CN112178113A - 一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统,包括:多个抗摇摆机构、竖向隔震支座和竖向阻尼器;所述竖向隔震支座具有弹性结构,所述竖向隔震支座和竖向阻尼器设置在受保护物和地面之间;所述抗摇摆机构包括:立柱和连接件;所述连接件滑动设置于所述立柱上,所述立柱固定于地面且设置在所述受保护物周围,所述连接件与所述受保护物连接。本发明提出的一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统能很好实现被保护的结构、设施或设备在遭受地震作用下的隔震功能,同时被保护物摇摆转角可控,从而能有效地降低被保护结构、设施或设备在竖向地震作用下的地震响应。
Description
技术领域
本发明涉及竖向隔地震的技术领域,具体涉及一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统。
背景技术
隔震技术是一种经济高效的抵御地震灾害风险的技术手段,已广泛应用于工程中,但现有的隔震技术主要用于降低水平地震作用危害,由于竖向地震作用的技术要求更高,暂无成熟的竖向隔震装置。目前来说,国内外针对重要结构、设施或设备的竖向隔地震系统尚缺乏行之有效的技术方案。由于结构、设施或设备自身重量和刚度分布不均匀,以及地震作用的多向性,当采用竖向隔震技术时,地震作用过程中,被保护的结构、设施或设备会出现较大的摇摆转角位移,甚至会出现倾覆危险,目前现有的抗摇摆机构,结构复杂,限制较多,而且安装调试的时候难度高,且对抗摇摆部件的精度要求高。如何在竖向隔震系统上实现有效的抗摇摆功能,已经成为竖向隔地震系统的难点和关键技术点。
发明内容
为克服现有技术的缺陷,提供了一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的:
一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统,包括:多个抗摇摆机构(3)、竖向隔震支座(4)和竖向阻尼器(5);
所述竖向隔震支座(4)具有弹性结构,所述竖向隔震支座(4)和竖向阻尼器(5)设置在受保护物(1)和地面(2)之间;
所述抗摇摆机构(3)包括:立柱(32)和连接件;
所述连接件滑动设置于所述立柱(32)上,所述立柱(32)固定于地面(2)且设置在所述受保护物(1)周围,所述连接件与所述受保护物(1)连接。
优选的,所述连接件包括:中空的滑动套管(31)、直线导轨副(33)和抗摇摆连接件(34);
所述滑动套管(31)通过所述直线导轨副(33)竖向滑动套接在所述立柱(32)上,所述抗摇摆连接件(34)固定设置于所述滑动套管(31)上,所述抗摇摆连接件(34)与所述受保护物(1)连接。
优选的,所述直线导轨副(33)包括:多个直线导轨和多个滑块;
所述立柱(32)的每一面都竖向设置所述直线导轨,所述滑块滑动设置在所述直线导轨上,所述滑块与所述滑动套管(31)固定连接。
优选的,所述滑动套管(31)为多个,多个滑动套管(31)之间设有间距,多个滑动套管(31)通过所述滑块设置在同一个直线导轨上。
优选的,所述立柱(32)为刚性结构,且所述立柱(32)的高度高于所述竖向阻尼器(5)。
优选的,所述竖向隔震支座(4)和竖向阻尼器(5)为多个,其数量和位置按需设置。
优选的,所述竖向隔震支座(4)包括:支座下部结构(41)、支座上部结构(42)和多个弹性结构;
所述支座下部结构(41)与所述地面(2)连接,所述支座上部结构(42)与所述受保护物(1)连接,所述多个弹性结构设置在所述支座下部结构(41)和支座上部结构(42)之间。
优选的,所述弹性结构为压缩弹簧(43),所述压缩弹簧(43)包括:金属弹簧、空气弹簧或橡胶弹簧。
优选的,所述支座下部结构(41)、支座上部结构(42)分别和压缩弹簧(43)通过螺杆螺母连接。
优选的,所述竖向阻尼器(5)为具有拉压双向阻尼功能的阻尼器。
优选的,所述竖向阻尼器(5)为速度型的粘滞阻尼器或位移型的金属阻尼器。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1)一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统,包括:多个抗摇摆机构、竖向隔震支座和竖向阻尼器;所述竖向隔震支座具有弹性结构,所述竖向隔震支座和竖向阻尼器设置在受保护物和地面之间;所述抗摇摆机构包括:立柱和连接件;所述连接件滑动设置于所述立柱上,所述立柱固定于地面且设置在所述受保护物周围,所述连接件与所述受保护物连接。本发明提出的一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统能很好实现被保护的结构、设施或设备在遭受地震作用下的隔震功能,同时被保护物摇摆转角可控,从而能有效地降低被保护结构、设施或设备在竖向地震作用下的地震响应。
2)本发明的抗摇摆机构结构简单,限制少,调试难度低,且对抗摇摆机构的精度要求低。
附图说明
图1为一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震装置示意图1;
图2为一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震装置示意图2;
图3为抗摇摆机构立面示意图;
图4为抗摇摆机构截面示意图;
图5为竖向隔震支座示意图;
图中:1-受保护物,2-地面,3-抗摇摆机构,31-滑动套管,32-立柱,33-直线导轨副,34-抗摇摆连接件,4-竖向隔震支座,41-支座下部结构,42-支座上部结构,43-压缩弹簧,5-竖向阻尼器。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明,但本发明并不限于这些实施例。
实施例1:
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1、图2所示,一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统主要由抗摇摆机构3、竖向隔震支座4和竖向阻尼器5组成,以上各部件不限数量,按需设置。
