CN116716988A - 具备水平滑动和竖向隔振的三维隔震/振支座及成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具备水平滑动和竖向隔振的三维隔震振支座及成型方法，属于建筑隔震(振)技术领域。包括串联解耦连接的水平滑动叠层橡胶支座和竖向隔振环形橡胶减振模块；水平滑动叠层橡胶支座包含下面的水平滑移副和上面的叠层橡胶支座；水平滑移副由底部的镜面不锈钢板和上部的聚四氟乙烯板构成；竖向隔振环形橡胶减振模块包括上连接板、下连接板、环形橡胶块构成，凹弧形橡胶模块中心预留有中空部位；竖向隔振环形橡胶减振模块还包括刚性螺旋弹簧和/或蝶形弹簧/粘弹性阻尼器。本发明可有效解决轨道交通振动等对上部结构或交通枢纽的影响。
Description
技术领域
本发明涉及具备水平滑动和竖向隔振的三维隔震/振支座及成型方法，属于建筑隔震(振)技术领域。
背景技术
随着《建筑工程抗震管理条例》的实行与推进，建筑隔震支座广泛应用于建筑建设中。建筑隔震支座是一种常用的隔震技术，主要用于降低上部结构在水平地震效应下的影响，对降低上部结构竖向地震作用和竖向振动的效果较差。随着我国城市化推进越来越快，城市规模越来越大，目前国内大多数城市都在着重发展地下轨道交通，以及地下地上多功能综合交通枢纽，由于城市土地的局限性，地下轨道交通沿线用地无法避免，随着人民生活水平的不断提高以及一些精密仪器的精度要求，使得对地铁沿线和高铁沿线的建筑竖向隔振的需求日益增加。因此需要开发具有震振双控功能的建筑隔震支座，既能在水平方向上隔断地震能量也能在竖向方向上降低竖向地震和竖向振动的影响。
目前公开的专利中，如CN214402263U一种可滑动多维震振双控隔震支座、CN113585513A一种竖向变刚度的三维隔震/隔振装置以及CN113531040A一种包括竖向阻尼的竖向变刚度三维隔震/隔振装置大多是基于弹簧的三维隔震(振)结构，成本高，推广性较差，大多停留在实验室探索阶段，基本没有应用在实际工程中，没有解决实际工程中面临的震振双控难题。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明提出了具备水平滑动和竖向隔振的三维隔震/振支座及成型方法，通过将水平滑动叠层橡胶支座和竖向环形减振橡胶模块装置串联解耦形成一种具备水平滑动性能和竖向隔振功能的三维隔震(振)建筑支座，起到同时隔离水平横向和竖向地震或振动作用，用以解决轨道交通振动等对上部结构或交通枢纽的影响。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
具备水平滑动和竖向隔振的三维隔震/振支座，包括串联解耦连接的水平滑动叠层橡胶支座和竖向隔振环形橡胶减振模块；
所述水平滑动叠层橡胶支座包含下面的水平滑移副和上面的叠层橡胶支座；所述水平滑移副由底部的镜面不锈钢板和上部的聚四氟乙烯板构成；聚四氟乙烯板与叠层橡胶支座一体硫化成型；
竖向隔振环形橡胶减振模块包括上连接板、下连接板、环形橡胶块构成，其中环形橡胶块由上、下两侧的圆形橡胶模块以及中间的凹弧形橡胶模块一起硫化成型，环形橡胶块与上连接板和下连接板一体硫化成型；所述凹弧形橡胶模块中心预留有中空部位；
所述竖向隔振环形橡胶减振模块还包括刚性螺旋弹簧和/或蝶形弹簧；所述刚性螺旋弹簧和/或蝶形弹簧均匀分布在环形橡胶块内部。
进一步地，所述竖向隔振环形橡胶减振模块还包括粘弹性阻尼器。
进一步地，所述粘弹性阻尼器设置在环形橡胶块内部中心的中空部位。
进一步地，所述竖向隔振环形橡胶减振模块为多组，上、下竖向隔振环形橡胶减振模块之间竖向叠合并联在一起；每组所述竖向隔振环形橡胶减振模块由多块均匀分布的小截面环形橡胶块构成。
进一步地，所述竖向隔振环形橡胶减振模块为竖向叠合并联在一起的2-6组。
进一步地，叠层橡胶支座由一层橡胶片和一层加劲钢板相互叠加模压硫化而成。
进一步地，所述镜面不锈钢板底部还设置有水平滑动叠层橡胶支座的下封板。
进一步地，所述镜面不锈钢板与下封板采用螺栓和焊接并用的方式进行连接。
