CN210712536U - 变刚度三维隔震装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于土木工程以及机械工程领域和隔震技术领域，为提出一种具有足够竖向承载力与竖向变刚度控制能力，同时水平向也具有适宜刚度的新型变刚度三维隔震装置及方法，保证三维隔震装置的整体稳定性和工作安全性。为此，本实用新型采取的技术方案是，变刚度三维隔震方法和装置，包括上部的竖向隔震系统、下部的叠层橡胶支座及连接部件；竖向隔震系统包括竖向隔震器顶部连接板、滚珠、四周侧板、纵向加劲肋、上部限位块、一层主弹簧、中间层连接板、中间层弹簧、下层连接板、下层钢块、底部限位块、底层弹簧、中部限位块、高强螺栓、竖向隔震器底部连接板。本实用新型主要应用于机械工程隔振设计场合。

Description

变刚度三维隔震装置

技术领域

本实用新型属于土木工程以及机械工程领域和隔震技术领域，涉及一种具有足够竖向承载力与竖向变刚度控制能力，同时水平向也具有适宜刚度的新型变刚度三维隔震装置及方法，适用于工业与民用建筑、桥梁、地下建筑等领域的隔震。

背景技术

对于地震灾害多发的国家，如何对建筑工程进行隔震、减震设计是一个重要的问题和发展方向。在结构震动控制领域，隔震技术的研究和发展最为成熟，近年来得到广大学者和工程师的关注和研究。目前，隔震耗能技术的研究主要集中在水平隔震的方向，针对结构竖向隔震研究较少。竖向地震作用同样会对建筑物造成严重灾害，一方面，地面运动是复杂的三向运动，根据已有的唐山地震、Chichi earthquake、Kobe earthquake、山谷地震、汶川地震等国内外近年发生的(特)大地震中获得的地震时程记录和震害数据可知，在高烈度区，尤其在近断层地区，地震动的竖向作用分量往往比较强烈，多次实测到地震动竖向加速度峰值超过水平加速度峰值，成为导致结构倒塌破坏的主要原因。另外，研究与实际震害发现，地震中虽然结构并未严重破坏，但竖向地震作用可能造成内部非结构物的严重损坏，从而造成结构重要功能缺失并引发经济上的巨大损失，甚至阻碍地震中人类的逃生。由此可见，有必要研发可以同时实现水平隔震和竖向隔震的三维隔震装置。

地震作用下，结构的竖向震动控制相对于水平震动控制具有更大的难度。由于结构的竖向刚度相对更大，普通的减震措施(如各类阻尼器)较难发挥有效作用。在结构竖向振动中，楼板的振动对结构存在的影响较大，但是由于结构开敞空间的要求，对楼板施加减震措施比较困难。针对以上情况，通过在现有的水平隔震基础上，开发三维隔震技术成为解决结构竖向振动的重要途径。

