CN109667355B - 一种自复位摇摆隔震系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自复位摇摆隔震系统，包括弹簧复位机构和蟹形摇摆机构，弹簧复位机构包括上部承台、下部承台、竖杆和弹簧复位组件，所述竖杆安装在上部承台和下部承台之间，且穿出上部承台和下部承台的底面，伸出上部承台、下部承台的竖杆部分均安装有使上部承台、下部承台自动复位的弹簧复位组件；蟹形摇摆机构包括下部承台、斜拉杆、斜撑杆和底座；下部承台的两侧对称安装有斜拉杆，斜拉杆的另一端与斜撑杆连接。本发明得出自复位摇摆隔震系统，在地震时通过摇摆来耗散地震能量保护上部结构。在地震结束时，依靠结构自重和弹簧扭力提供恢复力，达到复位的效果。

Description

一种自复位摇摆隔震系统
技术领域
本发明属于抗震建筑领域，具体涉及一种自复位摇摆隔震系统。
背景技术
中国是一个地震频发的国家，地震带分布广，大震震源浅，大震来袭时往往造成不可估量的人力和财力损失。
建筑物抗震的要求是结构主体能够承受超过其强度的动态负荷而不破坏延性设计，对结构整体完整性不那么重要的部分的损坏并不影响结构整体安全，破坏的形式是非脆性破坏。
传统的抗震设计是一种延性设计，是通过提高建筑物的设防等级来抵御地震，但是建筑物在地震中受到破坏是不可避免的。隔震设计的原理是通过在建筑物和地基之间设置隔震装置，延长建筑物的自振周期，通过减少地震对上部结构的能量输入以达到减少地震灾害的效果。
目前有一些滑移隔震支座在地震中使得建筑物发生适当的移动，显示能够有效地减小上部建筑的地震反应，但是建筑物的复位又是一大难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种自复位摇摆隔震系统，在地震时通过摇摆来耗散地震能量保护上部结构。在地震结束时，依靠结构自重和弹簧扭力提供恢复力，达到复位的效果。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种自复位摇摆隔震系统，包括弹簧复位机构和蟹形摇摆机构，所述弹簧复位机构包括上部承台、下部承台、竖杆和弹簧复位组件，所述竖杆安装在上部承台和下部承台之间，且穿出上部承台和下部承台的底面，伸出上部承台、下部承台的竖杆部分均安装有使上部承台、下部承台自动复位的弹簧复位组件；所述蟹形摇摆机构包括下部承台、斜拉杆、斜撑杆和底座；所述下部承台的两侧对称安装有斜拉杆，斜拉杆的另一端与斜撑杆连接，斜撑杆的另一端与底座连接；所述下部承台和斜拉杆之间利用铰链连接，斜拉杆和斜撑杆之间利用铰链连接，所述斜撑杆和底座之间为焊接。
作为上述实施例的进一步改进，所述上部承台和下部承台平行设置，所述底座的下方安装有聚四氟乙烯板。
作为上述实施例的进一步改进，所述弹簧复位组件包括弹簧挡件和蝶形弹簧，所述蝶形弹簧套设在竖杆上，所述蝶形弹簧外安装有弹簧挡件安装在竖杆端部，使蝶形弹簧分别限位在弹簧挡件和上部承台之间，以及弹簧挡件和下部承台之间。
作为上述实施例的进一步改进，所述斜拉杆与下部承台之间的夹角开口向上，所述斜拉杆与斜撑杆之间的夹角开口向下。
作为上述实施例的进一步改进，所述斜拉杆和下部承台之间的夹角为110°-120°，所述斜撑杆和水平面之间的夹角为45°-55°角。
作为上述实施例的进一步改进，所述下部承台上安装有4个斜拉杆，且两两对称。
作为上述实施例的进一步改进，所述竖杆伸出上部承台和下部承台底面的部分为螺纹结构，所述弹簧挡件为螺母，所述螺母安装在竖杆上。即所述竖杆中间段为光滑段，两端为螺纹段。竖杆两端分别穿过上部承台和下部承台，在竖杆两端套设碟形弹簧，在碟形弹簧外侧安装螺母对其限位。