进一步地，叠层橡胶支座顶部设置有上封板，所述上封板与竖向隔振环形橡胶减振模块的下连接板固定连接。
进一步地，所述竖向隔振环形橡胶减振模块与水平滑动叠层橡胶支座采用螺栓连接方式。
上述具备水平滑动性能和竖向隔振功能的三维隔震/振建筑支座的成型方法，所述三维隔震/振建筑支座中，水平滑动叠层橡胶支座和竖向隔振环形橡胶减振模块的成型方法具体为：
水平滑动叠层橡胶支座加劲钢板裁剪—加劲钢板喷砂—加劲钢板涂刷胶粘剂—密炼机密炼胶料—滤胶机滤胶—压延机压延—自动裁剪机裁剪成相应厚度和尺寸的橡胶片—加劲钢板与橡胶片在保温加热炉内80℃*6h进行保温，用于缩短硫化时间，增加橡胶与加劲钢板的粘接均匀性—水平滑动叠层橡胶支座加劲钢板与橡胶片分层交替放进模具、成型；水平滑动叠层橡胶支座下部设置镜面不锈钢板、聚四氟乙烯板与下封板，顶部设置上封板；
竖向隔振环形橡胶减振模块的橡胶片分层放进模具—硫化成型；竖向隔振环形橡胶减振模块内设置刚性螺旋弹簧和/或蝶形弹簧和/或粘弹性阻尼器；
将水平滑动叠层橡胶支座与竖向隔振环形橡胶减振模块串联解耦连接在一起。
与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：
本发明所采用的环形橡胶块由圆形橡胶模块和凹弧形橡胶模块一起硫化硫化而成，该结构能增加环形橡胶块与连接板的粘接强度，防止在剪切情形下环形橡胶块与连接板产生剥离。
本发明所采用环形橡胶块中的凹弧形橡胶块设计，凹弧形弧度经过有限元分析可以满足在竖向受力或竖向振动的情况下凹弧形橡胶块凹弧形向凸弧形状态变化，杜绝了常规厚叠层橡胶支座在竖向受力或竖向振动情况下发生侧向鼓突现象。
本发明发明，成本低，水平隔震与竖向隔振串联解耦，分工明确，质量优异，同时具有隔离水平向和竖向的地震或振动的震振双控能力。
附图说明
图1为本发明实施例1剖面结构示意及局部放大图(放大比例2:3)；
图2为本发明实施例2剖面结构示意及局部放大图(放大比例2:3)；
图3为本发明实施例3剖面结构示意及局部放大图(放大比例2:3)；
图4为本发明实施例4剖面结构示意及局部放大图(放大比例2:3)；
图5为本发明实施例5剖面结构示意及局部放大图(放大比例2:3)；
图6为本发明实施例6剖面结构示意及局部放大图(放大比例2:3)；
图7为本发明实施例7结构示意图；
图8为本发明实施例8结构示意图；
图9为本发明实施例9结构示意图；
图10为本发明三维隔震/振建筑支座俯视图；
图11为本发明采用小截面环形橡胶块的三维隔震/振建筑支座俯视示意图；
图12为本发明环形橡胶块结构示意图；
图13为本发明环形橡胶块结构受力变化示意图；
图14为本发明水平滑动叠层橡胶支座水平滑移副不锈钢与下封板连接方式示意及局部方法图(放大比例2:3)；
图15为本发明水平滑动叠层橡胶支座上封板与竖向环形橡胶减振模块连接方式示意图；
图16为本发明竖向隔振环形橡胶减振模块之间连接方式示意图；
附图标记：11-刚性螺旋弹簧组；12-镜面不锈钢板；13-聚四氟乙烯板；14-叠层橡胶支座；15-环形橡胶块；151-圆形橡胶模块；152-凹弧形橡胶模块；16-封板与不锈钢连接螺栓；17-封板与连接板连接螺栓；18-下封板；19-上封板；20-下连接板；21-上连接板；22-蝶形弹簧；23-粘弹性阻尼器；24-连接板与连接板连接螺栓。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1-16，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
实施例1
如图1所示，本发明的具备水平滑动和竖向隔振的三维隔震/振支座，包括串联解耦连接的水平滑动叠层橡胶支座和竖向隔振环形橡胶减振模块，二者之间采用螺栓连接方式。水平滑动叠层橡胶支座可以有效的隔绝地震在水平方向上的分量，竖向隔振环形橡胶减震模块可以有效隔离地震在竖向方向上的分量以及轨道交通引起的竖向振动。
