CN1718962A

CN1718962A - 三维隔震装置

Info

Publication number: CN1718962A
Application number: CNA2005100126405A
Authority: CN
Inventors: 苏幼坡; 张玉敏; 苏经宇
Original assignee: Hebei University of Science and Technology
Current assignee: Hebei University of Technology; Hebei University of Science and Technology
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2006-01-11

Abstract

本发明涉及一种能够同时实现建筑物水平及竖向隔震的三维隔震装置。该装置分上、下两部分，其下部为常规水平隔震器，其上部是由主碟形弹簧组和辅助碟形弹簧组及粘弹性阻尼器并联组合系统构成的竖向隔震器。主碟形弹簧组和辅助碟形弹簧组可以并联共同承担上部荷载，有较高的竖向承载能力，在建筑结构物正常使用情况下，可以安全支撑上部结构的所有常规荷载，保证建筑结构物的正常使用。主碟形弹簧组放在中心，辅助碟形弹簧组和粘弹性阻尼器均布四周，可以有效降低隔震器的高度，使得该装置具有较好的稳定性。另外，该装置具有合适的竖向及水平刚度和阻尼性能，刚度和阻尼易于调整，而且加工制作容易，性能稳定。

Description

三维隔震装置

技术领域：

本发明涉及一种具有合适的刚度、阻尼和竖向承载力的建筑物隔震装置，尤其是能够同时实现建筑物水平及竖向隔震的三维隔震装置。

背景技术：

为了最大限度地减轻建筑物地震灾害，人们提出了结构控制的概念。迄今为止最为可行的控制装置或系统包括基础隔震、阻尼消能和主动控制三种方案，其中基础隔震应用最广泛。我国新的建筑抗震设计规范也将基础隔震技术纳入其中，其目的是充分发挥这项新技术的优越性。但是，目前这些控制装置或系统只是最大限度地减少或隔离水平地震作用，而对竖向地震作用几乎没有影响。由于地震动本身具有多维特性，对于一些位于高烈度区和震中附近的重要建筑和基础设施，同时考虑竖向地震分量的三维基础隔震是非常必要和重要的。但是，国内外对竖向基础隔震的研究尚无实质性进展。

发明内容：

本发明的目的是为了克服现有基础隔震装置不能同时隔离水平和竖向地震作用的不足，而提供一种不仅可以隔离水平地震，也能起到有效减轻竖向地震反应的三维隔震装置。

实现上述发明目的的技术方案是：该三维隔震装置包括顶板、底板、夹层钢板橡胶垫，该夹层钢板橡胶垫与其下部固接的底板构成水平隔震器，该水平隔震器上部固接有连接板，该连接板上部装有竖向隔震器，该竖向隔震器包括一个下端与该连接板固定的套筒，套筒内设置有主蝶形弹簧组、辅助蝶形弹簧组和粘弹性阻尼器，该主蝶形弹簧组位于套筒中心，该辅助蝶形弹簧组和该粘弹性阻尼器交错布置在以主蝶形弹簧组为圆心的大圆上，主蝶形弹簧组及每个辅助蝶形弹簧组其内均设置有与上述连接板固定的导向筒，其上端均装有压套，每个粘弹性阻尼器的芯柱的下部均与上述连接板固定，顶板置于所述竖向隔震器的上端。

本案采用碟形弹簧和粘弹性阻尼器并联组合系统作为竖向基础隔震系统，因为碟形弹簧组有中心导向筒，粘弹性阻尼器有芯柱，限制了该装置的水平位移，使得它几乎只能发生竖向位移。并且由于装置有比较小的竖向刚度，能够提供比较合适的竖向阻尼，这一特性正好能对竖向地震起到较好的隔震效果。并且通过碟形弹簧的规格和组合方式调整容易获得所需的刚度，通过调整粘弹性阻尼器的厚度可以获得不同的阻尼比。然后将夹层钢板橡胶垫放在竖向隔震器的下面作为水平隔震系统，并将二者用钢板连接到一起形成复合隔震系统。