作为上述实施例的进一步改进，所述上部承台的侧壁还均匀设有平置弹簧。更优选地，平置弹簧均匀布置在上部承台的四周的环形孔槽内。所述平置弹簧一端和上部承台固定连接，在受到挤压时产生径向压缩，对震后产生水平滑移的支座提供恢复力。
作为上述实施例的进一步改进，所述底座的底部和地基之间铺设聚四氟乙烯板，利用螺栓将底座、聚四氟乙烯板、地基连接。
作为上述实施例的进一步改进，所述聚四氟乙烯板的板厚为1cm。
有益效果：
本发明的一种自复位摇摆隔震系统，在小震或者较强风荷载作用下，利用摇摆耗散地震带来的能量，达到保护上部结构的目的，减小甚至避免了上部结构的损坏。当外部荷载作用结束之后，由于建筑物本身的重力以及弹簧弹力，实现自动复位。
本发明的一种自复位摇摆隔震系统中的底座，在正常使用情况下，均匀传递上部建筑物的荷载，起到支撑作用。
本发明的一种自复位摇摆隔震系统，在破坏性大震作用下，底座螺栓破坏失效，聚四氟乙烯板发挥作用，利用建筑物的整体平动滑移消耗地震能，上部承台周围的平置弹簧的弹力和碟形弹簧为建筑物提供恢复力。
本发明的一种自复位摇摆隔震系统，在强震作用之后，如果该摇摆隔震装置产生一定的损坏，一般仅需要更换受损螺栓和弹簧，重新铺设聚四氟乙烯板即可。
本发明的一种自复位摇摆隔震系统中的平置弹簧均匀布置在上部承台的四周的环形孔槽内，平置弹簧一端和上部承台固定连接，在受到挤压时产生径向压缩，对震后产生水平滑移的支座提供恢复力。
本发明的一种自复位摇摆隔震系统中，竖杆中间段为光滑段，两端为螺纹段。竖杆两端分别穿过上部承台和下部承台，在竖杆两端套设碟形弹簧。在碟形弹簧外侧安装螺母对其限位。碟形弹簧在受到负载时，储蓄一定的势能，为支座的复位提供恢复力。可以通过增减碟形弹簧的数量来控制弹簧组的整体刚度。
附图说明
图１为本发明的自复位摇摆隔震系统的示意图；
图2为本发明的自复位摇摆隔震系统的安装状态示意图；
图3为本发明的自复位摇摆隔震系统中的上部承台及以上部分的俯视图；
图4为本发明的自复位摇摆隔震系统中的上部承台以下部位的俯视图；
图5为本发明的自复位摇摆隔震系统中的弹簧复位组件的示意图；
其中，1—部承台，2—平置弹簧，3—竖杆，4—下部承台，5—碟形弹簧，6—斜拉杆，7—斜撑杆，8—底座，9—聚四氟乙烯板，10-螺母，11-橡胶垫片，12-地基，13-基坑侧壁，14-建筑物。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，是本发明的自复位摇摆隔震系统，包括弹簧复位机构和蟹形摇摆机构，弹簧复位机构包括上部承台1、下部承台4、竖杆3和弹簧复位组件，竖杆3安装在上部承台1和下部承台4之间，且穿出上部承台1和下部承台4的底面，伸出上部承台1、下部承台4的竖杆3部分均安装有使上部承台1、下部承台4自动复位的弹簧复位组件；蟹形摇摆机构包括下部承台4、斜拉杆6、斜撑杆7和底座；下部承台4的两侧对称安装有斜拉杆6，斜拉杆6的另一端与斜撑杆7连接，斜撑杆7的另一端与底座8连接；下部承台4和斜拉杆6之间利用铰链连接，斜拉杆6和斜撑杆7之间利用铰链连接，斜撑杆7和底座8之间为焊接。如图2所示，为本发明的自复位摇摆隔震系统，在小震或者较强风荷载作用下，利用摇摆耗散地震带来的能量，达到保护上部建筑物14的目的，减小甚至避免了上部结构的损坏。当外部荷载作用结束之后，由于建筑物本身的重力以及弹簧弹力，实现自动复位。
作为上述实施例的进一步改进，上部承台1和下部承台4平行设置，底座8的下方安装有聚四氟乙烯板9。
作为上述实施例的进一步改进，弹簧复位组件包括弹簧挡件和蝶形弹簧，蝶形弹簧套设在竖杆3上，蝶形弹簧外安装有弹簧挡件安装在竖杆3端部，使蝶形弹簧分别限位在弹簧挡件和上部承台1之间，以及弹簧挡件和下部承台4之间。
