CN107849862A - 用于绝缘建筑物的地震装置 - Google Patents

Abstract

一种用于绝缘建筑物的地震装置，包括一组至少三块相互重叠的板(1，2，3)，其具有相互面对的相对面，并且成形为在每对相互面对的板(1，2；2，3)之间，限定至少一对通道(12)。每条通道(12)容纳至少一个滚子(5，6)，适于使所述板(1，2，3)在水平面内相对滑动，以吸收由地震产生的水平振荡；位于底板(1)和中间板(2)之间的通道(12)，与所述板组的中间板(2)和顶板(3)之间限定的通道(12)正交。还具有设置在板组(1，2，3)的下方的弹性阻尼装置，其包括多个充气到预定的受控压力的垫子(9)，该垫子布置在底板(1)的下方，以支撑所述板组从地面升起，并吸收地震产生的负载和垂直振荡。

Description

用于绝缘建筑物的地震装置

技术领域

本发明应用于地震装置领域，尤其涉及一种通常用于绝缘建筑物的地震装置。

背景技术

目前，保护建筑物免受地震破坏的隔震技术，涉及使用不同类型的隔离装置。

在这些装置中，最常用的系统包括使用重叠金属板的滑动系统，金属板和橡胶板以交叉的方式叠放在一起的系统，具有固定在结构上的底座的橡胶圆筒，滚珠滚动系统，单摆或双摆系统。

WO95/23267公开了一种绝缘装置，包括一对重叠板，所述重叠板的相对面的形状加工成包括容纳滚子的通道，用于板的往复运动。

顶板上还设有另外的通道，用于容纳另外的两个滚子，且该处滚子相对于下滚子旋转了90°，并且第三块板搁置在该通道上方用于支撑构造。

通过这种方式，滚子能够吸收由地震产生的在水平面的振荡。

整组板材被搁置在一组能够吸收垂直振荡的弹性元件(尤其是高强度弹簧)上。

然而，使用这些缓冲系统来吸收垂直振荡还存在一些缺陷，首先就是这种系统的成本太高。

其次，对负载的吸收能力必须是多变的，这就需要提供不同类型的弹簧或者改变弹簧的数量，这就可能存在装置平衡的问题。

而且，在这种情况下，还必须把上板移除，这显然不总是可行的。

发明内容

本发明的目的在于，通过提供一高效并且相对便宜的，适用于绝缘建筑的地震装置，来克服以上所提到的缺陷。

一个特定的目的是提供一用于绝缘建筑的地震装置，其中，吸收地震产生的垂直负荷和垂直振荡的特性，很容易调整并适应装置所应用的特定结构。

另一特定目的是提供一适用于绝缘建筑的地震装置，其中，当装置处于组装状态下时，装置吸收垂直负荷的能力也可以调整。

这些目的以及下文将更清楚地显示的其他目的，都是通过一用于绝缘建筑物的地震装置实现的，根据权利要求1，所述地震装置包括一组至少三块相互重叠的板，板材之间具有相互面对的相对面，并且成形为在每对相互面对的板之间限定至少一对通道，每对所述通道包含至少一个滚子，使得所述板材能够在水平面内相对滑动，以吸收地震产生的水平振荡，在底板和中间板之间限定的通道，具有垂直于中间板与顶板之间限定的通道的延伸方向。

该装置还包括设置在所述板组下方的弹性阻尼装置，以将其与地震产生的垂直振荡隔离开，还包括多个在预定的受控压力下可充气垫子，并将其放在所述底板的下方用于支撑起所述板组，以吸收地震产生的负载和垂直振荡。

