震装置，很有必要且极具工程应用前景。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种多重多维减震隔震装置，实现横向、纵向和竖向的多向减震，有效地减小结构的扭转效应，耐久性好的性能，大幅提高耗能能力，本发明可广泛用于高层建筑、大跨结构、桥梁结构等土木工程结构的抗风和抗震工程中，也可拓展应用到机械、轨道交通领域的减振中。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种多重多维减震隔震装置，包括底板、隔震支座和抗扭筒，抗扭筒与底板之间分布有多个隔震支座，抗扭筒的内腔中设有竖向减震装置；
其中，抗扭筒包括上连接板、下连接板、外筒和内筒，内筒设置于外筒内，外筒和内筒的上端和下端均分别与上连接板和下连接板连接，外筒和内筒均为伸缩筒，可沿轴向伸缩，上连接板可沿竖直方向上下移动，外筒与内筒之间横向设有环形盖板，环形盖板的内端和外端分别与外筒和内筒连接固定，环形盖板与上连接板之间沿环形均匀分布有多个弹簧，环形盖板与下连接板之间设有粘弹性液体。
按照上述技术方案，竖向减震装置包括铅盒、多个支杆和挤压杆，铅盒固设于下连接板上，铅盒内设有铅体，多个支杆沿周向均匀分布于铅盒的外侧，支杆的上端与上连接板套接，支杆的下端与下连接板连接固定，上连接板可沿支杆的长度方向上下移动，支杆上套设有竖向弹簧，竖向弹簧的两端分别与上连接板和下连接板接触，弹簧的回复力使上连接板自动回复到最高极限位置，挤压杆分布于铅盒内侧，挤压杆的上端与上连接板连接固定，挤压杆的下端插入至铅盒内的铅体中。
按照上述技术方案，支杆的顶端套设有限位螺丝，支杆通过限位螺丝限制上连接板最高极限位置。
按照上述技术方案，每个挤压杆的下端均套设有约束套，约束套与铅盒底板连接固定，挤压杆上设有多个凸起，铅盒内设有铅体，铅体内设有多个凹槽，挤压杆的下端穿过铅体，凸起嵌入于钳体凹槽内。
按照上述技术方案，外筒包括上外套筒和下外套筒，上外套筒的下端与下外套筒的上端套接，内筒包括上内套筒和下内套筒，上内套筒的下端与下内套筒的上端套接，上外套筒的上端和上内套筒的上端均与上连接板固定连接，下外套筒的下端和下内套筒的下端均与下连接板固定连接；
下内套筒的上端外侧设有卡槽，上内套筒的下端内侧对应设有凸球，凸球嵌入于卡槽内，卡槽的两端设有挡块。
按照上述技术方案，外筒与内筒之间沿周向均匀分布有加劲肋板和活塞装置，加劲肋板和活塞装置交错分布，加劲肋板的两端分别与外筒和内筒连接固定，加劲肋板的上端和下端分别与环形盖板和下连接板连接固定，活塞装置的上端与上连接板连接固定，活塞装置的下端穿过环形盖板插入至粘弹性液体内。
按照上述技术方案，加劲肋板上均匀分布有多个阻尼孔。
按照上述技术方案，活塞装置包括连接杆和活塞，连接杆的上端与上连接板连接固定，连接杆的下端穿过环形盖板，与活塞连接，活塞上设有通孔。
按照上述技术方案，底板上设有多个限位挡板，限位挡板沿周向均匀分布于下连接板的外侧。
按照上述技术方案，隔震支座包括粘弹性材料层和钢板，粘弹性材料层和钢板依次交替叠合布置。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明不仅能够实现横向、纵向和竖向的多向减震，而且利用内筒和外筒发生相对扭转时内部的粘弹性介质产生的压力差，有效地减小结构的扭转效应；利用粘弹性材料无残余形变，耐久性好的性能，大幅提高耗能能力，本发明可广泛用于高层建筑、大跨结构、桥梁结构等土木工程结构的抗风和抗震工程中，也可拓展应用到机械、轨道交通领域的减振中。