作为上述实施例的进一步改进，斜拉杆6与下部承台4之间的夹角开口向上，斜拉杆6与斜撑杆7之间的夹角开口向下。
作为上述实施例的进一步改进，斜拉杆6和下部承台4之间的夹角为110°-120°，斜撑杆7和水平面之间的夹角为45°-55°角。
作为上述实施例的进一步改进，如图4所示，下部承台4上安装有4个斜拉杆6，且两两对称。
作为上述实施例的进一步改进，如图5所示，竖杆3伸出上部承台1和下部承台4底面的部分为螺纹结构，弹簧挡件为螺母10，螺母10安装在竖杆3上。即竖杆3中间段为光滑段，两端为螺纹段。竖杆3两端分别穿过上部承台1和下部承台4，在竖杆3两端套设碟形弹簧5，在碟形弹簧5外侧安装螺母对其限位。作为上述实施例的进一步改进，弹簧挡件还包括橡胶垫片11，橡胶垫片11位于螺母10和碟形弹簧5之间，起到进一步促进碟形弹簧5安装稳定性的作用。
作为上述实施例的进一步改进，如图3所示，上部承台1的侧壁还均匀设有平置弹簧2。更优选地，平置弹簧2均匀布置在上部承台1的四周的环形孔槽内。平置弹簧2一端和上部承台1固定连接，在受到挤压时与基坑侧壁13产生径向压缩，对震后产生水平滑移的支座提供恢复力。
作为上述实施例的进一步改进，底座8的底部和地基之间铺设聚四氟乙烯板，利用螺栓将底座8、聚四氟乙烯板9、地基12连接。
作为上述实施例的进一步改进，聚四氟乙烯板9的板厚为1cm。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自复位摇摆隔震系统，其特征在于：包括弹簧复位机构和蟹形摇摆机构，所述弹簧复位机构包括上部承台、下部承台、竖杆和弹簧复位组件，所述竖杆安装在上部承台和下部承台之间，且穿出上部承台和下部承台的底面，伸出上部承台、下部承台的竖杆部分均安装有使上部承台、下部承台自动复位的弹簧复位组件；所述蟹形摇摆机构包括下部承台、斜拉杆、斜撑杆和底座；所述下部承台的两侧对称安装有斜拉杆，斜拉杆的另一端与斜撑杆连接，斜撑杆的另一端与底座连接；所述下部承台和斜拉杆之间利用铰链连接，斜拉杆和斜撑杆之间利用铰链连接，所述斜撑杆和底座之间为焊接。
2.根据权利要求1所述的一种自复位摇摆隔震系统，其特征在于：所述上部承台和下部承台平行设置，所述底座的下方安装有聚四氟乙烯板。
3.根据权利要求1所述的一种自复位摇摆隔震系统，其特征在于：所述上部承台的侧壁还均匀设有平置弹簧。
4.根据权利要求1所述的一种自复位摇摆隔震系统，其特征在于：所述弹簧复位组件包括弹簧挡件和蝶形弹簧，所述蝶形弹簧套设在竖杆上，所述蝶形弹簧外安装有弹簧挡件，使蝶形弹簧分别限位在弹簧挡件和上部承台之间，以及弹簧挡件和下部承台之间。
5.根据权利要求1所述的一种自复位摇摆隔震系统，其特征在于：所述斜拉杆与下部承台之间的夹角开口向上，所述斜拉杆与斜撑杆之间的夹角开口向下。
6.根据权利要求5所述的一种自复位摇摆隔震系统，其特征在于：所述斜拉杆和下部承台之间的夹角为110°-120°，所述斜撑杆和水平面之间的夹角为45°-55°角。
7.根据权利要求6所述的一种自复位摇摆隔震系统，其特征在于：所述下部承台上安装有4个斜拉杆，且两两对称。
8.根据权利要求4所述的一种自复位摇摆隔震系统，其特征在于：所述竖杆伸出上部承台和下部承台底面的部分为螺纹结构，所述弹簧挡件为螺母，所述螺母安装在竖杆上。
9.根据权利要求2所述的一种自复位摇摆隔震系统，其特征在于：所述底座的底部和地基之间铺设聚四氟乙烯板，利用螺栓将底座、聚四氟乙烯板、地基连接。
10.根据权利要求9所述的一种自复位摇摆隔震系统，其特征在于：所述聚四氟乙烯板的板厚为1cm。
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