在三维隔震方面，国内外学者均做了大量的研究，并研发出很多种可用于工程实际的三维隔震支座，例如铅芯橡胶碟簧三维隔震支座、SMA-叠层橡胶隔震支座、摩擦-碟簧三维复合隔震支座等等，但这些三维隔震支座竖向隔震周期较短。而使用空气弹簧、液压等技术的三维隔震虽然可以达到较长周期，但构造较为复杂，造价昂贵，主要用于核工业设施隔震，较难在工程结构领域进行广泛推广。另外，传统三维隔震装置需要同时兼顾限制自重与活载作用下的变形与延长地震时的隔震周期的不同需求，设计存在较大难度，使得目前研究的三维隔震支座构造较为复杂。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型旨在提出一种具有足够竖向承载力与竖向变刚度控制能力，同时水平向也具有适宜刚度的新型变刚度三维隔震装置及方法，保证三维隔震装置的整体稳定性和工作安全性。为此，本实用新型采取的技术方案是，变刚度三维隔震装置，包括上部的竖向隔震系统、下部的叠层橡胶支座及连接部件；竖向隔震系统包括竖向隔震器顶部连接板、滚珠、四周侧板、纵向加劲肋、上部限位块、一层主弹簧、中间层连接板、中间层弹簧、下层连接板、下层钢块、底部限位块、底层弹簧、中部限位块、高强螺栓、竖向隔震器底部连接板；叠层橡胶支座包括叠层橡胶支座上连接板、钢板层、橡胶层、叠层橡胶支座下连接板；竖向隔震器底部连接板与叠层橡胶支座上连接板连接；竖向隔震器顶部连接板四周开设圆槽，滚珠嵌在圆槽中，并且滚珠可以上下滚动；滚珠和四周侧板相互接触但不连接；四周侧板和纵向加劲肋连接；一层主弹簧上部和竖向隔震器顶部连接板连接，一层主弹簧下部和中间层连接板连接；上部限位块和四周侧板连接；中间层弹簧上部和中间层连接板连接，中间层弹簧下部和下层连接板连接；中间层连接板和下层连接板接触但不连接；下层钢块和下层连接板连接；中部限位块和四周侧板连接，和下层连接板接触但不连接；底层弹簧上部与下层连接板连接，底层弹簧下部与竖向隔震器底部连接板连接；竖向隔震器底部连接板与四周侧板连接；竖向隔震器底部连接板与纵向加劲肋连接；钢板层和橡胶层形成叠层橡胶层、上部与叠层橡胶支座上连接板连接、下部与叠层橡胶支座下连接板连接。

所述装置的竖向隔震器底部连接板和叠层橡胶支座的上连接板贴合连接采用高强螺栓或焊接方式连接；或者直接加工成一块连接板；

所述装置的四周侧板和纵向加劲肋通过焊接直接连接；四周侧板和竖向隔震器底部连接板通过焊接直接连接；纵向加劲肋和竖向隔震器底部连接板通过焊接直接连接；

所述装置的弹簧的固定方式为焊接或者螺纹连接；或不固定压簧，仅让压簧与连接板之间在弹簧内力作用下紧密接触连接；

所述装置的上部限位块和四周侧板通过焊接直接连接；中部限位块和四周侧板通过焊接直接连接；底部限位块和竖向隔震器底部连接板通过焊接直接连接；所有限位块的制作均为外部包裹一层橡胶的钢板；

所述装置的下层连接板和下层钢块通过焊接直接连接。

变刚度三维隔震方法，工作时，设置三维隔震装置在竖向只承受恒载和活载，只有一层主弹簧参与工作；下层连接板在底层弹簧的预压力作用下被顶在中部限位块上，保持静止，不参与工作，底层弹簧也不参与工作；中间层连接板在中间层弹簧的预压力作用和一层主弹簧的压力作用下保持静止，中间层弹簧不参与工作；在上部结构受到向下的地震作用时，三维隔震装置受到向下的力增大，当受到向下的力突破底层弹簧的预压力时，下层连接板向下运动，底层弹簧和一层主弹簧形成串联，同时工作，从而起到变刚度的作用；当下层钢块与底部限位块接触时，底层弹簧的运动到达极限位置，此时底层弹簧退出工作，一层主弹簧继续工作，从而起到变刚度作用，限制装置的竖向位移；在上部结构受到向上的地震作用时，三维隔震装置受到向上的力，当中间层弹簧的预压力和向上的地震力之和大于三维隔震装置所承受的竖向恒载时，中间层连接板和下层连接板脱开，中间层弹簧和一层主弹簧形成串联，同时工作，从而起到变刚度的作用；当中间层连接板与上部限位块接触时，中间层弹簧的运动到达极限位置，此时中间层弹簧退出工作，一层主弹簧继续工作，从而起到变刚度作用，限制装置的竖向位移；四周侧板用于限制竖向隔震器的水平运动。

