CN107401313B - 三维隔震抗变形装置及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三维隔震抗变形装置及施工方法，包括：水平限位支墩，水平限位支墩内侧设置有下部竖向隔震装置，下部竖向隔震装置的上方设置有中部水平限位装置；中部水平限位装置上方设置有水平隔震器。本发明涉及一种三维隔震抗变形装置，托架只在竖向运动，从而保证了水平橡胶隔震支座在水平方向发挥卓著的隔震作用，竖向聚氨酯橡胶减震支座或水平限位橡胶支座隔离地震波向上部结构传递，达到竖向减隔震的目的，实现三维隔震的功能；通过调整水平橡胶隔震支座在托架上的位置，对解决建筑上部结构因为梁板收缩、徐变等变形所引起的水平橡胶隔震支座的受拉变形效果显著；下部三个竖向聚氨酯橡胶减震支座通过加调整垫片可实现竖向抗变形的能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑物隔震装置及施工方法，具体的说，是涉及一种三维隔震抗变形装置及施工方法。
背景技术
随着人们物质生活水平的不断提高，传统的抗震设计理念难以再继续满足人们生活水平的需求。一方面房屋装饰品的价值越来越珍贵，不允许房屋出现塑性变形；另一方面，为了更大范围的保护生命财产安全，提高房屋的抗震能力，传统抗震设计显得越来越力不从心；这就要求隔震的推广应用。现阶段水平隔震的推广应用技术已经很成熟，虽然三维隔震技术的理论比较成熟，但是现阶段工程实践中三维隔震的应用还比较少，技术还不成熟；建筑上部结构的梁板收缩、徐变等变形所引起的水平橡胶隔震支座的受拉问题也是一大难题，现阶段的处理方法比较复杂；与此同时，能够适应复杂场地（地震多发区、采空沉降区等）的三维隔震抗变形装置的研究也是微乎其微。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种具有三维隔震的功能的三维隔震抗变形装置及施工方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种三维隔震抗变形装置，包括：水平限位支墩，水平限位支墩内侧设置有下部竖向隔震装置，下部竖向隔震装置的上部设置有中部水平限位装置；中部水平限位装置上方设置有水平隔震器。
所述水平隔震器为水平橡胶隔震支座；
水平橡胶隔震支座包括：上连接钢板和下连接钢板，上连接钢板和下连接钢板之间设置有钢-橡胶复合材料体；上连接钢板和下连接钢板分别设置有连接孔。
所述水平限位装置包括：托架和水平限位橡胶支座；
托架包括：支架上托板和支架下托板，支架上托板和支架下托板之间设置有支架腹板；
支架上托板设置条形连接孔，条形连接孔包括横向条形连接孔和纵向条形连接孔；
支架腹板呈米字型设置。
托架和水平橡胶隔震支座通过压板相连接；
压板为L型卡槽板，压板设置压板连接孔：压板连接孔通过螺栓与支架上托板的横向条形连接孔和纵向条形连接孔相连接；
压板将水平橡胶隔震支座与托架连接为一体。
水平限位橡胶支座通过螺栓安装在托架和水平限位支墩之间；
水平限位支墩与水平限位橡胶支座连接一侧则为条形孔。
所述竖向隔震装置包括：竖向聚氨酯橡胶减震支座、连接装置装配体；
竖向隔震装置至少为三个，竖向隔震装置沿圆周方向均匀设置；
竖向聚氨酯橡胶减震支座包括上连接板、聚氨酯橡胶、钢板、下连接板、连接孔、定位销钉和调整垫片；
调整垫片设置在上连接板上部；
定位销钉设置在上连接板的中心；
竖向聚氨酯橡胶减震支座的上连接板、下连接板均为钢板；
上连接板和下连接板中间设置有多层交互叠置的聚氨酯橡胶和钢板。
