CN115247509B - 一种隔震装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种隔震装置，包括：支撑件(1)，支撑件(1)一端为固定端；水平恢复构件，水平恢复构件为环状结构，水平恢复构件包括内环件(2)和外环件(3)，内环件(2)和外环件(3)之间设置有弹性件(4)，内环件(2)套设于支撑件(1)；支撑件(1)的固定端相对于外环件(3)在非轴线方向发生位移时，支撑件(1)带动内环件(2)相对于外环件(3)发生位移并压迫和/或拉伸弹性件(4)。本申请通过环形设计，使得我们在面对来自各个方向的位移能量时均有一个不错的表现，并且各方向之间并不存在太大的差异，这也就避免了各方向应对能力不同而造成的设计浪费。

Description

一种隔震装置

技术领域

本申请涉及结构隔震技术领域，具体涉及一种隔震装置。

背景技术

在村镇民居建筑中叠层橡胶支座减小尺寸演化为橡胶隔震砖，依靠隔震砖上下硬胶面的凹陷和凸起与混凝土支座一同浇筑咬合连接，地震时钢板橡胶隔震砖硬胶容易脱出和变形，橡胶和钢板硫化等造价也较高；板材为树脂的橡胶隔震砖在大变形下易出现翻滚，难以复位，存在位移残差。沥青-钢筋隔震通过将整面墙体分割设置隔震层的方法达到隔震效果，造价低，但每片墙体都需要分离，沥青的热稳定性较弱，通过钢筋抗拉拔，同时也使得空间整体性不足的上部砌体沿垂直墙体长度方向的响应除平动外还有摆动。滑移隔震支座具有较好的减震效果和经济性能,越来越多地应用于结构隔震，适用于高宽比较小的低层建筑，传统摩擦摆由于面压较小，导致摩擦力不足，耗能能力较弱，位移较大，不宜受拉，受拉时没有水平恢复力，在支座大小受限置的情况下，未复位时再次受到地震作用会与限位装置碰撞产生较大的力。所以，需要对结构隔震的装置作进一步的研究。

发明内容

本申请的目的是提供一种恢复能力强、安装相对容易的隔震装置。具体技术方案为：

一种隔震装置，包括：支撑件，支撑件一端为固定端；水平恢复构件，水平恢复构件为环状结构，水平恢复构件包括内环件和外环件，内环件和外环件之间设置有弹性件，内环件套设于支撑件；支撑件的固定端相对于外环件在非轴线方向发生位移时，支撑件带动内环件相对于外环件发生位移并压迫和/或拉伸弹性件。

可选的，还包括：上连接板和下连接板，支撑件设置于上连接板与下连接板之间，支撑件的固定端与上连接板在水平方向相对固定，支撑件的另一端与下连接板滑动接触。以使得支撑件在支撑或位移时受力面更大，从而防止支撑时破坏被支撑建筑或其他物件。

可选的，弹性件设置为多个并环绕设置于内环件和外环件之间，弹性件一端与内环件连接，弹性件另一端与外环件连接。

可选的，内环件面向外环件方向具有环形凹槽，该凹槽侧壁上设置有内环连接孔；外环件面向内环件方向具有环形凹槽，该凹槽侧壁上设置有外环连接孔；弹性件两端分别设置有内环套孔和外环套孔，内环套孔与内环连接孔相对应，外环套孔与外环连接孔相对应。内环销轴穿设于内环套孔与内环连接孔，以此将弹性件连接于内环件；外环销轴穿设于外环套孔与外环连接孔，以此将弹性件连接于外环件。弹性件两端分别通过销轴固定在内环和外环，使得弹性件在维护时可以单独针对某一个弹性件，只需拔下需维护的弹性件对应的销轴取出弹性件即可。

可选的，支撑件的另一端端面固定设置有低摩擦板。以防止在发生位移时由于摩擦过大而影响部件的正常运行。

可选的，外环件的环形凹槽的凹槽底部设置有固定连接孔，固定连接孔用于配合销钉固定所述外环件。以此使得外环件更容易被固定和进行维护。

可选的，支撑件与内环件对应部分的下方设置有延伸板，延伸板用于限制内环件的轴向位移。

可选的，弹性件为上下两层设置。

一种水平限位装置，该水平限位装置与隔震装置配套使用，包括：上固定件，上固定件为开口朝上的C型固定件；下固定件，下固定件为开口朝下的C型固定件；活动连接组件，活动连接组件一端与上固定件的C型固定件底部滑动连接，活动连接组件另一端与下固定件的C型固定件顶部滑动连接，活动连接组件用于限制上固定件和下固定之间的位移极限。