本发明与背景技术相比，具有可以有效的同时隔离水平和竖向地震作用。主碟形弹簧组和辅助碟形弹簧组可以并联共同承担上部荷载，有较高的竖向承载能力，在建筑结构物正常使用情况下，可以安全支撑上部结构的所有常规荷载，保证建筑结构物的正常使用。并且由于主碟形弹簧组放在中心，辅助碟形弹簧组和粘弹性阻尼器均布四周，可以有效降低隔震器的高度，使得该装置具有较好的稳定性。另外，该装置具有合适的竖向及水平刚度和阻尼性能，刚度和阻尼易于调整，而且加工制作容易，性能稳定。

附图说明：

图1为本发明的立面构造示意图。

图2为本发明的平面构造示意图。

图3为本发明的粘弹性阻尼器结构示意图。

图中1.底板，2.夹层钢板橡胶垫，3.连接板，4.套筒，5.主碟形弹簧组导向筒，6.粘弹性阻尼器，7.主碟形弹簧组，8.压套，9.顶板，10.辅助碟形弹簧组，11.辅助碟形弹簧导向筒，12.芯柱，13.钢套筒，14.粘弹性材料。

具体实施方式：

以下结合附图和实施例详述本发明。

本发明所述的三维隔震装置共分上、下两大部分，其中下部为本装置的水平隔震器，采用常规的夹层钢板橡胶垫2，其规格可以根据上部结构的承载情况选取。该夹层钢板橡胶垫2通过与其下部固接的底板1与下部结构连接到一起，其上部固接有连接板3，该连接板3的上部为本装置的竖向隔震器，该竖向隔震器包括一个下端与该连接板3固定的套筒4，套筒4内设置有主蝶形弹簧组7、辅助蝶形弹簧组10和粘弹性阻尼器6，该主蝶形弹簧组7位于套筒4的中心部位，该辅助蝶形弹簧组10和该粘弹性阻尼器6交错布置在以主蝶形弹簧组7为圆心的大圆上。本实施例中，该辅助蝶形弹簧组10和粘弹性阻尼器6均设置四个。主蝶形弹簧组7内设置有与上述连接板3固定的主碟形弹簧组导向筒5，辅助蝶形弹簧组10内设置有与上述连接板3固定的辅助碟形弹簧组导向筒11，主蝶形弹簧组7及每个辅助蝶形弹簧组10的上端均装有压套8。本实施例中，粘弹性阻尼器6呈圆柱型结构，由芯柱12、套装在芯柱12外部的钢套筒13、置于钢套筒13和芯柱12中间的粘弹性材料14构成，每个粘弹性阻尼器6的芯柱12的下部均与上述连接板3固定。

本实施例中，主碟形弹簧组导向筒5、辅助碟形弹簧组导向筒11、芯柱12与连接板3之间可采用焊接方式连接到一起，以保证竖向隔震器在水平方向的刚度足够大。主碟形弹簧组7和辅助蝶形弹簧组10的碟形弹簧上部设置的压套8，是竖向荷载作用下碟形弹簧组的着力部位，使其受力均匀，并且伸缩自由。顶板9置于所述竖向隔震器的上端，用于和上部结构的连接。套筒4的作用是将竖向隔震器包围起来，起到避免锈蚀、保护隔震器的作用。

Claims

1、一种三维隔震装置，包括顶板、底板、夹层钢板橡胶垫，该夹层钢板橡胶垫与其下部固接的底板构成水平隔震器，其特征在于该水平隔震器上部固接有连接板，该连接板上部装有竖向隔震器，该竖向隔震器包括一个下端与该连接板固定的套筒，套筒内设置有主蝶形弹簧组、辅助蝶形弹簧组和粘弹性阻尼器，该主蝶形弹簧组位于套筒中心，该辅助蝶形弹簧组和该粘弹性阻尼器交错布置在以主蝶形弹簧组为圆心的大圆上，主蝶形弹簧组及每个辅助蝶形弹簧组其内均设置有与上述连接板固定的导向筒，其上端均装有压套，每个粘弹性阻尼器的芯柱的下部均与上述连接板固定，顶板置于所述竖向隔震器的上端。

2、根据权利要求1所述的三维隔震装置，其特征在于该辅助蝶形弹簧组和粘弹性阻尼器均设置四个。

3、根据权利要求1所述的三维隔震装置，其特征在于该粘弹性阻尼器呈圆柱型结构，由芯柱、套装在芯柱外部的钢套筒、置于钢套筒和芯柱中间的粘弹性材料构成。