2.利用铅盒内铅的高密度、强塑性、电阻率高的特点，提高了整个装置的质量和抗竖向振动的能力；隔震装置、内筒、外筒、粘弹性液体、铅体和弹簧等多个减震元件的有效组合，其中，隔震支座和限位板具有水平两向的减震作用；支杆、挤压杆和铅盒具有竖向的减震作用；连接板、下连接板、外筒、内筒及其内外筒之间的装置具有扭转减震作用，多个构件形成多重减震隔震效果，加劲肋板与活塞装置在环形空间内的有效组合，节约了空间，整个装置空间利用率高，整体性强，安装方便。
附图说明
图1是本发明实施例中多重多维减震隔震装置的俯视图；
图2是图1的Ⅰ-Ⅰ剖面图；
图3是图2的Ⅱ-Ⅱ剖面图；
图4是本发明实施例中内筒中上内套筒与下内套筒分离示意图；
图5是本发明实施例中抗扭筒的结构示意图；
图6是本发明实施例中高层工业厂房中多维多重减震隔震装置分布的主视图；
图7是图6的左视图；
图8是图6中第3层平面布局图；
图9是图6中底层平面布局图；
图10是图6中第6层的平面布局图；
图11是图6中第8层和第九层的平面布局图；
图12是本发明实施例中砌体结构模型的立面图；
图13是图12中底层平面布局图；
图中，1-底座，2-隔震支座，3-限位板，4-下连接板，5-阻尼孔，6-粘弹性液体，7-外筒，8-内筒，9-活塞，10-连接杆，11-加劲肋板，12-环形盖板，13-弹簧，14-上连接板，15-支杆，16-挤压杆，17-铅盒，18-约束套，19-卡槽，20-带隔震支座的多重多维减震隔震装置，21-不带隔震支座的多重多维减震隔震装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1～图13所示，本发明提供的一个实施例中的多重多维减震隔震装置，包括底板、隔震支座2(所述隔震支座2为橡胶隔震支座)和抗扭筒，抗扭筒与底板之间分布有多个橡胶隔震支座2，抗扭筒的内腔中设有竖向减震装置(所述的抗扭筒的内腔即为内筒8的内腔)；
其中，抗扭筒包括上连接板14、下连接板4、外筒7和内筒8，内筒8设置于外筒7内，外筒7与内筒8同心布置，外筒7和内筒8的上端和下端均分别与上连接板14和下连接板4连接，外筒7和内筒8均为伸缩筒，可沿轴向伸缩，上连接板可沿竖直方向上下移动，外筒7与内筒8之间横向设有环形盖板12，环形盖板12的内端和外端分别与外筒7和内筒8连接固定(连接方式为焊接)，环形盖板12与上连接板14之间沿环形均匀分布有多个弹簧13，环形盖板12与下连接板4之间设有粘弹性液体6。
进一步地，底板为矩形底板；橡胶隔震支座2的个数是4个，对称均匀分布。
进一步地，竖向减震装置包括铅盒17、多个支杆15和挤压杆16，铅盒17固设于下连接板4上，铅盒内设有铅体，多个支杆15沿周向均匀分布于铅盒17的外侧，支杆15的上端与上连接板14套接，支杆的下端与下连接板4连接固定，上连接板可沿支杆的长度方向上下移动，支杆上套设有竖向弹簧，竖向弹簧的两端分别与上连接板和下连接板接触，弹簧的回复力使上连接板自动回复到最高极限位置，挤压杆16分布于铅盒17内侧，挤压杆16的上端与上连接板14连接固定，挤压杆16的下端插入至铅盒17与铅盒17内的铅体中；支杆15和挤压杆16的个数根据实际需要确定。
进一步地，铅盒17为圆柱体带盖铁盒，铅盒17的底板与下连接板4为同一块板。
进一步地，支杆15上套设有竖向弹簧，竖向弹簧的上端和下端分别与上连接板14和下连接板4接触，增强了整个装置的稳定性和竖向抗变形能力，通过限位螺丝防止上连接板14向上运动位移过大而脱出。