所述上连接板和下连接板边缘通过连接装置装配体相连接；
连接装置装配体包括：上螺杆、连接器和下螺杆；
连接器为连接套筒；
下螺杆的下端固定在竖向聚氨酯橡胶减震支座的下连接板上；
下螺杆杆头设置在连接器内；下螺杆杆头直径大于连接器的下开孔直径；
连接器的下开孔直径要大于下螺杆的直径；上螺杆下端与连接器的上开口通过螺纹连接；上螺杆上端与上连接板相连接。
所述水平限位支墩至少为三个，水平限位支墩沿圆周方向均匀设置。
水平橡胶隔震支座为铅芯橡胶支座LRB或高阻尼橡胶支座HRB。
一种三维隔震抗变形装置的施工方法，包括如下步骤：
对基础和水平限位支墩进行施工；
采用吊车在基础上安装三个竖向聚氨酯橡胶减震支座与连接装置装配体；
对三个竖向聚氨酯橡胶减震支座的顶端进行测量，以确保在同一水平面内；
安装定位销钉、调整垫片，用调整垫片来找平三个竖向聚氨酯橡胶减震支座的标高；
用吊车安装托架与水平橡胶隔震支座的组合体；
水平限位橡胶支座，在安装施工过程中，先在连接孔上用螺栓固定水平限位橡胶支座与托架的连接，释放水平限位橡胶支座与水平限位支墩的连接，待建筑上部结构施工完成后，再固定水平限位橡胶支座与水平限位支墩相连接条形孔的螺栓；
当基础发生不均匀沉降变形时，释放相对沉降变形较大的竖向聚氨酯橡胶减震支座与托架相应的螺栓连接，并在基础与托架中间放置千斤顶，使用千斤顶将托架4顶起；
调整三个竖向聚氨酯橡胶减震支座5中调整垫片28厚度，补偿沉降变形产生的间隙；
当建筑结构的梁板收缩、徐变引起了水平橡胶隔震支座处于受拉状态，通过调整压板在条形孔上的位置，调整水平橡胶隔震支座的水平位置，从而释放拉应力。
本发明相对现有技术的有益效果：
本发明三维隔震抗变形装置，水平橡胶隔震支座下面用托架支撑固定，托架与水平限位支墩用水平限位橡胶支座来连接，托架只在竖向运动，水平方向不运动，从而保证了水平橡胶隔震支座在水平方向发挥卓著的隔震作用，竖向聚氨酯橡胶减震支座通过隔离地震波向上部结构的传递，从而达到竖向减隔震的目标，同时水平限位橡胶支座也可以发挥竖向减震的作用，从而实现三维隔震的目标；通过调整水平橡胶隔震支座在托架上的位置，对解决建筑上部结构因为梁板收缩、徐变等变形所引起的水平橡胶隔震支座的受拉变形效果显著；下部三个竖向聚氨酯橡胶减震支座通过在其与托架之间加调整垫片可实现竖向抗变形的能力。
本发明在隔震的基础之上，设计出一种既能发挥三维隔震又能够发挥抗变形的复合装置，是解决三维隔震抗变形以及支座受拉难题的一种有效方式。
附图说明
图1是本发明三维隔震抗变形装置的结构示意图；
图2是本发明三维隔震抗变形装置的水平橡胶隔震支座的结构示意图；
图3是本发明三维隔震抗变形装置的托架三维结构示意图；
图4是本发明三维隔震抗变形装置的支架腹板的结构示意图；
图5是本发明三维隔震抗变形装置的压板结构示意图；
图6是本发明三维隔震抗变形装置的压板连接结构示意图；
图7是本发明三维隔震抗变形装置的竖向聚氨酯橡胶减震支座结构示意图；
图8是本发明三维隔震抗变形装置的竖向隔震装置的结构示意图；
图9是本发明三维隔震抗变形装置的连接装置装配体结构示意图；
图10是本发明三维隔震抗变形装置的水平限位橡胶支座连接结构示意图；
图11是本发明三维隔震抗变形装置的水平限位橡胶支座结构示意图。
附图中主要部件符号说明：
图中：
1、建筑上部结构 2、水平橡胶隔震支座
3、压板 4、托架
5、竖向聚氨酯橡胶减震支座 6、连接装置装配体
7、水平限位橡胶支座 8、水平限位支墩
9、基础 10、上连接钢板