可选的，活动连接组件包括：上滑动件，上滑动件为环形，上滑动件与上固定件的C型固定件中部滑动连接；下滑动件为环形，下滑动件与下固定件的C型固定件中部滑动连接；滑动杆一端活动套设于上滑动件，滑动杆另一端活动套设于下滑动件。

本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：将本申请装入的建筑结构中，支撑件的固定端与建筑的上部结构固定连接并支撑建筑的上部结构的自重；水平恢复构件的外环与建筑的下部结构固定连接。使得本申请提供的隔震装置通过支撑件承担上部结构的自重，通过水平恢复构件内的弹性件变形来提供水平恢复力和限位能力，并通过水平恢复构件分别与支撑件和支撑结构的下部连接提供一定竖向抗拉能力，通过附加抗拉装置提供较强抗拉能力，以及避免在高频震荡下产生摇摆。本申请通过环形设计，使得我们在面对来自各个方向的位移能量时均有一个不错的表现，并且各方向之间并不存在太大的差异，这也就避免了各方向应对能力不同而造成的设计浪费。特别是在地震时，位移能量的方向并不固定，若是各方向的应对能里不同，会造成某些方向上反应能力较强，而某些方向上反应能力较弱，我们无法去规定地震时的能量方向，所以只能在设计中采用各方向均衡的设计思路。

附图说明

图1是本申请中隔震装置和水平限位装置同时安装使用时的结构示意图。

图2是本申请中隔震装置剖视结构示意图。

图3是本申请中水平恢复构件俯视结构示意图。

图4是本申请中水平限位装置剖视结构示意图。

图5是本申请中水平限位装置俯视结构示意图。

附图标记：

1-支撑件，2-内环件，3-外环件，4-弹性件，5-上连接板，6-下连接板，7-低摩擦板，8-上固定件，9-下固定件，10-上滑动件，11-下滑动件，12-滑动杆，13-建筑的上部结构，14-建筑的下部结构。

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了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-3所示，一种隔震装置，包括：

上连接板5和下连接板6，在安装时，上连接板5与建筑的上部结构13固定设置，下连接板6与建筑的下部结构14固定设置。用于增加本申请隔震装置的受力面积，以及保护内部零部件，减小内部零部件受碰撞、落灰等风险。

支撑件1，支撑件1采用竖轴设置，竖轴一端为固定端，该固定端与上连接板5固定设置，另一端与下连接板6滑动接触。在固定设置于建筑的上部结构13的上连接板5和固定设置于建筑下部结构的下连接板6发生位移时，上连接板5带动支撑件1随之位移；由于支撑件1支撑建筑上部结构的自重，所以支撑件1的另一端与下连接板6的接触同样带着建筑上部结构的自重，支撑件1相对下连接板6位移时需要克服建筑上部结构的自重，支撑件1和下连接板6彼此间将会产生较大的摩擦力，使得发生位移时的能量一部分消耗在摩擦力上。同时，在支撑件1的另一端端面设置有聚四氟乙烯板低摩擦板7，以防止在发生位移时由于摩擦过大而影响部件的正常运行。

水平恢复构件，水平恢复构件包括内环件2和外环件3以及设置于内环件2和外环件3之间的弹性件4，弹性件4一端固定于内环件2，弹性件4另一端固定于外环件3。弹性件4与内环件2或外环件3的固定方式可以采用多种方式，如焊接、铆接、螺纹连接或铰接等，这里考虑到弹性件4为消耗品，后期需要维护或者更换，所以下面介绍一种利于更换的固定方式。内环件2为面向外环件3方向开口的环形凹槽，该凹槽侧壁上设置有内环连接孔；外环件3为面向内环件2方向开口的环形凹槽，该凹槽侧壁上设置有外环连接孔；弹性件4为多个并环绕内环件2四周设置，每个弹性件4均为两端分别设置有内环套孔和外环套孔，内环套孔与内环连接孔匹配并通过内环销轴连接，外环套孔与外环连接孔匹配并通过外环销轴连接。弹性件4两端分别通过销轴固定在内环和外环，使得弹性件4在维护时可以单独针对某一个弹性件4，只需拔下需维护的弹性件4对应的销轴取出弹性件4即可。外环件3的环形凹槽的凹槽底部设置有固定连接孔，固定连接孔用于配合销钉固定所述外环件3。以此使得外环件3更容易被固定和进行维护。