水平滑动叠层橡胶支座包含下面的水平滑移副和上面的叠层橡胶支座14。水平滑移副由底部的镜面不锈钢板12和上部的聚四氟乙烯板13构成。聚四氟乙烯板13与叠层橡胶支座14一体硫化成型。竖向隔振环形橡胶减振模块包括上连接板21、下连接板20、环形橡胶块15构成，其中环形橡胶块由上、下两侧的圆形橡胶模块151以及中间的凹弧形橡胶模块152一起硫化成型，环形橡胶块15与上连接板21和下连接板20一体硫化成型。该结构可以解决建筑隔震(振)支座在受竖向压力和竖向震(振)动力时后叠层橡胶支座向外鼓突的现象。凹弧形橡胶模块152中心还预留有中空部位。叠层橡胶支座14由一层橡胶片和一层加劲钢板相互叠加模压硫化而成。镜面不锈钢板12底部还设置有水平滑动叠层橡胶支座的下封板18。镜面不锈钢板12与下封板18采用螺栓24和焊接25并用的方式进行连接。叠层橡胶支座14顶部设置有上封板19，上封板19与竖向隔振环形橡胶减振模块的下连接板20固定连接。
如图1所示，竖向隔振环形橡胶减振模块为1组，竖向隔振环形橡胶减振模块还包括4个刚性螺旋弹簧11。刚性螺旋弹簧11均匀分布在环形橡胶块15内部。
水平滑动叠层橡胶支座和竖向隔振环形橡胶减振模块的成型方法具体为：
水平滑动叠层橡胶支座加劲钢板裁剪—加劲钢板喷砂—加劲钢板涂刷胶粘剂—密炼机密炼胶料—滤胶机滤胶—压延机压延—自动裁剪机裁剪成相应厚度和尺寸的橡胶片—加劲钢板与橡胶片在保温加热炉内80℃*6h进行保温，用于缩短硫化时间，增加橡胶与加劲钢板的粘接均匀性—水平滑动叠层橡胶支座加劲钢板与橡胶片分层交替放进模具、成型；水平滑动叠层橡胶支座下部设置镜面不锈钢板、聚四氟乙烯板与下封板，顶部设置上封板。竖向隔振环形橡胶减振模块的橡胶片分层放进模具—硫化成型；竖向隔振环形橡胶减振模块内设置刚性螺旋弹簧11。最后，将水平滑动叠层橡胶支座与竖向隔振环形橡胶减振模块串联解耦连接在一起。
实施例2
如图2所示，竖向隔振环形橡胶减振模块为1组，竖向隔振环形橡胶减振模块采用4个蝶形弹簧22替代实施例1中的刚性螺旋弹簧11。蝶形弹簧22均匀分布在环形橡胶块15内部。其它结构及连接方式和成型方式同实施例1，此处不再详述。
实施例3
如图3所示，竖向隔振环形橡胶减振模块为1组，竖向隔振环形橡胶减振模块采用了2个蝶形弹簧22和2个刚性螺旋弹簧11。蝶形弹簧22和刚性螺旋弹簧11均匀分布在环形橡胶块15内部。其它结构及连接方式同实施例1，此处不再详述。
实施例4
如图4和图10所示，竖向隔振环形橡胶减振模块为1组，竖向隔振环形橡胶减振模块还包括4个刚性螺旋弹簧11。刚性螺旋弹簧11均匀分布在环形橡胶块15内部。竖向隔振环形橡胶减振模块还包括粘弹性阻尼器23。粘弹性阻尼器23设置在环形橡胶块15内部中心的中空部位。其它结构及连接方式同实施例1，此处不再详述。
实施例5
如图5和图10所示，竖向隔振环形橡胶减振模块为1组，竖向隔振环形橡胶减振模块采用4个蝶形弹簧22。蝶形弹簧22均匀分布在环形橡胶块15内部。竖向隔振环形橡胶减振模块还包括粘弹性阻尼器23。粘弹性阻尼器23设置在环形橡胶块15内部中心的中空部位。其它结构及连接方式同实施例2，此处不再详述。
实施例6
如图6和图10所示，竖向隔振环形橡胶减振模块为1组，竖向隔振环形橡胶减振模块采用了2个蝶形弹簧22和2个刚性螺旋弹簧11。蝶形弹簧22和刚性螺旋弹簧11均匀分布在环形橡胶块15内部。竖向隔振环形橡胶减振模块还包括粘弹性阻尼器23。粘弹性阻尼器23设置在环形橡胶块15内部中心的中空部位。其它结构及连接方式同实施例3，此处不再详述。
实施例7
如图7所示，竖向隔振环形橡胶减振模块为3组，上、下竖向隔振环形橡胶减振模块之间竖向叠合并联在一起。其它结构及连接方式同实施例3，此处不再详述。
实施例8
如图8和图11所示，竖向隔振环形橡胶减振模块为1组，每组竖向隔振环形橡胶减振模块由多块均匀分布的小截面环形橡胶块构成。蝶形弹簧22/刚性螺旋弹簧11/粘弹性阻尼器23可单独或同时设置在小截面环形橡胶块中。其它结构及连接方式同实施例1或2或3，此处不再详述。
实施例9
如图9和图11所示，竖向隔振环形橡胶减振模块为叠合并联的3组，每组竖向隔振环形橡胶减振模块由多块均匀分布的小截面环形橡胶块构成。蝶形弹簧22/刚性螺旋弹簧11/粘弹性阻尼器23可单独或同时设置在小截面环形橡胶块中。其它结构及连接方式同实施例1或2或3，此处不再详述。