11、钢-橡胶复合材料体 12、下连接钢板
13、连接孔a 14、连接孔b
15、连接孔c 16、支架上托板
17、支架腹板 18、支架下托板
19、条形孔 20、连接孔d
21、上连接板 22、聚氨酯橡胶
23、钢板 24、下连接板
25、连接孔e 26、连接孔f
27、定位销钉 28、调整垫片
29、上螺杆 30、连接器
31、下螺杆 32、下螺杆杆头
33、连接孔g。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：
附图1-11可知，一种三维隔震抗变形装置，包括：水平限位支墩8，水平限位支墩8内侧设置有下部竖向隔震装置，下部竖向隔震装置的上部设置有中部水平限位装置；中部水平限位装置上方设置有水平隔震器。
水平橡胶隔震支座2下面用托架4支撑固定，托架4与水平限位支墩8用水平限位橡胶支座7来连接，托架4只在竖向运动，水平方向不运动，从而保证了水平橡胶隔震支座2在水平方向发挥卓著的隔震作用。
所述水平隔震器为水平橡胶隔震支座2；
水平橡胶隔震支座包括：上连接钢板10和下连接钢板12，上连接钢板和下连接钢板之间设置有钢-橡胶复合材料体11；上连接钢板和下连接钢板分别设置有连接孔。
所述水平限位装置包括：托架4和水平限位橡胶支座7；
托架包括：支架上托板16和支架下托板18，支架上托板和支架下托板之间设置有支架腹板17；
支架上托板设置条形连接孔19，条形连接孔包括横向条形连接孔和纵向条形连接孔；
支架腹板17呈米字型设置；
为了提高焊接的牢固性即托架的整体稳定性，支架腹板与支架上托板、支架下托板相邻部分的连接方式均为焊接；
托架4和水平橡胶隔震支座2通过压板3相连接；
压板3为L型卡槽板，压板3设置压板连接孔：压板连接孔通过螺栓与支架上托板的横向条形连接孔和纵向条形连接孔相连接；
压板3将水平橡胶隔震支座2与托架4连接为一体。
水平橡胶隔震支座2的下连接钢板12与托架4是凭借压板3上的连接孔b14实现稳定连接的，下连接钢板12上的是圆形连接孔a13，托架4上的连接孔是八个条形孔19，当建筑结构的梁板因收缩、徐变等变形，引起了水平橡胶隔震支座处于受拉状态时，可以通过调整压板3在条形孔19上的位置，有效释放拉应力；连接孔c15是用来在竖向固定下连接钢板12与托架4的连接；水平橡胶隔震支座2与压板3、压板3与托架4都是采用螺栓连接。
水平限位橡胶支座7通过螺栓安装在托架4和水平限位支墩8之间；
水平限位橡胶支座7与托架、水平限位支墩连接侧均为圆形孔，水平限位支墩8与水平限位橡胶支座7连接一侧则为条形孔。
水平限位橡胶支座为天然橡胶支座、高阻尼橡胶支座或铅芯橡胶支座，其有两方面的作用：一方面限制三维隔震抗变形装置水平变形的作用；另一方面，通过橡胶支座竖向变形可以消耗竖向地震能量，起到竖向减隔震的作用。
所述竖向隔震装置包括：竖向聚氨酯橡胶减震支座、连接装置装配体；
竖向隔震装置至少为三个，竖向隔震装置沿圆周方向均匀设置；
竖向聚氨酯橡胶减震支座5包括上连接板21、聚氨酯橡胶22、钢板23、下连接板24、连接孔e25、连接孔f26、定位销钉27和调整垫片28；
调整垫片28设置在上连接板21上部；
定位销钉27设置在上连接板的中心；定位销钉27用于固定调整垫片28，当基础9发生不均匀沉降变形时，可以通过调整三个竖向聚氨酯橡胶减震支座5中调整垫片28的高度来达到抗变形的能力。
竖向聚氨酯橡胶减震支座5的上连接板21、下连接板24均为钢板；
上连接板21和下连接板24中间设置有多层交互叠置的聚氨酯橡胶22和钢板23；
