CN113668711A - 一种水平双向和竖向变形解耦的三维隔振/震支座 - Google Patents

一种水平双向和竖向变形解耦的三维隔振/震支座 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水平双向和竖向变形解耦的三维隔振/震支座,包括水平向隔震支座、竖向隔振支座和变形解耦装置,水平向隔震支座与竖向隔振支座在竖向上串联组合布置,竖向隔振支座包括上部定位钢板、下部定位钢板和竖向隔振单元,所述变形解耦装置能够实现水平双向和竖向变形的三维解耦,该变形解耦装置由水平向限位角柱、水平抗剪钢板和竖向变形间隙构成。本发明能够实现水平向隔震支座的水平向变形和竖向隔振支座的竖向变形的三维解耦,保证三维隔振/震支座的水平向变形仅发生于水平隔震支座、竖向变形仅发生于竖向隔振支座,有效提升了三维隔振(震)支座的隔振(震)效果。

Description

一种水平双向和竖向变形解耦的三维隔振/震支座
技术领域
本发明涉及建筑结构技术领域,具体是一种水平双向和竖向变形解耦的三维隔振/震支座。
背景技术
城市地下轨道交通建设近年来在我国主要城市获得了快速发展,凭借其“低污染、运量大、便捷”等优点,已成为解决城市拥堵问题的有效手段。现阶段,国内主要城市均在大力推进城市地下轨道交通、地下地上多功能综合交通枢纽的建设。然而地铁线路距离建筑结构越来越近,地铁高速运行、制动刹车、启动加速等均会引发临近的建筑结构竖向振动和噪声超限等问题,导致地铁线路的临近建筑或上盖建筑的建筑功能受到限制、结构的舒适度难以满足相关规范要求。
目前,应用于建筑结构领域的传统水平隔震支座如天然橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、弹性滑板橡胶支座、摩擦摆支座等,其一般在水平的两个方向(X向和Y向)的刚度较小,而其竖向(Z向)的刚度较大,因此隔震支座变形主要为水平方向的变形。通过在结构适当位置设置隔震支座,可以降低结构水平向的刚度,从而达到降低上部结构水平向地震作用的效果;但是由于隔震支座竖向刚度较大,无法降低隔震结构的竖向地震作用和竖向振动作用。因此传统的水平隔震支座无法满足“振震双控”类的工程结构的设计要求。
另一方面,目前应用于建筑结构领域的传统竖向隔振支座如厚肉橡胶支座、钢弹簧(螺旋弹簧或蝶形弹簧)隔振支座等,其竖向(Z向)刚度较小,因此可以有效降低结构的竖向刚度,达到隔离竖向振动的效果。但是,由于其水平向的支座变形能力较差,在遭遇水平地震作用时,在水平向(X向和Y向)发生较大的水平变形,将直接造成弹簧失稳或厚肉橡胶失稳,造成隔振支座失效,丧失竖向承载能力,甚至导致上部结构出现倾覆的危险。因此竖向隔振支座在水平向的变形能力较小,无法实现隔离水平向地震作用的效果。
轨道交通沿线临近的建筑结构既面临由于地铁运行造成的结构竖向振动超限的抗振需求,又面临水平地震作用下的结构抗震需求。因此,这一类既受到竖向振动作用控制,又受到水平地震作用控制的工程结构可以统称为“振震双控”结构。
目前可能应用于“振震双控”类工程的三维隔震支座仅仅片面地考虑将传统的水平隔震支座和竖向隔振支座进行简单地组合,即将传统竖向隔振支座和水平隔震支座进行串联或并联,而未全面地考虑两种类型的支座在隔离水平地震作用和竖向振动作用时存在的耦合效应,因此存在以下的技术问题:
(1)对于将传统竖向隔振支座和水平隔震支座并联布置时,竖向隔振支座和水平隔震支座需要较多的数量,为保证隔振支座竖向和水平解耦,竖向隔振支座需要设计成能够水平滑动形式且具有足够大的变形空间,才不会干扰水平隔震支座发挥作用,水平隔震支座必须与结构竖向脱开,才不会影响竖向隔振支座竖向隔振性能,并联体系构造复杂,支座布置所需平面位置大,经济性较差。