所述方法是利用不同弹簧的组合从而改变竖向隔震器的竖向刚度，达到变刚度控制效果；在正常使用阶段，只有一层主弹簧参与工作，支座的竖向刚度通过下式进行计算；

K₁＝n k₁

式中，K₁表示只有一层主弹簧工作时的支座的竖向刚度，k₁表示一层主弹簧的刚度，n 表示一层主弹簧的总数；随着地震作用的变化，底层弹簧/中间层弹簧参与工作，支座的竖向刚度也发生改变，此时根据下式计算支座的竖向刚度：

式中，K₂表示底层弹簧/中间层弹簧参与工作时支座的竖向刚度，k₁表示一层主弹簧的刚度，n表示一层主弹簧的总数，k₂表示底层弹簧/中间层弹簧的刚度，m表示底层弹簧/中间层弹簧的总数。

本实用新型的特点及有益效果是：

1、水平隔震措施采用研究和应用都较为成熟的叠层橡胶支座来满足水平隔震的目的。适宜的水平刚度可以有效地隔离水平地震作用，避免强烈水平地震作用下结构设备等发生严重破坏。同时由于上部竖向隔震装置的存在，叠层橡胶支座部分承受的竖向压力变化受到竖向隔震效果的控制，变化较小，竖向压力对其水平向隔震的力学性能影响较小，水平向隔震效果比传统叠层橡胶支座更加稳定；叠层橡胶支座的抗拉承载力足以满足三维隔震装置的整体稳定性和工作安全性的要求。

2、本实用新型中，上部竖向隔震器承担竖向荷载并隔离竖向地震。在正常使用以及隔震时均具有足够的竖向承载力，同时具有很强的自复位能力。发生向下的位移时底层弹簧克服自重作用，提供竖向向上的恢复力；发生向上的位移时结构自重克服中间层弹簧的弹簧弹力，提供竖向向下的恢复力。与目前其他研究成果相比，自复位原理、构造简单，易于实施，造价低廉且更加安全可靠。

3、本实用新型中通过设置弹簧的预压力的被动控制手段，控制底层弹簧、中间层弹簧的工作状态，实现竖向隔震的多级变刚度控制。该控制方式增加了隔震效果的同时还实现了类似于智能控制的效果。在高强度高频地震作用下，底层弹簧/中间层弹簧与一层主弹簧串联共同工作，支座处于低刚度隔震阶段，减小结构的动力响应。同时在长周期地震作用下，为防止支座处于低刚度阶段与地震作用产生共振，当支座位移达到一定程度时，限位装置开始工作，底层弹簧/中间层弹簧退出工作，支座竖向刚度升高，减小长周期地震对隔震支座与结构的不利影响。

4、在低幅值地震作用下，仅一层主弹簧参与工作，一层主弹簧刚度满足在正常使用下的初始刚度要求，使结构在活荷载、风荷载、低幅值地震等作用下不产生较大竖向位移和振动。

5、通过设置竖向隔震器顶部连接板、中间层连接板、下部连接板和上部限位块、中部限位块、底部限位块之间的距离，可以灵活限制竖向隔震器的极限变形，避免其发生过大的竖向位移而破坏，提高了装置的整体工作安全性。

6、一层主弹簧与竖向隔震器顶部连接板连接，竖向隔震器顶部连接板与上部结构连接。本实用新型中的竖向隔震器部分仅传递和控制竖向力，水平力部分由竖向隔震器顶部连接板和滚珠传递到四周侧板，最后由四周侧板传递到下部叠层橡胶支座部分，，装置中各部分分工更加明确，易于设计。

7、该三维隔震装置构造较为简单，制作加工方便，具有同时完成三维隔震效果，并且具有良好的整体稳定性和工作安全性。

附图说明：

图1为本实用新型变刚度三维隔震装置的总体结构示意图，上部为竖向隔震部分，下部为叠层橡胶支座。

图2为该新型装置的三维立体图。

图3为该新型装置的顶视图。

图4为该新型装置的侧向剖面图。

图中各部件标记如下：1竖向隔震器顶部连接板、2滚珠、3四周侧板、4纵向加劲肋、5 上部限位块、6一层主弹簧、7中间层连接板、8中间层弹簧、9下层连接板、10下层钢块、 11底部限位块、12底层弹簧、13中部限位块、14高强螺栓、15竖向隔震器底部连接板、16 叠层橡胶支座上连接板、17钢板层、18橡胶层、19叠层橡胶支座下连接板。