进一步地，每个挤压杆16的下端均套设有约束套18，约束套18与铅盒17底板连接固定，挤压杆16上设有多个凸起(所述的凸起为球形凸起)，铅盒17内设有铅体，铅体内设有多个凹槽，挤压杆16的下端穿过铅体，凸起嵌入于钳体凹槽内；凸起可以起到增加阻尼力的作用，挤压杆16的下端面通过约束套18与下连接板4之间具有一定的距离，保证挤压杆16可以发生适当的竖向位移。
进一步地，外筒7包括上外套筒和下外套筒，上外套筒的下端与下外套筒的上端套接，形成上下滑移伸缩筒结构，内筒8包括上内套筒和下内套筒，上内套筒的下端与下内套筒的上端套接，形成上下滑移伸缩筒结构，上外套筒的上端和上内套筒的上端均与上连接板14固定连接(具体连接方式为焊接)，下外套筒的下端和下内套筒的下端均与下连接板4固定连接(具体连接方式为焊接)。
进一步地，下内套筒的上端外侧设有卡槽19，上内套筒的下端内侧对应设有凸球，凸球嵌入于卡槽19内，卡槽19的两端设有挡块；通过卡槽19和凸球的配合使上内套筒和下内筒8之间只能发生竖向位移，通过设置合理的竖向卡槽19的长度达到自限位的功能，上外套筒与下外套筒之间的位移不加以限制，其在外力作用下可以自由的滑动及扭转。
进一步地，外筒7与内筒8之间沿周向均匀分布有加劲肋板11和活塞装置，加劲肋板11和活塞装置交错分布，加劲肋板11的两端分别与外筒7和内筒8连接固定，加劲肋板11的上端和下端分别与环形盖板12和下连接板4连接固定，活塞装置的上端与上连接板14连接固定，活塞装置的下端穿过环形盖板12插入至粘弹性液体6内。
进一步地，活塞装置包括连接杆10和活塞9，连接杆10的上端与上连接板14连接固定，连接杆10的下端穿过环形盖板12，与活塞9连接，活塞9上设有通孔。
进一步地，连接杆10与环形盖板12接触处设有密封橡胶圈。
进一步地，加劲肋板11上均匀分布有多个阻尼孔5，阻尼孔5的个数为5个，阻尼孔5为圆形。
进一步地，加劲肋板11分别与外筒7和内筒8之间的连接边缝设有密封条，用于密封。
进一步地，活塞9上的通孔为椭圆形通孔。
进一步地，底板上设有多个限位挡板(限位挡板为矩形)，限位挡板沿周向均匀分布于下连接板4的外侧；限位挡板可以防止隔震支座2水平位移过大。
进一步地，隔震支座2包括粘弹性材料层和钢板，粘弹性材料层和钢板依次交替叠合布置；隔震支座2的上端和下端通过螺栓分别与底部和下连接板4连接。
本发明的多重多维减震和隔震原理：
水平向减震主要通过抗扭筒及其内部所有部件、隔震支座2和底座1实现，当该装置受到水平向震动激励时，抗扭筒及其内部所有部件使隔震支座2处于高压状态，同时通过隔震支座2的剪切变形耗散掉振(震)动能量；
竖向减震主要通过抗扭筒内的粘弹性液体6、活塞9，连接杆10、弹簧13、挤压杆16、铅盒17实现，当装置受到竖向减振/震动激励时，弹簧13会产生与运动方向相反的弹性力，而挤压杆16在铅盒17中的运动会产生与运动方向相反的阻尼力，同时会带动连接杆10及其上的活塞9上下搅动高粘度液体6产生竖向阻力；
扭转减震主要通过外筒7、内筒8、下连接板4、上连接板14、带有阻尼孔5的加劲肋板11、粘弹性液体6所构成的抗扭筒实现，当装置受到扭转激励时，当内筒8和外筒7发生相对扭转，加劲肋两边的粘弹性液体6产生压力差，使阻尼介质通过阻尼孔5，从而产生阻尼力，达到减弱结构扭转作用的目的；
所谓多重减震，在此指的是：隔震支座2减小结构的水平两向振动效应，抗扭筒减小结构的扭转效应，竖向减震装置减小结构的竖向振动效应。
