CN212453163U - 一种建筑用减震装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种建筑用减震装置，包括竖向缓冲机构、水平限位机构以及固定机构，其中，所述竖向缓冲机构用于缓冲竖直方向的振动；所述水平限位机构用于缓冲水平方向的振动，并限制所述竖向缓冲机构的水平变形，以及将所述水平方向的振动传递给所述固定机构；所述固定机构用于固定连接所述竖向缓冲机构以及消耗水平方向的振动。因此本申请的建筑用减震装置用于建筑物结构中，不仅可以隔离竖直方向的振动，而且还可以隔离水平方向的振动。

Description

一种建筑用减震装置

技术领域

本实用新型涉及建筑结构技术领域，特别地涉及一种建筑用减震装置。

背景技术

随着轨道交通包括高铁、地铁的高速发展，城市轨道交通网不断加密，大城市空间进一步局限化，越来越多的建设项目无法避免毗邻或者跨越轨道交通，于是对环境振动和噪声控制已成为建筑结构设计必须解决的问题。根据北京、上海和广州的地铁振动统计资料，地铁诱发的地面振动以竖向振动为主。对于邻近轨道交通的建筑物，当竖向振动超过国家规范限值时，需采取必要的减振措施，特别是剧院、音乐厅、博物馆、尖端实验室等对振动要求高的建筑更是如此。

地震是人类无法避免的一种自然现象。地震作用下，建筑物会发生较大的水平变形，甚至倒塌。隔震技术以延长结构自振周期达到减震目的，采用隔震技术后，建筑抗震性能显著提高，适用于高烈度地震区的防灾救灾建筑、学校建筑、重要基础设施建筑、住宅、办公等各类建筑。隔震技术的使用使建筑在地震中不倒塌真正成为可能，成为减轻地震灾害最有效的手段之一。

采用弹簧隔振器是控制竖向振动的重要手段，然而由于弹簧隔振器允许的水平极限变形很小，一般只有20～50mm，当超过水平极限变形时，弹簧的竖向承载性能急剧降低，控制弹簧隔振器的水平变形不超过限值是影响工程安全至关重要的因素。在非地震区，建筑的水平变形很小，可以采用弹簧隔振器减小结构的竖向振动。在地震区，地震作用会引起建筑较大的水平变形，当采用弹簧隔振器减小结构的竖向振动时，还需设置其他措施，控制弹簧隔振器的水平变形在允许范围内。

目前，地震区采用弹簧隔震器控制竖向振动时，有采用粘滞阻尼器来控制弹簧隔振器的水平变形的技术，即在隔振层设置阻尼器，通过阻尼器的耗能，减小隔振层的变形，控制弹簧隔振器的水平变形在限值范围内，同时不影响弹簧隔振器的竖向减振效果。由于弹簧隔振器允许的水平位移小，需要较大吨位的粘滞阻尼器，才能将隔振层位移限制在弹簧隔振器的位移限值内。大吨位的阻尼器不但造价高，而且其连接处的构件内力大，连接构造复杂，可靠性有限。同时，由于通过阻尼器限制了隔振层位移在很小的范围内，隔振层的水平等效刚度大，不能有效降低传递到上部结构的地震作用力，隔震效果不佳，难以实现竖向振动和水平地震双隔的理想目标。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种建筑用减震装置，该装置既有助于隔离竖向振动，也有助于隔离水平振动。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种建筑用减震装置。

本实用新型的建筑用减震装置包括竖向缓冲机构、水平限位机构以及固定机构，其中，所述竖向缓冲机构用于缓冲竖直方向的振动；所述水平限位机构用于缓冲水平方向的振动，并限制所述竖向缓冲机构的水平变形，以及将所述水平方向的振动传递给所述固定机构；所述固定机构用于固定连接所述竖向缓冲机构以及消耗水平方向的振动。

可选地，所述竖向缓冲机构包括缓冲部和固定部，其中，所述缓冲部包括多个并行设置的弹簧；所述固定部包括平行相对设置的第一连接板和第二连接板；多个所述弹簧均设置于所述第一连接板与所述第二连接板之间，且所述弹簧的两端与所述第一连接板以及第二连接板固定连接。