具体实施方式

本实用新型的目的在于提出一种具有足够竖向承载力与竖向变刚度控制能力，同时水平向也具有适宜刚度的新型变刚度三维隔震装置及方法，其旨在解决现有隔震支座的不足，即解决现有的水平隔震支座无法隔离竖向地震作用的问题；解决现有多维隔震装置构造复杂、价格昂贵等问题。同时利用弹簧的组合，实现竖向支座的多级变刚度，使三维隔震装置同时兼顾限制自重与活载作用下的变形与延长地震时的隔震周期的不同需求。该装置具有合理的构造措施防止三维隔震装置发生较大的水平向和竖向位移；同时由于竖向隔震装置的存在，使得支座所承受的竖向力减小，水平向叠层橡胶支座部分的竖向抗拉承载力足以保证三维隔震装置的整体稳定性和工作安全性。

本实用新型的技术方案如下：

1、一种变刚度三维隔震装置，包括上部的竖向隔震系统、下部的叠层橡胶支座及连接部件；竖向隔震系统包括竖向隔震器顶部连接板1、滚珠2、四周侧板3、纵向加劲肋4、上部限位块5、一层主弹簧6、中间层连接板7、中间层弹簧8、下层连接板9、下层钢块10、底部限位块11、底层弹簧12、中部限位块13、高强螺栓14、竖向隔震器底部连接板15；叠层橡胶支座包括叠层橡胶支座上连接板16、钢板层17、橡胶层18、叠层橡胶支座下连接板19；竖向隔震器底部连接板15与叠层橡胶支座上连接板16连接；竖向隔震器顶部连接板1四周开设圆槽，滚珠2嵌在圆槽中，并且滚珠2可以上下滚动；滚珠2和四周侧板3相互接触但不连接；四周侧板3和纵向加劲肋4连接；一层主弹簧6上部和竖向隔震器顶部连接板1连接，一层主弹簧6下部和中间层连接板7连接；上部限位块5和四周侧板3连接；中间层弹簧8上部和中间层连接板7连接，中间层弹簧8下部和下层连接板9连接；中间层连接板7 和下层连接板9接触但不连接；下层钢块10和下层连接板9连接；中部限位块13和四周侧板3连接，和下层连接板9接触但不连接；底层弹簧12上部与下层连接板9连接，底层弹簧12下部与竖向隔震器底部连接板15连接；竖向隔震器底部连接板15与四周侧板3连接；竖向隔震器底部连接板15与纵向加劲肋4连接；钢板层17和橡胶层18形成叠层橡胶层、上部与叠层橡胶支座上连接板16连接、下部与叠层橡胶支座下连接板19连接。

所述装置的竖向隔震器底部连接板15和叠层橡胶支座的上连接板16贴合连接采用高强螺栓或焊接方式连接；或者直接加工成一块连接板。

所述装置的四周侧板3和纵向加劲肋4通过焊接直接连接；四周侧板3通过通过焊接相互连接；四周侧板3和竖向隔震器底部连接板15通过焊接直接连接；纵向加劲肋4和竖向隔震器底部连接板15通过焊接直接连接。

所述装置的弹簧的固定方式为焊接或者螺纹连接；或不固定压簧，仅让压簧与连接板之间在弹簧内力作用下紧密接触连接。

所述装置的上部限位块5和四周侧板3通过焊接直接连接；中部限位块13和四周侧板3 通过焊接直接连接；底部限位块11和竖向隔震器底部连接板15通过焊接直接连接；所有限位块的制作均为外部包裹一层橡胶的钢板。

