CN210032113U - 一种智能调节三维隔震支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种智能调节三维隔震支座，包括底板，底板上表面设有第一凹槽，第一凹槽内放置有下盖板，下盖板与底板之间通过水平隔震弹簧连接，实现水平隔震；下盖板的上表面设置有第二凹槽，第二凹槽内套接有上盖板，上盖板和下盖板之间可实现自由转动并传递竖向及水平方向作用力；上盖板的上表面设有第三凹槽，第三凹槽内套接有顶壳，顶壳下表面设有第四凹槽，上盖板和顶壳共同形成有中空结构，上盖板和顶壳之间通过可调节撑杆和竖向隔震弹簧连接。实现竖向可调节隔震。该隔震支座可避免现有支座刚度过低影响变形和承载力性能，同时避免地震作用下较高刚度的支座影响隔震效果，便于大跨空间结构三维隔震体系的实现。

Description

一种智能调节三维隔震支座

技术领域

本实用新型属于结构振动控制隔震技术领域，特别是涉及一种具有三维隔震能力，兼顾静力承载能力和隔震能力的智能调节三维隔震支座。

背景技术

隔震技术是在建筑上部结构与地基之间采用柔性隔震支座连接，从而保护上部结构免受地震破坏的技术。结构在地震作用下，其振动响应幅值和地震动激励频率与结构自振频率之比(频率比)密切相关，如图1所示。频率比在1附近时，结构响应显著高于地震振幅，即发生共振现象；频率比小于1时，结构响应稍高于地震振幅；频率比大于1.414时，结构响应低于地震振幅，并且结构响应随频率比增大而降低。一般住宅、办公的建筑物自振频率较高。隔震技术通过设置隔振支座改变了结构振动特性，使得结构自振频率降低，提高了频率比，降低了结构地震响应，即实现隔震效果。而对于大跨空间结构的竖向振动响应，其竖向自振频率较低，需要设置频率更低的低刚度隔振支座以降低结构竖向自振频率，提高频率比，实现隔震效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种智能调节三维隔震支座，使大跨空间结构的隔震支座在满足静力承载的高刚度要求的同时满足地震作用下低刚度隔震需求，避免现有支座刚度过低影响变形和承载力性能，同时避免地震作用下较高刚度的支座影响隔震效果，便于大跨空间结构三维隔震体系的实现。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种智能调节三维隔震支座，包括底板，所述底板上表面设有第一凹槽，所述第一凹槽内放置有下盖板，所述下盖板与底板之间通过水平隔震弹簧连接，实现水平隔震；所述下盖板的上表面设置有第二凹槽，所述第二凹槽内套接有上盖板，所述上盖板和下盖板之间可实现自由转动并传递竖向及水平方向作用力；所述上盖板的上表面设有第三凹槽，所述第三凹槽内套接有顶壳，顶壳下表面设有第四凹槽，所述上盖板和顶壳共同形成有中空结构，所述上盖板和顶壳之间通过可调节撑杆和竖向隔震弹簧连接，实现竖向可调节隔震。

所述可调节撑杆采用磁流变原理，设置有电磁铁和控制器，可通过控制器调节外加电流，控制磁场大小，调节撑杆力学性能为高刚度弹簧至刚接状态或低刚度弹簧至无连接状态。进一步的，所述竖向隔震弹簧与上盖板和顶壳之间采用焊接、螺栓连接或销轴连接。

进一步的，所述水平隔震弹簧与下盖板和底板之间采用焊接、螺栓连接或销轴连接。

进一步的，所述底板为圆形或多边形结构。

进一步的，所述底板与下盖板之间、下盖板与上盖板之间设置有摩擦材料、黏滞材料或润滑材料。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

采用隔震弹簧和可调节撑杆，平时由可调节撑杆提供竖向刚度；地震发生时，可调节撑杆可降低刚度，由隔震弹簧进行竖向以及水平向的耗能隔震。可避免平时支座刚度过低影响变形和承载力性能，同时避免地震作用下较高刚度的支座影响隔震效果，实现兼顾结构平时承载状态下所需的高刚度与地震作用下所需的低刚度的可调节三维隔震支座，并且需要能够根据状态的不同实现智能调节，适用于大跨空间结构三维隔震体系。

附图说明

图1是振动响应幅值和地震动激励频率与结构自振频率之比(频率比)的关系图。

图2是本实用新型隔震支座的正视结构示意图。

图3是本实用新型隔震支座的立体结构示意图。

附图标记：1-可调节撑杆，2-竖向隔震弹簧，3-顶壳，4-上盖板，5-下盖板，6-水平隔震弹簧，7-底板

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图2-3，本实用新型的智能调节三维隔震支座，包括若干可调节撑杆1，若干竖向隔震弹簧2，一个顶壳3，一个上盖板4。顶壳3与一个上盖板4通过可调节撑杆1和竖向隔震弹簧2连接，实现竖向智能可调节隔震，顶壳3与上盖板4之间可以满足竖向相对运动并能传递水平剪力，上盖板4与下盖板5之间可以实现自由转动并传递竖向及水平力，下盖板5与底板7之间可水平向滑动，并采用水平隔震弹簧6连接，实现水平隔震。