(2)在水平地震作用下,将传统竖向隔振支座和水平隔震支座简单串联或并联型的三维隔震支座的竖向隔振支座部分和水平隔震支座部分均受到水平剪力的作用,竖向隔震支座由此可能出现失稳破坏的问题,导致隔振/震层失效,结构安全性受到影响。
(3)另一方面,在水平地震作用下,将传统竖向隔振支座和水平隔震支座简单串联或并联型的三维隔震支座在不同位置的竖向隔震支座部分可能出现不均匀的竖向变形,造成隔振(震)层产生刚体转角,导致上部结构出现“摇摆效应”,对上部结构的水平隔震效果造成不利影响,对于上部结构层高较高,高宽比较大的情况甚至可能放大上部结构的地震作用效应,导致结构出现倾覆危险。
因此,有必要对现有的“振震双控”结构进行改进,以解决水平震动或竖向振动作用对主体结构稳定性的不利影响,提高结构的安全性。
发明内容
本发明的目的在于提出一种水平双向和竖向变形解耦的三维隔振/震支座,可以有效地解决水平向隔震支座和竖向隔振支座在组合使用时水平向和竖向变形耦合效应对造成水平向隔震效果和竖向隔振效果的不利影响,达到支座的水平向变形和竖向变形互不影响,实现极高效率的水平向隔震效果和竖向隔振效果。
本发明是这样实现的:
一种水平双向和竖向变形解耦的三维隔振/震支座,包括水平向隔震支座、竖向隔振支座和变形解耦装置,水平向隔震支座与竖向隔振支座在竖向上串联组合布置,竖向隔振支座包括上部定位钢板、下部定位钢板和竖向隔振单元,所述变形解耦装置能够做水平双向和竖向变形的三维解耦,该变形解耦装置由水平向限位角柱、水平抗剪钢板和竖向变形间隙构成,其中:
水平向限位角柱由一端竖向固定连接在上部定位钢板和下部定位钢板其中一个的角部,水平向限位角柱相对的另一端为自由端;
水平抗剪钢板由一侧竖向固定连接在上部定位钢板和下部定位钢板其中另一个的边缘,并位于相邻两个水平向限位角柱之间,水平抗剪钢板相对的另一侧为自由侧;
所述水平向限位角柱的自由端与上部定位钢板和下部定位钢板其中另一个之间具有第一间隙,水平抗剪钢板的自由侧与上部定位钢板和下部定位钢板其中一个之间具有第二间隙,该第一间隙和第二间隙构成所述竖向变形间隙。
较佳的,所述上部定位钢板与下部定位钢板水平向平行对置布置,上部定位钢板、下部定位钢板、水平向限位角柱和水平抗剪钢板围合形成内部箱型空间。
较佳的,所述竖向隔振单元布置在所述内部箱型空间中,竖向隔振单元采用螺旋弹簧和/或碟形弹簧,螺旋弹簧和/或碟形弹簧均匀布置有多个,上下两端分别与上部定位钢板和下部定位钢板的内表面固定连接。
较佳的,所述内部箱型空间中还布置有竖向减振单元,竖向减振单元布置在所述内部箱型空间中,竖向减振单元采用黏滞阻尼器或粘弹性阻尼器,黏滞阻尼器或粘弹性阻尼器均匀布置有多个,上下两端分别与上部定位钢板和下部定位钢板的内表面固定连接。
较佳的,所述第一间隙与第二间隙的值相等。
较佳的,所述水平向限位角柱与临近的水平抗剪钢板侧面之间具有第三间隙,该第三间隙的值比所述第一间隙和第二间隙的值小一个数量级。
较佳的,所述第三间隙中填充有润滑材料。
较佳的,所述上部定位钢板和下部定位钢板为方形钢板,所述水平向限位角柱具有四根,布置在方形钢板的四角,所述水平抗剪钢板具有四块,布置在方形钢板的四边,并位于两根水平向限位角柱之间。
较佳的,所述竖向隔振支座的上部定位钢板用于与结构上柱墩相连,水平向隔震支座用于与结构下柱墩相连。
较佳的,所述水平向隔震支座采用摩擦摆隔震支座,其顶部与所述竖向隔振支座的下部定位钢板连接,底部通过柱墩定位钢板与结构下柱墩连接。
本发明相对于现有技术的有益效果是:本发明的三维隔振/震支座能够实现水平双向和竖向变形的三维解耦,主要的有益效果包含但不限于:
(1)水平向隔震支座和竖向隔振支座采用串联布置形式进行组合布置,同时通过在竖向隔振支座上附加水平双向和竖向变形解耦装置,实现水平向隔震支座和竖向隔振支座的水平双向和竖向变形的三维解耦;
(2)角柱与抗剪钢板的支撑和承载能力更强,且变形解耦装置的水平向限位角柱与水平抗剪钢板能够形成一个相互嵌固的作用,限制了彼此在水平两方向上的活动,抵抗水平向作用力的能力更强,确保了在发生水平地震作用时,竖向隔振支座不发生较大的水平方向的变形;