本发明的一个实施例中，本发明基于对高层工业厂房振动控制和重载列车沿线民房振动响应特性研究后，提供的多重多维振动控制装置，本装置可用于多高层结构的结构设计和已建结构的水平、纵向、竖向和扭转振动控制，下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1-图4所示，本发明提供一种多重多维减震隔震装置：矩形底板1上设置有4个对称分布的橡胶隔震支座2，抗扭筒位于隔震支座的上方，抗扭筒由方形上连接板14、下连接板4、外筒7、内筒8组成；外筒7和内筒8之间的环形空间内注有粘弹性液体6，粘弹性液体6内部有对称交错布置的4个加劲肋板11及4个活塞装置，活塞装置由活塞9、连接杆10组成；竖向减震装置由支杆15、铅盒17、挤压杆16组成；铅盒17为圆柱体带盖铁盒，支杆15位于铅盒17的外侧，挤压杆16插入铅盒17内部，个数根据实际需要确定。
外筒7和内筒8均由上下滑移套筒组成，其中外筒7的下套筒与下连接板4固定，内筒8的上套筒8与上连接板14固定，连接方式均为焊接。
内筒8的下套筒的外侧设有卡槽19，卡槽19两端有小挡板，内筒8的上套筒的内侧有凸球。内筒8下套筒之间通过卡槽19使其只能发生竖向的位移，并通过设置合理的竖向卡槽19的长度达到自限位的功能。外筒7的上下套筒之间的位移不加以限制，其在外力作用下可以自由的滑动及扭转。
粘弹性液体6上方有环形的环形盖板12，环形盖板12的内外两边分别焊接在外筒7和内筒8上。环形盖板12上方有弹簧有8个环形分布的弹簧13，一端连接环形盖板12，一端连接上连接板14。
加劲肋板11上有均匀分布的5个圆形阻尼孔5，加劲肋板11焊接在外筒7和内筒8，加劲肋板11与内筒8和外筒7壁间的边缝用密封条密封；连接杆10的上方固定在上连接板14上，末端连接带孔活塞9，连接杆10与环形盖板12接触处设有密封橡胶圈。活塞9带有椭圆形通孔。
支杆15上有竖向弹簧，增强了整个装置的稳定性和竖向抗变形能力；每个挤压杆16的下方有约束套18，挤压杆16上设有多个球形凸球，凸球与设置在铅体上的凹槽配合，突起可以起到增加阻尼力的作用，挤压杆16上端面与上连接板14连接，下端面与下连接板4之间具有距离，保证挤压杆16可以发生适当的竖向位移。
支杆15顶端有限位螺栓防止上连接板14向上上运动位移过大，底板1上设置有多个矩形限位挡板3，均匀分布在下连接板外侧，防止隔震支座2以上结构水平位移过大。
所述隔震支座2由粘弹性材料层和钢板依次交替叠合而成，隔震支座2与底板1和下连接板4的连接方式为螺栓连接。
水平向减震主要通过抗扭筒及其内部所有部件、隔震支座2和底座1实现，当该装置受到水平向震动激励时，抗扭筒及其内部所有部件使隔震支座2处于高压状态，同时通过隔震支座2的剪切变形耗散掉振(震)动能量；
竖向减震主要通过抗扭筒内的粘弹性液体6、活塞9，连接杆10、弹簧13、挤压杆16、铅盒17实现，当装置受到竖向减振/震动激励时，弹簧13会产生与运动方向相反的弹性力，而挤压杆16在铅盒17中的运动会产生与运动方向相反的阻尼力，同时会带动连接杆10及其上的活塞9上下搅动高粘度液体6产生竖向阻力；
扭转减震主要通过外筒7、内筒8、下连接板4、上连接板14、带有阻尼孔5的加劲肋板11、粘弹性液体6所构成的抗扭筒实现，当装置受到扭转激励时，当内筒8和外筒7发生相对扭转，加劲肋两边的粘弹性液体产生压力差，使阻尼介质通过阻尼孔5，从而产生阻尼力，达到减弱结构扭转作用的目的。
实施例一：