通过这种方式，简单地通过改变充气压力，并且不插入或移除一个或多个阻尼元件，就可以以一种简单快捷的方式将垫子的压力调整到特定的负载状态。

合适的，所述垫子包括设有充气/放气阀的弹性材料充气室，以便以简单的方式调节压力。

优选地，所述阻尼装置包括多个垫块，适于设置在所述底板下方，以支撑起所述板组从地面上升起足够的距离，允许所述垫子在放气状态下插入，以便下一次充气至预定压力。

通过这种方式，不需要把已经充了气的垫子放进去，可以在一组板子放置好之后将处于非充气状态的垫子在板子下面充气，以便慢慢达到正确的压力值。

根据从属权利要求获得本发明的优选实施例。

附图说明

通过一些优选但不是唯一的实施例的详细描述，使得本发明一种用于绝缘建筑的地震装置的更多的特点和优点，将变得更加明显，借助于附图以及非限制性实施例进行说明，其中：

图1是本发明的一组板的底板的主视图及其两侧视图；

图2是本发明的一组板的中间板的主视图及其两侧视图；

图3是本发明的一组板的顶板的主视图及其两侧视图；

图4是本发明装置的第一优选实施例的立体图；

图5和图6是图4所示装置分别旋转90°后的两个主视图；

图7和图8是第二优选实施例中的装置分别旋转90°后的两个主视图；

图9示出了滚子的两者可能的实施例；

图10示出了处于充气状态和放气状态的充气垫；

图11和图12是第三优选实施例中的装置分别旋转90°后的两个主视图；

图13和图14是第四优选实施例中的装置分别旋转90°后的两个主视图；

图15示出了图11到图14中所示装置的细节；

图16根据俯视图和侧视图示出了该装置的下垫块。

具体实施方式

参考附图，示出了用于绝缘建筑结构，例如：建筑物、桥梁和一般基础设施的地震装置的一些优选但不是唯一的实施例，其被设计为与建筑物的支撑结构相对应地布置，用于吸收由于可能的地震产生的水平和垂直振荡。

在其最基本的构造中，组装在图4所示的操作配置中的装置，包括一组彼此重叠的三块板1，2，3，板之间具有相互面对的相对面，并且成形为在每对相互面对的板之间限定至少一对通道12。

每条通道12容纳一个或者多个滚子5，滚子5适用允许板1，2，3在水平面内相对滑动，以吸收由地震产生的水平振荡。

尤其是，在底板1和中间板2之间的通道12，具有垂直于，该组板的中间板2和顶板3之间的通道12的延伸方向。

弹性阻尼装置设置在底板1的下方，用于吸收其上方的负载，并将板组1，2，3以及板组上方的结构，与地震产生的垂直振荡隔离开。

弹性阻尼装置包括多个垫子9，垫子9能够在预定的受控压力下充气，将板组从地面上升起，并吸收地震产生的负载和垂直振荡。

垫子9的数量和容纳量可以根据整个装置的负载和尺寸而变化，没有特别的理论限制。

垫子9包括一弹性材料(例如橡胶)制成的充气室，其设有充气/放气阀。

如图10所示，充气室具有环形形状。在该图中，腔室8处于放气状态，而腔室9处于充气状态。

阻尼装置还包括多个垫块11，其适于布置在底板1的下方，以支撑该板组从地面抬起足够的距离，以允许垫子8在放气状态下插入，以便随后将其充气至预定压力。

以这种方式，例如在维护阶段中，通过引入液压千斤顶或者类似装置，也可以暂时撇开该装置。

垫块11可以直接设置在地面上或者适于支撑整个板组的支撑物10上，如图16所示。

垫块11沿着底板1的周边，按照尺寸要求，以可变的数量布置，其高度可以根据垫子9的尺寸特征来选择，例如，后者在充气状态下的高度，使得在充气的垫子9的情况下，底板1相对于垫块11升高。

从图1中可以看出，其中板组的底板1是可见的，可以看到底板1具有一个平的下表面和一个成形的上表面，在该上表面上形成两个彼此形状相同并相互平行的凹面，凸起或凹陷。

每个凹部将限定用于安装一个或多个滚子5的滚动轨道，并且将与中间板2的下表面中形成的凹部相对应，以便限定用于容纳相应的滚子5的两个通道12。

由底板1和中间板2限定的通道12相互平行，以赋予滚子5相同的滚动方向，允许其在底板1和中间板2之间，在一个与滚子5的转动轴方向垂直的方向上水平相对滑动，以吸收由地震产生的振荡的各个水平分量。

中间板2的上表面也成形为具有一对朝向上方的凹部或滚动轨道，该凹部或滚动轨道在垂直于下表面的凹部或轨道的方向上展开。

这样的凹部将面对顶板3的下表面对应的凹部，以便限定两个另外的通道12，用于容纳滚子5，并使得其总是彼此平行并具有相同的滚动方向。

这些另外的通道12将与底板1和中间板2之间限定的通道12正交地展开，允许顶板3和中间板2之间的滚子5，在与底板1和中间板2之间的滚子5的旋转轴线正交的方向上，相对水平滑动，以允许吸收由地震产生的振荡的各个水平分量。

以这种方式，通过布置在底板1和中间板2之间的滚子5以及，布置在中间板2和顶板3之间的滚子5的共同作用下，将有可能吸收地震所产生的应力的所有水平分量。

底板1和顶板3基本上彼此相似，并且在垂直平面上相互旋转180°，在水平面上相互旋转90°。

自由滚动类型的自定心、永久和瞬时重力的滚子5基本上是圆柱形的，具有圆形或椭圆形的基部，其轴向的延伸方向与各自的通道12的延伸方向接近，并具有最小的直径，以保持平板1，2，3在垂直方向上相互间隔开，以防止它们的相互接触和相应的摩擦。