所述装置的下层连接板9和下层钢块10通过焊接直接连接。

本实用新型装置进行变刚度三维隔震的方法，在正常使用时，三维隔震装置在竖向只承受恒载和活载，只有一层主弹簧6参与工作；下层连接板9在底层弹簧12的预压力作用下被顶在中部限位块13上，保持静止，不参与工作，底层弹簧12也不参与工作；中间层连接板 7在中间层弹簧8的预压力作用和一层主弹簧6的压力作用下保持静止，中间层弹簧8不参与工作；在上部结构受到向下的地震作用时，三维隔震装置受到向下的力增大，当受到向下的力突破底层弹簧12的预压力时，下层连接板9向下运动，底层弹簧12和一层主弹簧6形成串联，同时工作，从而起到变刚度的作用；当下层钢块10与底部限位块11接触时，底层弹簧12的运动到达极限位置，此时底层弹簧12退出工作，一层主弹簧6继续工作，从而起到变刚度作用，限制装置的竖向位移；在上部结构受到向上的地震作用时，三维隔震装置受到向上的力，当中间层弹簧8的预压力和向上的地震力之和大于三维隔震装置所承受的竖向恒载时，中间层连接板7和下层连接板9脱开，中间层弹簧8和一层主弹簧6形成串联，同时工作，从而起到变刚度的作用；当中间层连接板7与上部限位块5接触时，中间层弹簧8 的运动到达极限位置，此时中间层弹簧8退出工作，一层主弹簧6继续工作，从而起到变刚度作用，限制装置的竖向位移；四周侧板3用于限制竖向隔震器的水平运动。

所述方法是利用不同弹簧的组合从而改变竖向隔震器的竖向刚度，达到变刚度控制效果；在正常使用阶段，只有一层主弹簧6参与工作，支座的竖向刚度通过下式进行计算；

K₁＝n k₁

式中，K₁表示只有一层主弹簧6工作时的支座的竖向刚度，k₁表示一层主弹簧6的刚度， n表示一层主弹簧6的总数；随着地震作用的变化，底层弹簧12/中间层弹簧8参与工作，支座的竖向刚度也发生改变，此时可根据下式计算支座的竖向刚度：

式中，K₂表示底层弹簧12/中间层弹簧8参与工作时支座的竖向刚度，k₁表示一层主弹簧 6的刚度，n表示一层主弹簧6的总数，k₂表示底层弹簧12/中间层弹簧8的刚度，m表示底层弹簧12/中间层弹簧8的总数。

本实用新型的变刚度三维隔震装置安放于民用建筑、桥梁、地下建筑等承受地震作用或其他动力作用的结构底部，隔震装置以上的结构自重以及底层弹簧12/中间层弹簧8以及限位装置，实现在不同情况下隔震装置竖向的自复位；发生向下的位移时底层弹簧12克服自重作用，提供竖向向上的恢复力；发生向上的位移时结构自重克服中间层弹簧8的弹簧弹力，提供竖向向下的恢复力。

下面结合附图对本实用新型变刚度三维隔震装置实施进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解。

其包括竖向隔震器顶部连接板1、滚珠2、四周侧板3、纵向加劲肋4、上部限位块5、一层主弹簧6、中间层连接板7、中间层弹簧8、下层连接板9、下层钢块10、底部限位块11、底层弹簧12、中部限位块13、高强螺栓14、竖向隔震器底部连接板15；叠层橡胶支座上连接板16、钢板层17、橡胶层18、叠层橡胶支座下连接板19。通过M30摩擦型高强螺栓14将竖向隔震器底部连接板15和叠层橡胶支座上连接板16可靠连接。纵向加劲肋4与四周侧板 3通过一级对接焊缝连接。上部限位块5和中部限位块13均与四周侧板3通过一级对接焊缝焊接。底部限位块11与竖向隔震器底部连接板15通过一级对接焊缝焊接。四周侧板3通过一级对接焊缝互相连接成整体，并与竖向隔震器底部连接板15通过一级对接焊缝连接。下层钢块10与下层连接板9通过一级对接焊缝连接。底层弹簧12下部与竖向隔震器底部连接板 15串联，上部与下层连接板9串联。为方便更换，不固定底层弹簧12，仅让其与端板之间在弹簧预压力作用下紧密接触。中间层弹簧8下部与下层连接板9串联，上部与中间层连接板 7串联。为方便更换，不固中间层弹簧8，仅让其与端板之间在弹簧预压力作用下紧密接触。中间层连接板7与下层连接板9相互接触但不连接。一层主弹簧6下部与中间层连接板7串联，上部与竖向隔震器顶部连接板1串联。为方便更换，不固一层主弹簧6，仅让其与端板之间在弹簧预压力作用下紧密接触。竖向隔震器顶部连接板1四周设置合适的横槽，将滚珠 2嵌入横槽中，使横槽内滚珠部分外露，并且正好接触四周侧板3，限制竖向隔震器顶部连接板1只在竖向滑动。