如图6-11所示，本发明以某钢结构工业厂房为例，结构平面尺寸大小为16m×18m，高度为27.3m，厂房一共9层，下3层和上6层高度不一样，最高的为3.5m，最低的为2.9m，设备布置在该钢框架的第6层；由于本工程体型不规则与构造原因造成结构楼层的质量分布不均匀，偏心也较大，在地震等横向荷载作用下，有必要对结构及设备的水平、竖向和扭转响应进行控制，通过ANSYS有限元分析发现该结构扭转角位移比较大楼层大多分布在设备层与刚度突变处的楼层。
结合高层不规则结构类型、施工要求和设备布置等特点，现提供如下三种实施方式：
本装置中主要参数选取如下表所示：
方式1：如图9所示，在结构的底层安装带支座的多重多维减隔震装置，以达到控制结构位移和扭转效应的目的。本装置通过螺栓与下部基础预埋件连接固定，装置分布在结构柱子的下方，总数为20个。没有外力作用时，装置内的弹簧13、支杆15、挤压杆16、隔震支座2由于结构的自重处于预压状态，当结构承受多维地震作用时，整个装置开始发挥作用。
减震效果：通过ANSYS对比分析安装本减震装置的结构和无控制状态下结构的动力响应，结构上安装本装置对结构的平动和扭转振动都有较好的控制作用，对水平和竖向的减振效果可达30％以上，尤其是扭转的减振效果可达一半以上。
方式2：如图8所示，在结构的刚度突变部位3、4层之间、设备层布置不带支座的多重多维减隔震装置，以达到控制结构竖向位移和扭转效应的目的。本装置连接在对角支撑与框架梁之间，上连接板14、下连接板4分别与结构固定。支撑杆件的连接可采用螺栓形式或刚性连接。总数可以根据实际需要确定，本例取为12个。该装置的竖向减震和扭转减震机理同上述实施方式一。减振效果：装置能够很好控制住结构在机械振动下的响应大小，结构在所述层安装本减震装置后，结构扭转响应减小20％以上，结构顶层位移的减振效果明显，达到了35.40％，达到预期目标。
方式3：如图10所示，在厂房内有振动设备下部布置带支座的多重多维减隔震装置，以达到控制设备周围局部振动的目的。本装置布置在设备与结构连接面，上连接板14、下连接板4分别与设备底部与结构层固定。总数可以根据实际需要确定，本例每个设备取4个。该装置的减震机理同上述实施方式一。减振效果：结构在所述部位安装本减振装置后，设备振动控制效果明显，设备上某点的加速度的大小从1.106m/s2降低到0.124m/s2”小于控制加速度0.2m/s2’，达到预期目标。
实施例二：
如图12、13所示，本装置也可用用于减小重载列车、地铁等轨道交通系统中的荷载。本实施例以朔黄重载线路附近的某3层砖混结构为例，结构平面尺寸大小为8.4m×9m，高度为9.0m，结构一层高度为3.3m，二层高度为3.3m,三层高度为2.4m，墙体为烧结砖空斗墙，墙体厚度为240mm,基础为0.44m×0.3m的条形基础。
采用山西省原平市上院村30m处测得的横向和竖向振动加速度时程作为输入激励。通过有限元软件SAP2000模拟生成，生成的模型如图12所示。选取客厅中央和卧室床底两种工况作为测点，其平面尺寸及测点布置详见图13。
对于人们在室内休息睡觉时，当振动加速度级超过79dB，大部分人将会被惊醒。通过有限元分析得到工况1第二层的竖向振动加速度级为81dB，超过了79dB，严重影响了人们的睡眠质量，采取有效的隔振减振措施是很有必要的。
在结构的底层安装带支座的多重多维减隔震装置，以达到控制结构振动加速度级的目的。本装置通过螺栓与下部基础预埋件连接固定，装置分布在房间的四角处，总数为20个。没有外力作用时，装置内的弹簧13、支杆15、挤压杆16、隔震支座2由于结构的自重处于预压状态，当结构承受多维地震作用时，整个装置开始发挥作用。