可选地，所述水平限位机构包括第一限位组件和第二限位组件，所述第一限位组件围绕所述第二限位组件；所述第二限位组件围绕所述缓冲部。

可选地，所述第一限位组件设置于所述第一连接板上；所述第二限位组件设置于所述第二连接板上。

可选地，所述第一限位组件包括由外到内依次设置的外侧第一挡板层、外侧吸振层、外侧第二挡板层；所述第二限位组件包括由内到外依次设置的内侧第一挡板层、内侧吸振层、内侧滑移层，且所述外侧第二挡板层与所述内侧滑移层相对设置，所述外侧第二挡板层与所述内侧滑移层之间有间隙。

可选地，所述外侧第一挡板层远离所述第一连接板的一端与所述第二连接板连接，所述外侧第一挡板层的外周设置有多个外侧劲板，所述外侧劲板与所述外侧第一挡板层垂直，且所述外侧劲板位于所述第一连接板上；所述内侧第一挡板层远离所述第二连接板的一端设置有多个内侧劲板，所述内侧劲板与所述内侧第一挡板层垂直。

可选地，所述弹簧包括第一弹簧，所述第一弹簧有序围绕所述内侧第一挡板层，所述内侧劲板位于相邻所述第一弹簧之间。

可选地，所述固定机构包括支座上连接板、支座下连接板以及支座底板，所述支座上连接板与所述第二连接板连接，所述支座底板与所述第一连接板连接，所述支座底板与所述外侧劲板连接。

可选地，在所述支座下连接板上，从下到上依次设置有镜面层、滑移层以及支座底板。

根据本实用新型的技术方案，竖向缓冲机构用于缓冲竖直方向的振动；水平限位机构用于缓冲、传递水平方向的振动，并限制竖向缓冲机构的水平变形；固定机构用于固定竖向缓冲机构以及消耗水平方向的振动，因此本申请的建筑用减震装置用于建筑物结构中，不仅可以隔离竖直方向的振动，而且还可以隔离水平方向的振动。

附图说明

为了说明而非限制的目的，现在将根据本实用新型的优选实施例、特别是参考附图来描述本实用新型，其中：

图1是本实用新型提供的建筑用减震装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的建筑用减震装置的剖面示意图；

图3是本实用新型提供的平限位机构的结构示意图；

图4是本实用新型提供的竖向缓冲机构承载前后的示意图。

附图标记说明：

1-支座上连接板；2-套筒六角螺栓；3-上加劲板；4-第二连接板；5-预紧螺栓；6-弹簧；7-下加劲板；8-第一连接板；9-支座底板，10-滑移层；11-镜面层；12-支座下连接板；20-内侧第一挡板层；21-内侧吸振层；22-内侧滑移层；23-外侧第二挡板层；24-外侧吸振层；25-外侧第一挡板层；26-外侧劲板；27-橡胶防尘罩；28-内侧劲板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的示范性实施例做出说明，其中包括本实用新型实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本实用新型的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

本实用新型提出了一种建筑用减震装置，包括竖向缓冲机构、水平限位机构以及固定机构，其中，竖向缓冲机构用于缓冲竖直方向的振动；水平限位机构用于缓冲水平方向的振动，并限制竖向缓冲机构的水平变形，以及将所述水平方向的振动传递给所述固定机构；固定机构用于固定连接竖向缓冲机构以及消耗水平方向的振动。因此本申请的建筑用减震装置用于建筑物结构中，不仅可以隔离竖直方向的振动，而且还可以隔离水平方向的振动，使的建筑物安全舒适。

竖向缓冲机构包括缓冲部和固定部，其中，缓冲部包括多个并行设置的弹簧6，固定部包括平行相对设置的第一连接板8和第二连接板4。弹簧6的规格和数量可根据建筑物的重量、轨道交通竖向激励的频谱特性、竖向隔振目标确定。弹簧6可以为钢弹簧6。弹簧6设置后，建筑物的竖向刚度减小，延长了建筑物竖向振动周期，错开轨道交通产生的竖向振动的频率，隔离高频振动，达到竖向减振的目的。

