CN115126110A - 竖向变刚度三维隔震支座 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及三维隔震技术领域，具体为一种竖向变刚度三维隔震支座，包括叠层橡胶隔震支座，叠层橡胶隔震支座的底面连接有上连接板，上连接板的下方设置有下连接板，上连接板与下连接板之间均布连接有竖向伸缩导向杆；下连接板的顶面上呈辐射状设置有多个轨道，每个轨道上均设置有滑块，滑块上铰接有弹簧机构，弹簧机构竖直设置且顶部与上连接板的底面铰接；滑块与上连接板的底面中心位置之间设置有连杆，且连杆的两端分别与滑块和上连接板铰接。叠层橡胶隔震支座、轨道、弹簧机构以及连杆，能够满足隔离水平向和竖向地震动的工程需求，在静载下有较高的竖向静态刚度和承载力，动载下刚度是变化的,低于静态刚度，竖向低频隔震效果良好。
Description
技术领域
本发明涉及三维隔震技术领域，特别是涉及一种竖向变刚度三维隔震支座。
背景技术
在地震的影响下，一些重要设备，如医疗设备、变电站机柜、文物展柜等，可能会受到地震的影响而导致精度降低或损坏。同时，大量地震实录表明，竖向地震动超过水平地震动的情况时有发生，因而竖向地震动的影响不可忽略。
目前，广泛应用于工程中的橡胶支座对竖向地震动并没有隔震效果，因此，三维隔震技术的研究成为必需，而现有三维隔震支座的竖向刚度较大，固有频率高，无法满足隔离低频震动的需求。
发明内容
针对上述问题，本发明实施例提供了一种竖向变刚度三维隔震支座。
本发明实施的一方面，提供了一种竖向变刚度三维隔震支座，包括叠层橡胶隔震支座，叠层橡胶隔震支座的底面连接有上连接板，上连接板的下方与上连接板并行设置有下连接板，上连接板与下连接板之间均布连接有竖向伸缩导向杆；下连接板的顶面上呈辐射状设置有多个轨道，每个轨道上均设置有滑块，滑块上铰接有弹簧机构，弹簧机构竖直设置且顶部与上连接板的底面铰接；滑块与上连接板的底面中心位置之间设置有连杆，且连杆的两端分别与滑块和上连接板铰接。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：叠层橡胶隔震支座、轨道、弹簧机构以及连杆，能够满足隔离水平向和竖向地震动的工程需求，在静载下有较高的竖向静态刚度和承载力，而动载下刚度是变化的,低于静态刚度，竖向低频隔震效果良好。
可选的，多个轨道的辐射中心与下连接板的中心重合，多个轨道通过中间连接块连接呈十字形，每个轨道的外端均设置有端连接块，每个轨道上的滑块距离辐射中心的距离相等。
可选的，弹簧机构包括圆柱套筒，圆柱套筒内设置有螺旋弹簧，圆柱套筒的两端均设置有万向铰。
可选的，连杆的两端均设置有万向铰，连杆通过万向铰分别与滑块和上连接板连接。
可选的，竖向伸缩导向杆设置在上连接板与下连接板的四个角部之间，竖向伸缩导向杆包括设置在上连接板上的竖向导杆以及设置在下连接板上的竖向套筒，竖向导杆穿入竖向套筒内。
可选的，叠层橡胶隔震支座通过螺栓与上连接板连接，叠层橡胶隔震支座中的橡胶层和钢板的形状为圆形或方形。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种竖向变刚度三维隔震支座的立体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种竖向变刚度三维隔震支座的主视剖视结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种轨道部分的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种弹簧机构的立体结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种弹簧机构的剖视结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种连杆部分的结构示意图。
其中，叠层橡胶隔震支座1、上连接板2、下连接板3、竖向伸缩导向杆4、轨道5、滑块6、弹簧机构7、连杆8、中间连接块9、端连接块10、圆柱套筒11、螺旋弹簧12、万向铰13。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参见图1和图2，本发明实施例提供的一种竖向变刚度三维隔震支座，包括叠层橡胶隔震支座1，叠层橡胶隔震支座1的底面连接有上连接板2，上连接板2的下方与上连接板2并行设置有下连接板3，上连接板2与下连接板3之间均布连接有竖向伸缩导向杆4；下连接板3的顶面上呈辐射状设置有多个轨道5，每个轨道5上均设置有滑块6，滑块6上铰接有弹簧机构7，弹簧机构7竖直设置且顶部与上连接板2的底面铰接；滑块6与上连接板2的底面中心位置之间设置有连杆8，且连杆8的两端分别与滑块6和上连接板2铰接。