滚子5将呈现具有低摩擦系数的坚硬且光滑的外表面，可能是镜面抛光的，并且可以被制造成没有引导件或具有可移除的引导件，如图9所示，其中具有引导件的滚子由6表示。

相应的，凹面也将呈现具有第摩擦系数的坚硬且光滑的外表面，可能是镜面抛光的。

通过这种方式，该装置在吸收振动方面将是非常有效的，因为摩擦将基本为零。

相反，底板1和顶板3的没有设置凹面的表面是粗糙的，顶板3的上表面朝上，构成具有上述结构的单块，同时它的下表面会将结构与底面隔离。

在每个通道12内，可以容纳不止一个具有彼此平行的旋转轴线的滚子5。

例如，图7和图8示出了每个通道12容纳有两个滚子5；图11和图12示出了每个通道12容纳有三个滚子5；而图13和图14示出了每个通道12容纳有四个滚子5。

在每个通道12容纳有三个或更多个滚子5的情况下，侧滚子的直径将小于中心滚子的直径，以允许其插入具有圆弧形截面的通道12内。

此外，在同一个通道12内含有多个滚子5的情况下，这些滚子5将通过连杆，带有衬套的支柱，滚珠轴承或其他等效的链式结构，而具有相互连接的相应的旋转轴线，如图15所示，其中，这样的装置由7表示，以保持滚子5的横向距离固定，同时允许其滚动，但是防止滚子5无论是在静止状态或者在地震期间，在重力的作用下朝向轨道的中心滚动。

装置的各个部分的尺寸对本发明来说不是限制性的，也不重要，这将根据设计的装置的结构来选择。

从上面可以看出，根据本发明的装置实现了预期的目的。

根据本发明的设备可以进行多种修改和变化，所有这些都落入所附权利要求中表达的发明构思内；所有的细节也可以用其他技术上等效的元素来代替，并且在不脱离本发明的保护范围的情况下，材料可以根据需要而不同。

虽然已经特别参照附图公开了该装置，但是在说明书和权利要求书中使用的附图标记被用来改进本发明的智能，并且不构成对所要求保护的范围的任何限制。

Claims (11)

1.一种用于绝缘建筑物的地震装置，包括：

一组至少包括三块相互重叠的板(1，2，3)，其具有相互面对的相对面，并且成形为在每对相互面对的板(1，2；2，3)之间，限定至少一对通道(12)，每个所述通道(12)容纳至少一个滚子(5，6)，适于允许所述板(1，2，3)在水平面中相对滑动，以吸收地震产生的水平振荡；底板(1)和中间板(2)之间的通道(12)，与所述板组的中间板(2)和顶板(3)之间限定的通道(12)的方向正交；

设置在所述板组(1，2，3)下方的弹性阻尼装置，用于将其与地震引起的垂直振荡隔离开来；

其特征在于，所述弹性阻尼装置包括多个充气至预定控制压力的垫子(9)，所述垫子布置在所述底板(1)的下方，以使所述组从地面升起并吸收由地震产生的负载和垂直振荡。

2.根据权利要求1所述的装置，奇特征在于，所述垫子(9)包括由弹性材料制成并设有充气/放气阀的充气室。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述阻尼装置包括适于设置在所述底板(1)下方的多个垫块(11)，用于将所述组从地面上抬起足够的距离，以允许插入放气状态下的垫子(8)，以便随后充气到预定的压力。

4.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述板(1，2，3)的每个成形面具有一对相同且相互平行的凹面，所述凹面与面对它的成形面的凹面镜像对应，并且具有圆弧形截面。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述底板(1)以及所述顶板(3)具有彼此相同的成形面，并被布置成成形面彼此垂直的位置。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述中间板2具有两相对设置的成形面，每个成形面具有一对凹部，限定用于所述滚子(5，6)的滚动轨道。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述凹面沿着相互正交的方向延伸，所述方向平行于面向其的成形面中形成的凹陷的延伸方向，以限定用于所述滚子(5，6)的通道(12)。

8.根据前述任一权利要求所述装置，其特征在于，所述滚子(5，6)的尺寸设置成使得所述板(1，2，3)相互间隔开并防止相互接触。

9.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，每一个所述通道(12)容纳至少两个滚子(5，6)，所述滚子之间具有彼此平行的旋转轴线。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，插入同一通道中的所述滚子(5，6)具有通过连杆或轴承装置(7)，相互连接的相应的旋转轴线，以保持固定的横向距离并允许其滚动。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述滚子(5，6)的直径，沿着所述通道(12)的中心向侧边递减。