(3)竖向变形间隙允许竖向隔振单元在竖向激振作用下产生一定的竖向变形,同时在较大水平地震作用下其被收缩锁定为零,能够避免竖向隔振单元产生较大的竖向变形,将竖向隔振支座承托的上部结构重量转移到下部的隔震支座或下部结构上,防止造成上部结构出现“摇摆效应”;
(4)水平变形间隙确保解耦件在竖向上发生相对运动,同时水平变形间隙与竖向变形间隙共同作用,能够阻止上部结构发生过大的转动效应,避免上部结构在水平地震作用下出现倾覆的危险;
(5)箱型结构的变形解耦装置使得整个支座结构外观更简洁、美观,同时在抵抗竖向振动作用时承载力更高,在竖向激振作用下更稳定,不易被破坏和失稳。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是示例性的,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。
图1为本发明一个实施例的三维隔振/震支座整体结构示意图;
图2为三维隔振/震支座结构逻辑关系分解示意图;
图3为三维隔振/震支座结构纵剖面示意图;
图4为本发明一个实施例的变形解耦装置结构爆炸示意图;
图5为变形解耦装置竖向和水平变形间隙示意图;
图6为竖向隔振支座横截面示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明实施例做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“包括/包含”、“由……组成”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素,而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素,并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
还需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作,不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
以下结合较佳的实施方式对本发明的实现进行详细的描述。
如图1,本发明的一种水平双向和竖向变形解耦的三维隔振/震支座,包括水平向隔震支座1和竖向隔振支座2,水平向隔震支座1与竖向隔振支座2在竖向上串联组合布置,水平向隔震支座1与竖向隔振支座2在竖向上的相对位置不受限制,即水平向隔震支座1可以布置在上部,竖向隔振支座2布置在下部,或者相反。本发明优选以竖向隔振支座2布置在上部为例,水平向隔震支座1通过螺栓安装在结构下柱墩上,与结构下柱墩连接固定,竖向隔振支座2与结构上柱墩通过螺栓连接固定。
如图2、3,竖向隔振支座2具有上部定位钢板20、下部定位钢板21和竖向隔振单元22,竖向隔振单元22采用螺旋弹簧和/或碟形弹簧,螺旋弹簧和/或碟形弹簧均匀布置有多个。
又如图2、3,本发明的竖向隔振支座2还设置有竖向减振单元23,竖向减振单元23采用竖向阻尼耗能结构,例如选择黏滞阻尼器、黏弹阻尼器等竖向刚度较小、耗能能力较好的阻尼减震部件。通过附加竖向阻尼耗能结构,可以进一步提升三维隔振/震支座的竖向隔振效果。
本发明中,三维隔振/震支座设置有水平双向(X、Y向)和竖向(Z向)变形解耦装置3,具体参见图2、4,变形解耦装置3由水平向限位角柱31、水平抗剪钢板32和竖向变形间隙构成,水平向限位角柱31竖向固定连接在上部定位钢板20的角部,具体是固定在上部定位钢板20下表面的角部位置,本发明上部定位钢板20和下部定位钢板21采用方形钢板,水平向限位角柱31布置有四根,分别位于方形钢板的四角。水平抗剪钢板32竖向固定设置在下部定位钢板21的边缘,具体是布置在方形钢板的四边,并位于方形钢板相邻两个角部的水平向限位角柱31之间。