所述抗摇摆机构3主要由滑动套管31、立柱32和直线导轨副33组成,立柱32的下端与地面固定连接,立柱32的外周为方形,立柱32为刚性结构,可以提供抗摇摆的刚性需求,立柱32高度高于竖向隔震支座4和竖向阻尼器5,立柱32设置滑动套管31的位置高于竖向隔震支座4和竖向阻尼器5,用于方便与受保护物1连接;如图3所示的抗摇摆机构有两节竖向滑动机构,每节竖向滑动机构均有对应一个滑动套管31,滑动套管31套于立柱32之外,如图4所示,同时滑动套管31内部各面均通过直线导轨副33与立柱32的连接,其中,直线导轨副33的直线导轨部分固定安装于立柱32,直线导轨副33的滑块部分固定安装于滑动套管31。同时,若抗摇摆机构3具有多节竖向滑动机构,各节竖向滑动机构同侧的滑块可同时共用一条直线导轨。竖向滑动机构在安装完成后,可相对立柱32作上下竖向运动。
各节竖向滑动机构的滑动套管31通过抗摇摆连接件34与受保护物1固定连接,抗摇摆连接件34与滑动套管31固定连接,抗摇摆连接件34的形状可以随着受保护物1连接处的结构改变适应。
如图5所示,所述竖向隔震支座4由支座下部结构41、支座上部结构42和压缩弹簧43组成,支座下部结构41与地面2连接,支座上部结构42与受保护物1连接,多个压缩弹簧43置于支座下部结构41和支座上部结构42之间。
所述竖向隔震支座4在未安装前使用螺杆螺母将支座下部结构41、支座上部结构42和压缩弹簧43串联起来并锁紧。竖向隔震支座4安装完成后,受保护物1通过自身重量使得竖向隔震支座4产生一定的压缩量,此时,竖向隔震支座4的螺杆螺母不应限制压缩弹簧43的往复运动,应按需松开螺母。
所述竖向阻尼器5为具有拉压双向阻尼的粘滞型阻尼器,粘滞阻尼器5的上端与受保护物1连接,下端与地面2连接。
所述抗摇摆机构3允许受保护物1竖向往复位移,同时由于抗摇摆机构3与结构整体形成的水平刚度大,因此限制受保护物1水平向位移。由于地震具有多向性且受保护物1自身重量和刚度分布不均匀,使得受保护物1在地震作用下会产生较大的摇摆转角位移,而抗摇摆机构3由于其水平限制、竖向可动的作用机理,将受保护物1的摇摆转角位移得到控制。
竖向隔震支座4在本发明中一方面是负责提供竖向刚度支撑起受保护物1,另一方面是通过压缩弹簧43的压缩刚度调整受保护物1固有频率,从而通过增大受保护物1的竖向往复位移实现吸收并削弱地震作用下受保护物1地震反应的目的。
所述竖向阻尼器5自身不提供刚度,竖向阻尼器5的作用是通过吸收受保护物1竖向往复运动的动能并将其转化为热能,从而实现减少位移、耗散能量的作用。
显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (11)
1.一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统,其特征在于,包括:多个抗摇摆机构(3)、竖向隔震支座(4)和竖向阻尼器(5);
所述竖向隔震支座(4)具有弹性结构,所述竖向隔震支座(4)和竖向阻尼器(5)设置在受保护物(1)和地面(2)之间;
所述抗摇摆机构(3)包括:立柱(32)和连接件;
所述连接件滑动设置于所述立柱(32)上,所述立柱(32)固定于地面(2)且设置在所述受保护物(1)周围,所述连接件与所述受保护物(1)连接。
2.如权利要求1所述的一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统,其特征在于,所述连接件包括:中空的滑动套管(31)、直线导轨副(33)和抗摇摆连接件(34);
所述滑动套管(31)通过所述直线导轨副(33)竖向滑动套接在所述立柱(32)上,所述抗摇摆连接件(34)固定设置于所述滑动套管(31)上,所述抗摇摆连接件(34)与所述受保护物(1)连接。
3.如权利要求2所述的一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统,其特征在于,所述直线导轨副(33)包括:多个直线导轨和多个滑块;
所述立柱(32)的每一面都竖向设置所述直线导轨,所述滑块滑动设置在所述直线导轨上,所述滑块与所述滑动套管(31)固定连接。
4.如权利要求3所述的一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统,其特征在于,所述滑动套管(31)为多个,多个滑动套管(31)之间设有间距,多个滑动套管(31)通过所述滑块设置在同一个直线导轨上。
5.如权利要求1所述的一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统,其特征在于,所述立柱(32)为刚性结构,且所述立柱(32)的高度高于所述竖向阻尼器(5)。
6.如权利要求1所述的一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统,其特征在于,所述竖向隔震支座(4)和竖向阻尼器(5)为多个,其数量和位置按需设置。
7.如权利要求1所述的一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统,其特征在于,所述竖向隔震支座(4)包括:支座下部结构(41)、支座上部结构(42)和多个弹性结构;
所述支座下部结构(41)与所述地面(2)连接,所述支座上部结构(42)与所述受保护物(1)连接,所述多个弹性结构设置在所述支座下部结构(41)和支座上部结构(42)之间。
8.如权利要求7所述的一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统,其特征在于,所述弹性结构为压缩弹簧(43),所述压缩弹簧(43)包括:金属弹簧、空气弹簧或橡胶弹簧。
9.如权利要求7所述的一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统,其特征在于,所述支座下部结构(41)、支座上部结构(42)分别和压缩弹簧(43)通过螺杆螺母连接。
10.如权利要求1所述的一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统,其特征在于,所述竖向阻尼器(5)为具有拉压双向阻尼功能的阻尼器。
11.如权利要求10所述的一种具有抗摇摆功能的竖向隔地震系统,其特征在于,所述竖向阻尼器(5)为速度型的粘滞阻尼器或位移型的金属阻尼器。
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