内环件2套设于支撑件1外周侧，支撑件1与内环件2接触部分的下方设置有延伸板，延伸板用于限制内环件2的轴向位移。在固定设置于建筑的上部结构13的上连接板5和固定设置于建筑下部结构的下连接板6发生位移时，上连接板5带动支撑件1随之位移，支撑件1拨动内环件2相对于外环件3发生位移并压迫或拉伸弹性件4。弹性件4设置于内环周侧，在内环件2相对于外环件3向某一个方向位移时，内环件2拉伸一部分弹性件4并同时压迫一部分弹性件4，实现在水平方向上任意一个方向发生位移均同时拉伸和压迫弹性件4，以此积蓄恢复力，在位移能量耗尽后释放恢复力，回复原状。弹性件4为两层设置，以此提供更为优质的恢复力。

如图4和图5所示，一种水平限位装置，该限位装置可用于与上述隔震装置配套使用，具体包括：上固定件8，上固定件8为开口朝上的C型固定件，该C型两端用于与建筑的上部结构13固定，在其中部留下一个固定的闭环空间。下固定件9，下固定件9为开口朝下的C型固定件，该C型两端用于与建筑的下部结构14固定，在其中部留下一个固定的闭环空间。上滑动件10，该上滑动件10穿设于上固定件8的闭环空间内，使得上滑动件10只能在其闭环空间内进行位移。下滑动件11，该下滑动件11穿设于下固定件9的闭环空间内，使得下滑动件11只能在其闭环空间内进行位移。滑动杆12，滑动杆12一端活动套设于上滑动件10，滑动杆12另一端活动套设于下滑动件11，使得上滑动件10和下滑动件11的位移同步，即限制了上固定件8和下固定件9之间的位移极限。上滑动件10和下滑动件11采用环形设计通过滑动杆12连接，形成一个镂空的圆柱形；使之能够适应多个方向的位移并且多方向位移的限制非常接近，并没有传统设计中各方向之间的差距较大的问题。该设计很好的与本申请所公开的隔震装置形成呼应，均较为适应来自多方向的位移能量，特别适用于地震时的隔震。

值得说明的是，本申请中所采用的环形，最优选择为圆环形，但不排除其他环形形状也能基本实现本申请所要达到的技术效果，比如多边形环形同样能够实现本申请所要实现的各方向相对均衡的隔震能力。

在安装时，这里我们只是对最优实施方案进行陈述，不对保护范围进行任何限制。本申请中隔震装置和水平限位装置同时安装使用的情况下：

将上连接板5固定在建筑的上部结构13，下连接板6固定在建筑的下部结构14对应位置。将弹性件4挨个使用销轴将两端分别固定在内环件2和外环件3，组成水平恢复构件。支撑件1从内环件2穿过至延伸板抵住内环件2，支撑件1的固定端和外环件3分别与建筑的上部结构13或建筑的下部结构14固定，即当支撑件1的固定端通过上连接板5与建筑的上部结构13固定时外环件3与建筑的下部结构14固定，当支撑件1的固定端通过下连接板6与建筑的下部结构14固定时外环件3与建筑的上部结构13固定。外环件3在固定时，在建筑结构相对于位置设置凹槽，水平恢复构件放置于凹槽内，使用销钉穿过外环件3的固定连接孔后插入建筑结构，实现将外环件3固定在建筑结构上。

将数个滑动杆12的两端分别套设于上滑动件10和下滑动件11，形成镂空的圆柱型。将上滑动件10穿设于上固定件8后将上固定件8固定在建筑的上部结构13，将下滑动件11穿设于下固定件9后将下固定件9固定在建筑的下部结构14对应位置。以此使得上固定件8和下固定件9之间的位移极限被限制。与隔震装置相对应，以防止隔震装置在压迫或拉伸弹性件4时突破弹性件4的承受极限而破坏弹性件4。

在发生地震时，建筑发生震荡，建筑的上部结构13相对建筑的下部结构14位移。在位移时，支撑件1在随机水平方向拨动内环件2，内环件2相对于外环件3位移，同时压迫和拉伸弹性件4，在地震平息后弹性件4再逐渐复位。此时地震引发的震荡能量被支撑件1位移的摩擦力和弹性件4吸收一部分，以此防止地震引发的震荡能量对建筑结构本身造成不可逆影响。