并且,如图3、5所示,水平向限位角柱31上端与上部定位钢板20连接固定,例如通过焊接固定,其下端不与下部定位钢板21连接和接触,水平向限位角柱31的下端为自由端,该自由端与下部定位钢板21的内表面之间形成一个第一间隙S1,同样,水平抗剪钢板32与下部定位钢板21连接固定,例如通过焊接固定,其上侧不与上部定位钢板20连接和接触,上侧为自由侧,该自由侧与上部定位钢板20的内表面之间形成一个第二间隙S2。
第一间隙S1和第二间隙S2构成竖向变形间隙,其大小根据上部结构的重量、竖向隔振部件的刚度、地铁激励的幅值等综合确定。水平向限位角柱31的截面尺寸,水平抗剪钢板32的厚度,根据工程需求计算得到。通过合理设置竖向变形间隙的大小,借助竖向变形间隙,保证三维隔振/震支座在竖向(Z向)振动激励作用下可以自由竖向变形,实现较好的竖向(Z向)隔振效果。
当结构遭遇水平地震作用时,水平地震作用造成结构产生转动趋势,竖向隔振支座2的竖向隔振单元22以及竖向减振单元23被竖向压缩变形,上部定位钢板20与下部定位钢板21被压缩靠拢,第一间隙S1和第二间隙S2被压缩,其中至少一个被收缩锁定为零,即水平向限位角柱31与水平抗剪钢板32至少其中一个的自由端抵靠在对应的上部定位钢板20或下部定位钢板21上,如此能够避免竖向隔振单元22以及竖向减振单元23在水平地震作用下产生较大的竖向变形,防止造成上部结构出现“摇摆效应”;另外,在结构发生转动状态下,带动支座的水平向限位角柱31与水平抗剪钢板32发生相互接触和抵靠,同时水平向限位角柱31和水平抗剪钢板32的端部与上部定位钢板20和下部定位钢板21发生接触和抵靠,能够阻止转动效应的进一步加大,避免了上部结构在水平地震作用下出现倾覆的危险,同时可有效提升三维隔振/震支座的水平隔震效果。
具体的,当发生X方向的水平地震作用时,该水平地震作用主要由水平向隔震支座1来承担和抵消,但同时也会对竖向隔振支座2产生一个X方向的作用力,此时,由于竖向隔振支座2的竖向隔振单元22水平向变形能力较差,该作用力易导致竖向隔振支座2发生脆性破坏或失稳,本发明设置了水平向限位角柱31和水平抗剪钢板32,水平向限位角柱31和水平抗剪钢板32各自单独能够抵抗水平向作用力,同时在X方向上,该方向上的水平向限位角柱31与水平抗剪钢板32形成一个相互嵌固的作用,限制了彼此在X方向上的活动,抵抗水平向作用力的能力更强,确保了在发生X方向的水平地震作用时,竖向隔振支座2不发生较大的水平方向的变形。
同样,当发生Y方向的水平地震作用时,Y方向上的水平向限位角柱31与水平抗剪钢板32各自单独能够抵抗水平向作用力,同时二者能够形成一个相互嵌固的作用,限制了彼此在Y方向上的活动,抵抗水平向作用力的能力更强,确保了在发生Y方向的水平地震作用时,竖向隔振支座2不发生较大的水平方向的变形,如此在X和Y两方向保护了竖向隔振单元22,避免承受较大的水平地震作用。
通过在竖向隔振支座2上附加水平双向和竖向变形解耦装置,保证竖向隔振部件仅发生竖向变形,水平向隔震部件仅发生水平变形,实现水平向隔震部件和竖向隔振部件的水平双向(X向、Y向)和竖向(Z向)变形的三维解耦,有效提升三维隔振/震支座的隔振/震效果。
继续参见图5,本发明的上部定位钢板20与下部定位钢板21水平向平行对置布置,上部定位钢板20、下部定位钢板21、水平向限位角柱31和水平抗剪钢板32围合形成内部箱型空间。在此基础上将竖向隔振单元22、竖向减振单元21都布置在内部箱型空间中,支座结构外观更简洁、美观。同时,角柱与抗剪钢板的结合相对于现有的套筒型等结构其支撑和承载能力更强,附加有箱型变形解耦装置的箱型竖向隔振支座2在抵抗竖向振动作用时承载力更高,在竖向激振作用下更稳定,不易被破坏和失稳。水平地震作用下,箱型四周的水平向限位角柱31和水平抗剪钢板32形成相互的嵌固作用,能够很好地抵抗水平地震作用,保护内部的竖向隔振单元22和竖向减振单元21。