在实施中，参见图3，多个轨道5的辐射中心与下连接板3的中心重合，多个轨道5通过中间连接块9连接呈十字形，每个轨道5的外端均设置有端连接块10，每个轨道5上的滑块6距离辐射中心的距离相等，中间连接块9和端连接块10可预防滑块6脱轨。
参见图4和图5，弹簧机构7包括圆柱套筒11，圆柱套筒11内设置有螺旋弹簧12，圆柱套筒11的两端均设置有万向铰13；制作时可将螺旋弹簧12的两端磨平，预压缩放置于圆柱套筒11内，圆柱套筒11的两端与万向铰13用螺栓连接，万向铰13的另一侧与上连接板2和滑块6均采用螺栓连接；静载下，弹簧机构7保持竖直状态，等效为普通螺旋弹簧，发生震动时，连杆8带动弹簧机构7发生倾斜，通过连杆8产生一个带有负刚度特性的力，与螺旋弹簧12产生的竖向力共同承载。
参见图6，连杆8的两端均设置有万向铰13，连杆8通过万向铰13分别与滑块6和上连接板2连接。
在实施中，竖向伸缩导向杆4设置在上连接板2与下连接板3的四个角部之间，竖向伸缩导向杆4包括设置在上连接板2上的竖向导杆以及设置在下连接板3上的竖向套筒，竖向导杆穿入竖向套筒内且两者间隙配合，保证叠层橡胶隔震支座1下部的竖向隔震支座在运动过程中保持在竖向而不发生侧移。
叠层橡胶隔震支座1通过螺栓与上连接板2连接，叠层橡胶隔震支座1中的橡胶层和钢板的形状为圆形或方形；支座整体各个方向上均对称，各部件之间的连接均可采用螺栓连接，通过螺栓装配式的连接方式提高安装效率。
本发明实施例提供的竖向变刚度三维隔震支座，叠层橡胶隔震支座1作为水平向振动部件与其下方的竖向隔震支座部分串联，两者互相解耦，水平和竖向运动互不干扰；竖向隔震支座部分包括弹簧机构7、连杆8、轨道5，初始状态连杆8不受力，弹簧机构7等效为普通螺旋弹簧，只由弹簧机构7承载，地面发生震动带动下连接板3上行或下行时，相应的连杆8带动滑块6滑动，弹簧机构7发生倾斜，弹簧机构7与连杆8并联实现了正负刚度并联原理，即震动时竖向隔震支座部分的刚度是变化的，有效降低了竖向等效刚度，有利于低频隔震。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种竖向变刚度三维隔震支座，包括叠层橡胶隔震支座，其特征在于，叠层橡胶隔震支座的底面连接有上连接板，上连接板的下方与上连接板并行设置有下连接板，上连接板与下连接板之间均布连接有竖向伸缩导向杆；下连接板的顶面上呈辐射状设置有多个轨道，每个轨道上均设置有滑块，滑块上铰接有弹簧机构，弹簧机构竖直设置且顶部与上连接板的底面铰接；滑块与上连接板的底面中心位置之间设置有连杆，且连杆的两端分别与滑块和上连接板铰接。
2.如权利要求1所述的竖向变刚度三维隔震支座，其特征在于，多个轨道的辐射中心与下连接板的中心重合，多个轨道通过中间连接块连接呈十字形，每个轨道的外端均设置有端连接块，每个轨道上的滑块距离辐射中心的距离相等。
3.如权利要求1所述的竖向变刚度三维隔震支座，其特征在于，弹簧机构包括圆柱套筒，圆柱套筒内设置有螺旋弹簧，圆柱套筒的两端均设置有万向铰。
4.如权利要求1所述的竖向变刚度三维隔震支座，其特征在于，连杆的两端均设置有万向铰，连杆通过万向铰分别与滑块和上连接板连接。
5.如权利要求1所述的竖向变刚度三维隔震支座，其特征在于，竖向伸缩导向杆设置在上连接板与下连接板的四个角部之间，竖向伸缩导向杆包括设置在上连接板上的竖向导杆以及设置在下连接板上的竖向套筒，竖向导杆穿入竖向套筒内。
6.如权利要求1所述的竖向变刚度三维隔震支座，其特征在于，叠层橡胶隔震支座通过螺栓与上连接板连接，叠层橡胶隔震支座中的橡胶层和钢板的形状为圆形或方形。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115749031A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-03-07 | 广州大学 | 一种抗摇摆的三维隔震支座装置 |
| CN115749031B (zh) * | 2022-11-28 | 2024-07-05 | 广州大学 | 一种抗摇摆的三维隔震支座装置 |
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