在正常使用时下层连接板9在底层弹簧12的预压力作用下被顶在中部限位块13上，保持静止，不参与工作；当下层钢块10与底部限位块11相互接触时，下层连接板9运动到极限位置。通过控制下层连接板9是否运动来控制底层弹簧12是否参与工作，从而起到变刚度作用。在正常使用时中间层连接板7在一层主弹簧6和中间层弹簧8的预压力作用下，保持静止，不参与工作；当中间层连接板7与上部限位块5相互接触时，中间层连接板7运动到极限位置。通过控制中间层连接板7是否向上运动并且脱开下层连接板9来控制底层弹簧12是否参与工作，从而起到变刚度作用。可根据设计在不同阶段控制不同数量的底层弹簧12/中间层弹簧8参与工作可实现竖向刚度的多级变化。

如图1所示，竖向隔震器顶部连接板1与结构底部相连，直接承受结构竖向力。底层弹簧12和中间层弹簧8在正常使用时均不参与工作。此时下层连接板9在底层弹簧12的预压力作用下被顶在中部限位块13上，保持静止，不参与工作。中间层连接板7在一层主弹簧6和中间层弹簧8的预压力作用下，保持静止，不参与工作。当支座的反力高于中间层弹簧8的预压力而低于底层弹簧12的预压力时，下层连接板9和中间层连接板7将始终保持静止，使得底层弹簧12和中间层弹簧8均不参与工作。此时支座的竖向隔震部分只有一层主弹簧6参与工作，一层主弹簧6提供正常使用时结构所需的竖向刚度以及全过程竖向所必要的承载力，支座的竖向刚度为较大的初始刚度即一级刚度，确保结构在活荷载、风荷载、低幅值地震等作用下不产生较大的竖向位移和振动。此时支座的竖向刚度可通过权利要求书中对应的公式计算。

当地震中结构的支座反力过大即超过底层弹簧12的预压力时，下层连接板9将克服底层弹簧12的弹力开始运动，此时一层主弹簧6和底层弹簧12串联同时工作，使得支座的竖向刚度大大减小。此时的支座的竖向刚度减为二级刚度，可通过权利要求书中对应的公式计算。该阶段竖向支座刚度的减小主要是为了延长结构的竖向周期，降低地震作用下结构包括加速度、内力在内的各种响应，实现结构基于性能的抗震设计目标。当下层钢块10运动到与底部限位块11接触的时候，下层连接板9将停止运动，此后底层弹簧12将退出工作。此时只有一层主弹簧6参与工作，支座竖向刚度发生改变，变为三级刚度。该刚度主要是为了避免共振、减小隔震层位移，防止支座发生破坏。底层弹簧12的预压力以及下层钢块10和底部限位块11之间的距离需要灵活设计，实现竖向隔震的多级变刚度控制。