本发明中,第一间隙S1与第二间隙S2的值设计为相等。如此,在极限状态下,上部定位钢板20和水平抗剪钢板32之间以及水平向限位角柱31和下部定位钢板21之间的间隙都收缩锁定为零,以最佳状态限制了竖向隔振支座2的进一步竖向变形,使得上部结构与竖向隔振支座2形成一个刚性整体,以一个刚性整体作竖向运动。
在参见图5、6,本发明中,水平向限位角柱31与临近的水平抗剪钢板32侧面之间具有第三间隙S3。第三间隙S3作为水平向变形间隙,其目的是减小水平向限位角柱31和水平抗剪钢板32发生竖向相对运动时的摩擦力,避免因摩擦或温度作用导致水平向限位角柱31和水平抗剪钢板32的竖向相对运动出现卡死的现象,影响竖向隔振效果。水平向变形间隙内可设置润滑材料进行填充,例如PTFE涂层等。
相对于第一间隙S1和第二间隙S2而言,第三间隙S3的值应当设计得比第一间隙S1和第二间隙S2的值小很多,本发明优选限定为小一个数量级,例如支座用于隔绝地铁的竖向激励振动作用时,第一间隙S1和第二间隙S2的值设计约为40mm,第三间隙S3的值约为4mm即可,确保第三间隙S3能够将水平向限位角柱31和水平抗剪钢板32在竖向上隔开,避免二者的竖向相对运动被卡死,同时又不能设计得太大,以确保在水平地震作用下二者能够形成稳定的嵌固作用。
本发明的水平向隔震支座可采用摩擦摆支座或水平隔震效果优良且竖向刚度较大的传统水平隔震支座,本方案中不做详细阐述。本发明的水平向隔震支座和竖向隔振支座采用串联布置形式进行组合布置,同时通过在竖向隔振支座上附加水平双向和竖向变形解耦装置,实现水平向隔震支座和竖向隔振支座的水平双向和竖向变形的三维解耦,对于来自竖向(Z向)的振动和水平各向(X、Y向)的地震作用都能够实现很好地解耦,保证三维隔振/震支座的水平向变形仅发生于水平隔震支座、竖向变形仅发生于竖向隔振支座,解决了传统独立支座功能单一,仅能抵抗水平向地震或竖向振动作用的缺陷,同时对于常规的串联或并联组合支座的耦合效应或解耦效果差、支座安全性差也有很好的改进。
本领域技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水平双向和竖向变形解耦的三维隔振/震支座,包括水平向隔震支座、竖向隔振支座和变形解耦装置,水平向隔震支座与竖向隔振支座在竖向上串联组合布置,竖向隔振支座包括上部定位钢板、下部定位钢板和竖向隔振单元,其特征在于:所述变形解耦装置能够做水平双向和竖向变形的三维解耦,该变形解耦装置由水平向限位角柱、水平抗剪钢板和竖向变形间隙构成,其中:
水平向限位角柱由一端竖向固定连接在上部定位钢板和下部定位钢板其中一个的角部,水平向限位角柱相对的另一端为自由端;
水平抗剪钢板由一侧竖向固定连接在上部定位钢板和下部定位钢板其中另一个的边缘,并位于相邻两个水平向限位角柱之间,水平抗剪钢板相对的另一侧为自由侧;
所述水平向限位角柱的自由端与上部定位钢板和下部定位钢板其中另一个之间具有第一间隙,水平抗剪钢板的自由侧与上部定位钢板和下部定位钢板其中一个之间具有第二间隙,该第一间隙和第二间隙构成所述竖向变形间隙。
2.根据权利要求1所述的三维隔振/震支座,其特征在于:
所述上部定位钢板与下部定位钢板水平向平行对置布置,上部定位钢板、下部定位钢板、水平向限位角柱和水平抗剪钢板围合形成内部箱型空间。
3.根据权利要求2所述的三维隔振/震支座,其特征在于:
所述竖向隔振单元布置在所述内部箱型空间中,竖向隔振单元采用螺旋弹簧和/或碟形弹簧,螺旋弹簧和/或碟形弹簧均匀布置有多个,上下两端分别与上部定位钢板和下部定位钢板的内表面固定连接。
4.根据权利要求2所述的三维隔振/震支座,其特征在于:
所述内部箱型空间中还布置有竖向减振单元,竖向减振单元布置在所述内部箱型空间中,竖向减振单元采用黏滞阻尼器或粘弹性阻尼器,黏滞阻尼器或粘弹性阻尼器均匀布置有多个,上下两端分别与上部定位钢板和下部定位钢板的内表面固定连接。