本申请提供的通过弹性件4复位抗拉滑移实现隔震的支座，支撑件1承担上部结构的自重。通过水平向构件变形来提供水平恢复力和限位能力，并通过水平向构件分别与竖轴和下支墩连接提供一定竖向抗拉能力，通过附加抗拉装置提供较强抗拉能力，以及避免在高频地震下产生摇摆。因为抗拉和抗压刚度较大可以在选择隔震支座布置方案时次要的考虑建筑的竖向不规则产生的倾覆力矩，仅需满足强度验算，不用过多考虑竖向变形位移验算。地震作用时，上部结构与上连接板5、支撑件1一同产生相对下连接板6和下支墩的滑移，聚四氟乙烯板低摩擦板7与镜面钢板下连接板6间的静摩擦和弹性件4组提供初始刚度，滑移开始后，聚四氟乙烯板与镜面钢板间的动摩擦和变形了的弹性件4组提供水平刚度，因为水平向构件有限位能力，滑动到最大位移处，会产生最大的水平恢复力，同时弹性件4组使建筑地震后恢复原来的位置，延长了建筑的特征周期，通过摩擦力起到阻尼作用，消耗地震能量。由于水平向构件套在支撑件1悬挑上，与支撑件1间有细微间隙，支撑件1可自由转动，本身不抵抗扭转变形，通过在建筑外边缘布置此类隔震支座提供建筑整体的抗扭能力。该隔震支座机理清晰、简明，各构件功能分工明确，结构合理，制造工艺更易控制，质量能得到保证。提供了一种隔震效果优良、质量可靠、使用寿命长、成本低，易于更换的隔震支座。

Claims (8)

1.一种隔震装置，其特征在于，包括：

支撑件（1），所述支撑件（1）一端为固定端；

水平恢复构件，所述水平恢复构件为环状结构，所述水平恢复构件包括内环件（2）和外环件（3），所述内环件（2）和外环件（3）之间设置有弹性件（4），所述内环件（2）套设于所述支撑件（1）；所述弹性件（4）设置为多个并环绕设置于所述内环件（2）和所述外环件（3）之间，所述弹性件（4）一端与所述内环件（2）连接，所述弹性件（4）另一端与所述外环件（3）连接；

所述支撑件（1）的固定端相对于所述外环件（3）在非轴线方向发生位移时，所述支撑件（1）带动所述内环件（2）相对于所述外环件（3）发生位移并压迫和/或拉伸弹性件（4）；

所述内环件（2）面向所述外环件（3）的方向具有环形第一凹槽，该第一凹槽侧壁上设置有内环连接孔；

所述外环件（3）面向所述内环件（2）的方向具有环形第二凹槽，该第二凹槽侧壁上设置有外环连接孔；

所述弹性件（4）为长条弧形，所述弹性件（4）两端分别设置有内环套孔和外环套孔，所述内环套孔与所述内环连接孔相对应，所述外环套孔与所述外环连接孔相对应；

内环销轴，所述内环销轴穿设于所述内环套孔与所述内环连接孔，以此将弹性件（4）连接于所述内环件（2）；

外环销轴，所述外环销轴穿设于所述外环套孔与所述外环连接孔，以此将弹性件（4）连接于所述外环件（3）。

2.如权利要求1所述隔震装置，其特征在于，所述隔震装置还包括：

上连接板（5）；

下连接板（6）；

所述支撑件（1）的固定端与所述上连接板（5）固定，所述支撑件（1）的另一端与所述下连接板（6）滑动接触。

3.如权利要求2所述隔震装置，其特征在于，所述支撑件（1）的另一端端面固定设置有低摩擦板（7）。

4.如权利要求1所述隔震装置，其特征在于，所述外环件（3）的环形第二凹槽的凹槽底部设置有固定连接孔，所述固定连接孔用于配合销钉固定所述外环件（3）。

5.如权利要求1所述隔震装置，其特征在于，所述支撑件（1）与所述内环件（2）上设置有沿径向突出的延伸板，所述延伸板外径大于所述内环件（2）内径，所述延伸板相对所述内环件位于远离所述固定端的一侧。

6.如权利要求1所述隔震装置，其特征在于，所述弹性件（4）为上下两层设置。

7.一种水平限位装置，其特征在于，所述水平限位装置与如权利要求1-6中任一项所述隔震装置配套使用，包括：

上固定件（8），所述上固定件（8）为开口朝上的C型固定件；

下固定件（9），所述下固定件（9）为开口朝下的C型固定件；

活动连接组件，所述活动连接组件一端与上固定件（8）的C型固定件中部滑动连接，所述活动连接组件另一端与下固定件（9）的C型固定件中部滑动连接，所述活动连接组件用于限制所述上固定件（8）和所述下固定件（9）之间的位移极限。

8.如权利要求7所述水平限位装置，其特征在于，所述活动连接组件包括：

上滑动件（10），所述上滑动件（10）为环形，所述上滑动件（10）与所述上固定件（8）的C型固定件中部滑动连接；

下滑动件（11），所述下滑动件（11）为环形，所述下滑动件（11）与所述下固定件（9）的C型固定件中部滑动连接；

滑动杆（12），所述滑动杆（12）一端活动套设于上滑动件（10），所述滑动杆（12）另一端活动套设于下滑动件（11）。