当地震中结构的支座反力过小即低于中间层弹簧8的预压力时，中间层连接板7将在中间层弹簧8的弹力作用下与下层连接板9脱开，向上运动，此时一层主弹簧6和中间层弹簧 8串联同时工作，使得支座的竖向刚度大大减小。此时的支座的竖向刚度减为二级刚度，可通过权利要求书中对应的公式计算。该阶段竖向支座刚度的减小主要是为了延长结构的竖向周期，降低地震作用下结构包括加速度、内力在内的各种响应，实现结构基于性能的抗震设计目标。当中间层连接板7运动到与上部限位块5接触的时候，中间层连接板7将停止运动，此后中间层弹簧8将退出工作。此时只有一层主弹簧6参与工作，支座竖向刚度发生改变，变为三级刚度。该刚度主要是为了避免共振、减小隔震层位移，防止支座发生破坏。中间层弹簧8的预压力以及中间层连接板7和上部限位块5之间的距离需要灵活设计，实现竖向隔震的多级变刚度控制。

叠层橡胶支座由叠层橡胶支座上连接板16、叠层橡胶支座下连接板19以及中间的钢板层17、橡胶层18。由于竖向隔震部分的存在，使得整个隔震过程中水平隔震部分承受的竖向压力变化幅值较小，使得其水平隔震性能更加稳定。叠层橡胶支座的抗拉承载力足以满足三维隔震装置的整体稳定性和工作安全性的要求。

四周侧板3相互连接且与竖向隔震器底部连接板15固定，再通过高强螺栓14将上部竖向隔震器与叠层橡胶支座可靠连接。结构底部承受的剪力传递到竖向隔震器顶部连接板1，然后通过四周侧板3直接传递到竖向隔震器底部连接板15，然后通过高强螺栓14传递到下部的叠层橡胶支座部分。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，应注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，凡是利用本说明书原理及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种变刚度三维隔震装置，其特征是，包括上部的竖向隔震系统、下部的叠层橡胶支座及连接部件；竖向隔震系统包括竖向隔震器顶部连接板、滚珠、四周侧板、纵向加劲肋、上部限位块、一层主弹簧、中间层连接板、中间层弹簧、下层连接板、下层钢块、底部限位块、底层弹簧、中部限位块、高强螺栓、竖向隔震器底部连接板；叠层橡胶支座包括叠层橡胶支座上连接板、钢板层、橡胶层、叠层橡胶支座下连接板；竖向隔震器底部连接板与叠层橡胶支座上连接板连接；竖向隔震器顶部连接板四周开设圆槽，滚珠嵌在圆槽中，并且滚珠可以上下滚动；滚珠和四周侧板相互接触但不连接；四周侧板和纵向加劲肋连接；一层主弹簧上部和竖向隔震器顶部连接板连接，一层主弹簧下部和中间层连接板连接；上部限位块和四周侧板连接；中间层弹簧上部和中间层连接板连接，中间层弹簧下部和下层连接板连接；中间层连接板和下层连接板接触但不连接；下层钢块和下层连接板连接；中部限位块和四周侧板连接，和下层连接板接触但不连接；底层弹簧上部与下层连接板连接，底层弹簧下部与竖向隔震器底部连接板连接；竖向隔震器底部连接板与四周侧板连接；竖向隔震器底部连接板与纵向加劲肋连接；钢板层和橡胶层形成叠层橡胶层、上部与叠层橡胶支座上连接板连接、下部与叠层橡胶支座下连接板连接。

2.如权利要求1所述的变刚度三维隔震装置，其特征是，所述装置的竖向隔震器底部连接板和叠层橡胶支座的上连接板贴合连接采用高强螺栓或焊接方式连接；或者直接加工成一块连接板；

所述装置的四周侧板和纵向加劲肋通过焊接直接连接；四周侧板和竖向隔震器底部连接板通过焊接直接连接；纵向加劲肋和竖向隔震器底部连接板通过焊接直接连接；

所述装置的弹簧的固定方式为焊接或者螺纹连接；或不固定压簧，仅让压簧与连接板之间在弹簧内力作用下紧密接触连接；

所述装置的上部限位块和四周侧板通过焊接直接连接；中部限位块和四周侧板通过焊接直接连接；底部限位块和竖向隔震器底部连接板通过焊接直接连接；所有限位块的制作均为外部包裹一层橡胶的钢板；

所述装置的下层连接板和下层钢块通过焊接直接连接。

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