5.根据权利要求1所述的三维隔振/震支座,其特征在于:
所述第一间隙与第二间隙的值相等。
6.根据权利要求1所述的三维隔振/震支座,其特征在于:
所述水平向限位角柱与临近的水平抗剪钢板侧面之间具有第三间隙,该第三间隙的值比所述第一间隙和第二间隙的值小一个数量级。
7.根据权利要求6所述的三维隔振/震支座,其特征在于:
所述第三间隙中填充有润滑材料。
8.根据权利要求1所述的三维隔振/震支座,其特征在于:
所述上部定位钢板和下部定位钢板为方形钢板,所述水平向限位角柱具有四根,布置在方形钢板的四角,所述水平抗剪钢板具有四块,布置在方形钢板的四边,并位于两根水平向限位角柱之间。
9.根据权利要求1-8任一项所述的三维隔振/震支座,其特征在于:
所述竖向隔振支座的上部定位钢板用于与结构上柱墩相连,水平向隔震支座用于与结构下柱墩相连。
10.根据权利要求9所述的三维隔振/震支座,其特征在于:
所述水平向隔震支座采用摩擦摆隔震支座,其顶部与所述竖向隔振支座的下部定位钢板连接,底部通过柱墩定位钢板与结构下柱墩连接。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106013920A (zh) * 2016-07-12 2016-10-12 北京市建筑设计研究院有限公司 一种建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置
CN106049686A (zh) * 2016-07-28 2016-10-26 同济大学 一种带准零刚度特性的三维隔震/振支座
CN106639459A (zh) * 2016-11-02 2017-05-10 西安建筑科技大学 一种形状记忆合金自复位橡胶阻尼器
CN108425433A (zh) * 2018-02-05 2018-08-21 同济大学 一种自适应刚度特性运动解耦式三维隔震/振支座
CN111042368A (zh) * 2019-12-05 2020-04-21 同济大学 一种直线导轨-轴承式运动解耦三维隔振支座
CN111827503A (zh) * 2020-06-29 2020-10-27 上海大学 一种建筑物三维隔震(振)体系
JP2021124205A (ja) * 2020-02-09 2021-08-30 トンジ ユニバーシティTongji University 新規な3d防振装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106013920A (zh) * 2016-07-12 2016-10-12 北京市建筑设计研究院有限公司 一种建筑用隔离水平地震及竖向振动的装置
CN106049686A (zh) * 2016-07-28 2016-10-26 同济大学 一种带准零刚度特性的三维隔震/振支座
CN106639459A (zh) * 2016-11-02 2017-05-10 西安建筑科技大学 一种形状记忆合金自复位橡胶阻尼器
CN108425433A (zh) * 2018-02-05 2018-08-21 同济大学 一种自适应刚度特性运动解耦式三维隔震/振支座
CN111042368A (zh) * 2019-12-05 2020-04-21 同济大学 一种直线导轨-轴承式运动解耦三维隔振支座
JP2021124205A (ja) * 2020-02-09 2021-08-30 トンジ ユニバーシティTongji University 新規な3d防振装置
CN111827503A (zh) * 2020-06-29 2020-10-27 上海大学 一种建筑物三维隔震(振)体系

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