本实施例中顶壳3、上盖板4、下盖板5和底板7均开设有凹槽，下盖板5位于底板7的凹槽内，上盖板4位于下盖板5的凹槽内，顶壳3位于上盖板4的凹槽内，且顶壳3的凹槽与上盖板4的凹槽共同组成有中空的圆柱形结构。

可调节撑杆1可采用磁流变原理，带有电磁铁及智能控制器，可智能调节外加电流控制磁场的大小。外加电流较高时，智能可调节撑杆1处于强磁场作用下，磁流变液处于高粘度状态，智能可调节撑杆1力学性能近似于高刚度弹簧或刚接。电流较低或切断电流时，智能可调节撑杆1处于低磁场作用下，磁流变液处于低粘度状态，智能可调节撑杆1力学性能近似于低刚度弹簧或无连接。

本实施例中可调节撑杆1与顶壳3和上盖板4的连接方式采用但不仅限于焊接、螺栓连接、销轴连接等。

竖向隔震弹簧2与顶壳3和上盖板4的连接方式采用但不仅限于焊接、螺栓连接、销轴连接等

水平隔震弹簧6与下盖板5和底板7的连接方式采用但不仅限于焊接、螺栓连接、销轴连接等。

平时承载状态下，保持可调节撑杆1外加电流高，可调节撑杆1近似高刚度弹簧或刚接，可调节撑杆1与竖向隔震弹簧2并联后，力学性能相当于高刚度弹簧或刚接。当检测到地震发生时，可调节撑杆1智能控制器降低或切断外加电流，将可调节撑杆1转变为低刚度弹簧或无连接，可调节撑杆1与竖向隔震弹簧2并联后，力学性能相当于低刚度弹簧。通过可调节撑杆1状态的调节实现对智能调节三维隔震支座竖向刚度的智能调节，满足兼顾结构平时承载状态下所需的高刚度与地震作用下所需的低刚度的需求，并实现不同状态的智能调节。

具体的，可调节撑杆1和竖向隔震弹簧2的数量以及布局方式可按实际工程需要进行调整，不限于图2所示一个智能可调节撑杆1和四个竖向隔震弹簧2，也不限于中心布置智能可调节撑杆1和外围布置竖向隔震弹簧2的形式。

具体的，顶壳3和上盖板4形状可按实际工程需要进行调整，不限于图2-3所示圆形，也可能为矩形或多边形等形状。

具体的，可调节撑杆1实现智能控制以及刚度调节不限于磁流变原理，如液压、磁致伸等方法。控制器可以集成在智能可调节撑杆1中，也可以另外布置。

具体的，水平隔震弹簧6数量以及布局方式可按实际工程需要进行调整，不限于图3所示四个水平隔震弹簧6，也不限水平向四周各布置一个水平隔震弹簧6的形式。此外底板7形状可按实际工程需要进行调整，不限于图2-3所示矩形，也可能为圆形或多边形等形状。

具体的，上盖板4与下盖板5之间、下盖板5与底板7之间为摩擦材料或黏滞材料，也可为润滑材料。

当本实用新型的智能调节三维隔震支座被用于大跨空间结构时，其安装方法是：

智能调节三维隔震支座形成整体，直接安装于大跨空间结构支座处，顶壳3与空间结构相连，底板7与下部支承结构相连，形成三维隔震支座，组成大跨空间结构三维隔震体系。

本实用新型并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本实用新型的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能调节三维隔震支座，其特征在于，包括底板，所述底板上表面设有第一凹槽，所述第一凹槽内放置有下盖板，所述下盖板与底板之间通过水平隔震弹簧连接，实现水平隔震；所述下盖板的上表面设置有第二凹槽，所述第二凹槽内套接有上盖板，所述上盖板和下盖板之间可实现自由转动并传递竖向及水平方向作用力；所述上盖板的上表面设有第三凹槽，所述第三凹槽内套接有顶壳，顶壳下表面设有第四凹槽，所述上盖板和顶壳共同形成有中空结构，所述上盖板和顶壳之间通过可调节撑杆和竖向隔震弹簧连接，实现竖向可调节隔震。

2.根据权利要求1所述一种智能调节三维隔震支座，其特征在于，所述可调节撑杆采用磁流变原理，设置有电磁铁和控制器，可通过控制器调节外加电流，控制磁场大小，调节撑杆力学性能为高刚度弹簧至刚接状态或低刚度弹簧至无连接状态。

3.根据权利要求1所述一种智能调节三维隔震支座，其特征在于，所述竖向隔震弹簧与上盖板和顶壳之间采用焊接、螺栓连接或销轴连接。

4.根据权利要求1所述一种智能调节三维隔震支座，其特征在于，所述水平隔震弹簧与下盖板和底板之间采用焊接、螺栓连接或销轴连接。

5.根据权利要求1所述一种智能调节三维隔震支座，其特征在于，所述底板为圆形或多边形结构。

6.根据权利要求1所述一种智能调节三维隔震支座，其特征在于，所述底板与下盖板之间、下盖板与上盖板之间设置有摩擦材料、黏滞材料或润滑材料。

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