本说明中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具备水平滑动和竖向隔振的三维隔震/振支座，其特征在于：包括串联解耦连接的水平滑动叠层橡胶支座和竖向隔振环形橡胶减振模块；
所述水平滑动叠层橡胶支座包含下面的水平滑移副和上面的叠层橡胶支座(14)；所述水平滑移副由底部的镜面不锈钢板(12)和上部的聚四氟乙烯板(13)构成；
竖向隔振环形橡胶减振模块包括上连接板(21)、下连接板(20)、环形橡胶块(15)构成，其中环形橡胶块由上、下两侧的圆形橡胶模块(151)以及中间的凹弧形橡胶模块(152)一起硫化成型，环形橡胶块(15)与上连接板(21)和下连接板(20)一体硫化成型；所述凹弧形橡胶模块(152)中心预留有中空部位；
所述竖向隔振环形橡胶减振模块还包括刚性螺旋弹簧(11)和/或蝶形弹簧(22)；所述刚性螺旋弹簧(11)和/或蝶形弹簧(22)均匀分布在环形橡胶块(15)内部。
2.根据权利要求1所述的一种具备水平滑动和竖向隔振的三维隔震/振支座，其特征在于：所述竖向隔振环形橡胶减振模块还包括粘弹性阻尼器(23)。
3.根据权利要求2所述的一种具备水平滑动和竖向隔振的三维隔震/振支座，其特征在于：所述粘弹性阻尼器(23)设置在环形橡胶块(15)内部中心的中空部位。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种具备水平滑动和竖向隔振的三维隔震/振支座，其特征在于：所述竖向隔振环形橡胶减振模块为多组，上、下竖向隔振环形橡胶减振模块之间竖向叠合并联在一起；每组所述竖向隔振环形橡胶减振模块由多块均匀分布的小截面环形橡胶块构成。
5.根据权利要求4所述的一种具备水平滑动和竖向隔振的三维隔震/振支座，其特征在于：所述竖向隔振环形橡胶减振模块为竖向叠合并联在一起的2-6组。
6.根据权利要求1所述的一种具备水平滑动和竖向隔振的三维隔震/振支座，其特征在于：叠层橡胶支座(14)由一层橡胶片和一层加劲钢板相互叠加模压硫化而成；水平滑动叠层橡胶支座和竖向隔振环形橡胶减振模块均采用高阻尼胶料。
7.根据权利要求1所述的一种具备水平滑动和竖向隔振的三维隔震/振支座，其特征在于：所述镜面不锈钢板(12)底部还设置有水平滑动叠层橡胶支座的下封板(18)。
8.根据权利要求7所述的一种具备水平滑动和竖向隔振的三维隔震/振支座，其特征在于：所述镜面不锈钢板(12)与下封板(18)采用螺栓(24)和焊接(25)并用的方式进行连接。
9.根据权利要求1所述的一种具备水平滑动和竖向隔振的三维隔震/振支座，其特征在于：叠层橡胶支座(14)顶部设置有上封板(19)，所述上封板(19)与竖向隔振环形橡胶减振模块的下连接板(20)固定连接；所述竖向隔振环形橡胶减振模块与水平滑动叠层橡胶支座采用螺栓连接方式。
10.一种根据权利要求1所述的一种具备水平滑动和竖向隔振的三维隔震/振支座的成型方法，其特征在于：所述三维隔震/振支座中，水平滑动叠层橡胶支座和竖向隔振环形橡胶减振模块的成型方法具体为：
水平滑动叠层橡胶支座加劲钢板裁剪—加劲钢板喷砂—加劲钢板涂刷胶粘剂—密炼机密炼胶料—滤胶机滤胶—压延机压延—自动裁剪机裁剪成相应厚度和尺寸的橡胶片—加劲钢板与橡胶片在保温加热炉内80℃*6h进行保温，用于缩短硫化时间，增加橡胶与加劲钢板的粘接均匀性—水平滑动叠层橡胶支座加劲钢板与橡胶片分层交替放进模具、成型；水平滑动叠层橡胶支座下部设置镜面不锈钢板(12)、聚四氟乙烯板(13)与下封板(18)，顶部设置上封板(19)；
竖向隔振环形橡胶减振模块的橡胶片分层放进模具—硫化成型；竖向隔振环形橡胶减振模块内设置刚性螺旋弹簧(11)和/或蝶形弹簧(22)和/或粘弹性阻尼器(23)；
将水平滑动叠层橡胶支座与竖向隔振环形橡胶减振模块串联解耦连接在一起。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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