聚氨酯橡胶22的厚度相对比较厚，聚氨酯橡胶22的厚度为30毫米至100毫米，聚氨酯橡胶的竖向刚度比较小，用来隔离地震波向上部结构的传递，从而达到竖向减隔震的目标，钢板主要用于改变竖向聚氨酯橡胶减震支座的竖向刚度和约束水平变形。
上连接板和下连接板边缘通过连接装置装配体6相连接；
连接装置装配体6包括：上螺杆29、连接器30和下螺杆31；
连接器30为连接套筒；
下螺杆31的下端固定在竖向聚氨酯橡胶减震支座5的下连接板24上；
下螺杆杆头32设置在连接器30内；下螺杆杆头32直径大于连接器30的下开孔直径；
下螺杆杆头32的底端与连接器30有足够的竖向距离，用于保证在竖向地震作用下，连接器30有足够的活动空间；
连接器30的下开孔直径要大于下螺杆31的直径；保证两者可在竖向自由进行相对运动，上螺杆29下端与连接器30的上开口通过螺纹连接；连接装置装配体在竖向可抗拉。
上螺杆29上端与上连接板相连接。
所述水平限位支墩至少为三个，水平限位支墩沿圆周方向均匀设置。
水平橡胶隔震支座为铅芯橡胶支座LRB或高阻尼橡胶支座HRB。
一种三维隔震抗变形装置的施工方法，包括如下步骤：
严格按照要求对基础9和水平限位支墩8进行施工；因为隔震装置安装在基础上，所以对基础的要求就会很高，严格控制安装平面的轴线位置与标高，按《叠层橡胶支座隔震技术规程》CECS126：2001要求，支座底部中心标高偏差≤5mm，轴线偏差≤3mm；
采用吊车在基础9上安装三个竖向聚氨酯橡胶减震支座5与连接装置装配体6；
对三个竖向聚氨酯橡胶减震支座5的顶端进行测量，以确保在同一水平面内；
在安装过程中严禁将钢丝绳穿于螺栓孔内，以免破坏螺纹；
安装定位销钉27、调整垫片28，用调整垫片28来找平三个竖向聚氨酯橡胶减震支座5的标高；
用吊车安装托架4与水平橡胶隔震支座2的组合体；
水平限位橡胶支座7，在安装施工过程中，先在连接孔g33上用螺栓固定水平限位橡胶支座7与托架4的连接，释放水平限位橡胶支座7与水平限位支墩8的连接，待建筑上部结构1施工完成后，再固定水平限位橡胶支座7与水平限位支墩8相连接条形孔的螺栓；
当基础9发生不均匀沉降变形时，释放相对沉降变形较大的竖向聚氨酯橡胶减震支座5与托架4相应的螺栓连接，并在基础9与托架4中间放置千斤顶，通过千斤顶把托架4顶起；调整三个竖向聚氨酯橡胶减震支座5中调整垫片28厚度，补偿沉降变形产生的间隙，达到抗变形的能力；
当建筑结构的梁板收缩、徐变等变形引起了水平橡胶隔震支座2处于受拉状态，通过调整压板3在条形孔19上的位置，调整水平橡胶隔震支座2的水平位置，从而释放拉应力。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。
Claims (4)
1.一种三维隔震抗变形装置，其特征在于，包括：水平限位支墩(8)，水平限位支墩(8)内侧设置有下部的竖向隔震装置，下部的竖向隔震装置的上方设置有中部水平限位装置；中部水平限位装置上方设置有水平隔震器；
所述水平隔震器为水平橡胶隔震支座(2)；
水平橡胶隔震支座包括：上连接钢板(10)和下连接钢板(12)，上连接钢板和下连接钢板之间设置有钢-橡胶复合材料体(11)；上连接钢板和下连接钢板分别设置有连接孔；
所述中部水平限位装置包括：托架(4)和水平限位橡胶支座(7)；
托架包括：支架上托板(16)和支架下托板(18)，支架上托板和支架下托板之间设置有支架腹板(17)；
支架上托板设置条形连接孔(19)，条形连接孔包括横向条形连接孔和纵向条形连接孔；
支架腹板(17)呈米字型设置；