减振效果：结构在所述部位安装本减振装置后，横向和竖向振动加速度级的减振效果分别为4～7dB、3～10dB；通过减振后砌体结构各工况横向振级最高为71dB，竖向振级最高为73dB，均小于80dB，满足《城市区域环境振动标准》(GB10070-88)规定的铁路干线两侧区域的振级标准值。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多重多维减震隔震装置，其特征在于，包括底板、隔震支座和抗扭筒，抗扭筒与底板之间分布有多个隔震支座，抗扭筒的内腔中设有竖向减震装置；
其中，抗扭筒包括上连接板、下连接板、外筒和内筒，内筒设置于外筒内，外筒和内筒的上端和下端均分别与上连接板和下连接板连接，外筒和内筒均为伸缩筒，可沿轴向伸缩，上连接板可沿竖直方向上下移动，外筒与内筒之间横向设有环形盖板，环形盖板的内端和外端分别与外筒和内筒连接固定，环形盖板与上连接板之间沿环形均匀分布有多个弹簧，环形盖板与下连接板之间设有粘弹性液体。
2.根据权利要求1所述的多重多维减震隔震装置，其特征在于，竖向减震装置包括铅盒、多个支杆和挤压杆，铅盒固设于下连接板上，铅盒内设有铅体，多个支杆沿周向均匀分布于铅盒的外侧，支杆的上端与上连接板套接，支杆的下端与下连接板连接固定，支杆上套设有竖向弹簧，挤压杆分布于铅盒内侧，挤压杆的上端与上连接板连接固定，挤压杆的下端插入至铅盒的铅体中。
3.根据权利要求2所述的多重多维减震隔震装置，其特征在于，支杆的顶端套设有限位螺丝，支杆通过限位螺丝限制上连接板的极限位置。
4.根据权利要求2所述的多重多维减震隔震装置，其特征在于，每个挤压杆的下端均套设有约束套，约束套与铅盒底板连接固定，挤压杆上设有多个凸起，铅盒内设有铅体，铅体内设有多个凹槽，挤压杆的下端穿过铅体，凸起嵌入于钳体凹槽内。
5.根据权利要求1所述的多重多维减震隔震装置，其特征在于，外筒包括上外套筒和下外套筒，上外套筒的下端与下外套筒的上端套接，内筒包括上内套筒和下内套筒，上内套筒的下端与下内套筒的上端套接，上外套筒的上端和上内套筒的上端均与上连接板固定连接，下外套筒的下端和下内套筒的下端均与下连接板固定连接；
下内套筒的上端外侧设有卡槽，上内套筒的下端内侧对应设有凸球，凸球嵌入于卡槽内，卡槽的两端设有挡块。
6.根据权利要求1所述的多重多维减震隔震装置，其特征在于，外筒与内筒之间沿周向均匀分布有加劲肋板和活塞装置，加劲肋板和活塞装置交错分布，加劲肋板的两端分别与外筒和内筒连接固定，加劲肋板的上端和下端分别与环形盖板和下连接板连接固定，活塞装置的上端与上连接板连接固定，活塞装置的下端穿过环形盖板插入至粘弹性液体内。
7.根据权利要求6所述的多重多维减震隔震装置，其特征在于，加劲肋板上均匀分布有多个阻尼孔。
8.根据权利要求6所述的多重多维减震隔震装置，其特征在于，活塞装置包括连接杆和活塞，连接杆的上端与上连接板连接固定，连接杆的下端穿过环形盖板，与活塞连接，活塞上设有通孔。
9.根据权利要求1所述的多重多维减震隔震装置，其特征在于，底板上设有多个限位挡板，限位挡板沿周向均匀分布于下连接板的外侧。
10.根据权利要求1所述的多重多维减震隔震装置，其特征在于，隔震支座包括粘弹性材料层和钢板，粘弹性材料层和钢板依次交替叠合布置。
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