托架(4)和水平橡胶隔震支座(2)通过压板(3)相连接；
压板(3)为L型卡槽板，压板(3)设置压板连接孔：压板连接孔通过螺栓与支架上托板的横向条形连接孔和纵向条形连接孔相连接；
压板(3)将水平橡胶隔震支座(2)与托架(4)连接为一体；
水平限位橡胶支座(7)通过螺栓安装在托架(4)和水平限位支墩(8)之间；
水平限位橡胶支座(7)与托架、水平限位支墩连接侧均为圆形孔，水平限位支墩(8)与水平限位橡胶支座(7)连接一侧则为条形孔；
所述竖向隔震装置包括：竖向聚氨酯橡胶减震支座、连接装置装配体；
竖向隔震装置至少为三个，竖向隔震装置沿圆周方向均匀设置；
竖向聚氨酯橡胶减震支座(5)包括上连接板(21)、聚氨酯橡胶(22)、钢板(23)、下连接板(24)、连接孔e(25)、连接孔f(26)、定位销钉(27)和调整垫片(28)；调整垫片(28)设置在上连接板(21)上部；
定位销钉(27)设置在上连接板的中心；
竖向聚氨酯橡胶减震支座(5)的上连接板(21)、下连接板(24)均为钢板；
上连接板(21)和下连接板(24)中间设置有多层交互叠置的聚氨酯橡胶(22)和钢板(23)；
上连接板和下连接板边缘通过连接装置装配体(6)相连接；
连接装置装配体(6)包括：上螺杆(29)、连接器(30)和下螺杆(31)；
连接器(30)为连接套筒；
下螺杆(31)的下端固定在竖向聚氨酯橡胶减震支座(5)的下连接板(24)上；下螺杆杆头(32)设置在连接器(30)内；下螺杆杆头(32)直径大于连接器(30)的下开孔直径；
连接器(30)的下开孔直径要大于下螺杆(31)的直径；上螺杆(29)下端与连接器(30)的上开口通过螺纹连接；上螺杆(29)上端与上连接板相连接。
2.根据权利要求1所述三维隔震抗变形装置，其特征在于：所述水平限位支墩至少为三个，水平限位支墩沿圆周方向均匀设置。
3.根据权利要求1所述三维隔震抗变形装置，其特征在于：所述水平橡胶隔震支座为铅芯橡胶支座或高阻尼橡胶支座。
4.根据权利要求1所述的三维隔震抗变形装置的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
对基础(9)和水平限位支墩(8)进行施工；
采用吊车在基础(9)上安装三个竖向聚氨酯橡胶减震支座(5)与连接装置装配体(6)；
对三个竖向聚氨酯橡胶减震支座(5)的顶端进行测量，以确保在同一水平面内；安装定位销钉(27)、调整垫片(28)，用调整垫片(28)来找平三个竖向聚氨酯橡胶减震支座(5)的标高；
用吊车安装托架(4)与水平橡胶隔震支座(2)的组合体；
水平限位橡胶支座(7)，在安装施工过程中，先在连接孔g(33)上用螺栓固定水平限位橡胶支座(7)与托架(4)的连接，释放水平限位橡胶支座(7)与水平限位支墩(8)的连接，待建筑上部结构(1)施工完成后，再固定水平限位橡胶支座(7)与水平限位支墩(8)相连接条形孔的螺栓；
当基础(9)发生不均匀沉降变形时，释放相对沉降变形较大的竖向聚氨酯橡胶减震支座(5)与托架(4)相应的螺栓连接，并在基础(9)与托架(4)中间放置千斤顶，使用千斤顶将托架(4)顶起；
调整三个竖向聚氨酯橡胶减震支座(5)中调整垫片(28)厚度，补偿沉降变形产生的间隙；
当建筑结构的梁板收缩、徐变引起了水平橡胶隔震支座(2)处于受拉状态，通过调整压板(3)在条形连接孔(19)上的位置，调整水平橡胶隔震支座(2)的水平位置，从而释放拉应力。
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