多个弹簧6均设置于第一连接板8与第二连接板4之间，且弹簧6的两端与第一连接板8以及第二连接板4固定连接。

如图1和图2所示，第一连接板8和第二连接板4均为长方体板状结构，且多个弹簧6设置于第一连接板8与第二连接板4之间，弹簧6与第一连接板8以及第二连接板4垂直。多个弹簧6依次排列形成三行五列，每一行或每一列的相邻弹簧6之间等间距设置。靠近内侧第一挡板层20的弹簧6为第一弹簧6，且多个第一弹簧6在水平面的投影排布为长方形，位于该长方形四个角上的弹簧6套设于连接杆上，连接杆通过预紧装置(预紧装置可以为预紧螺栓5)与第一连接板8以及第二连接板4螺纹连接。相邻第一弹簧6之间设置有内侧劲板28。

如图4所示，在该装置安装前，先通过预紧螺栓5对弹簧6进行预紧，在该减震装置安装完成、上部建筑施工完成后，由于所承受的荷载超过预紧力，使预紧螺栓5与第二连接板4产生弹簧6压缩变形，避免了对弹簧6竖向减振产生影响。

当具有竖向振动时，通过多个弹簧6伸缩减震，从而隔离竖直方向的振动对建筑物的影响，该装置的竖向刚度和承载力仅由高承载的弹簧6决定，其他部件均不产生竖向刚度和承载力。

如图2和图3所示，水平限位机构包括第一限位组件和第二限位组件，第一限位组件围绕第二限位组件；第二限位组件设置围绕缓冲部。第一限位组件设置于第一连接板8上；第二限位组件设置于第二连接板4上。

第一限位组件以及第二限位组件的横截面可以为长方形，第二限位组件位于第一限位组件与缓冲部之间。第一限位组件的顶部与第二连接板4之间有间隙，第二限位组件的底部与第一连接板8之间有间隙，即第一限位组件以及第二限位组件的高度均小于第一连接板8与第二连接板4之间的高度。

第一限位组件包括由外到内依次连接的外侧第一挡板层25、外侧吸振层24、外侧第二挡板层23；第二限位组件包括由内到外依次连接的内侧第一挡板层20、内侧吸振层21、内侧滑移层22，且外侧第二挡板层23与内侧滑移层22相对，外侧第二挡板层23与内侧滑移层22之间有间隙。间隙的宽度是根据弹簧6允许的水平变形量确定。在地震作用下，弹簧6首先发生水平变形，当弹簧6的水平变形量达到间隙宽度时，水平限位机构即对弹簧6起到限制变形的作用，并且地震产生的水平力依次通过内侧第一挡板层20、内侧吸振层21、内侧滑移层22、外侧第二挡板层23、外侧吸振层24、外侧第一挡板层25、外侧劲板26最后传递到支座下连接板12。水平限位机构在限制弹簧6水平变形、保证弹簧6竖向承载的同时，实现了地震水平力的有效传递，同时由于内侧吸振层21以及外侧吸振层24的设置，达到了吸能减振的目的，从而减小了水平方向振动的影响。

外侧第一挡板层25、外侧第二挡板层23以及内侧第一挡板层20均由不锈钢板构成。内侧滑移层22由滑移材料构成。外侧吸振层24以及内侧吸振层21均由吸振材料形成。吸振材料可以为丁腈橡胶、丁基橡胶、聚氨酯弹性体、聚氧化乙烯-苯乙烯嵌段共聚物、增塑的聚氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯的共混物，半互穿网络型的乙丙三元和乙丙二元橡胶、互穿网络型的聚异丁基醚、聚丙烯酸甲酯等。

外侧第一挡板层25远离第一连接板8的一端与第二连接板4通过橡胶防尘罩27连接，外侧第一挡板层25的外周设置有多个外侧劲板26，外侧劲板26与外侧第一挡板层25垂直设置，且外侧劲板26位于第一连接板8上；内侧第一挡板层20远离第二连接板4的一端设置有多个内侧劲板28，内侧劲板28与内侧第一挡板层20垂直设置。

内侧劲板28和外侧劲板26分别对内侧第一挡板层20和外侧第一挡板层25进行加强，提高水平限位机构的水平承载力和刚度。

外侧劲板26的数量可根据实际需要来确定，而且多个外侧劲板26等间隔设置。

固定机构包括支座上连接板1、支座下连接板12以及支座底板9，支座上连接板1与第二连接板4连接，支座底板9与第一连接板8连接，支座底板9与外侧劲板26连接。

支座上连接板1与第二连接板4平行间隔设置，且支座上连接板1与第二连接板4通过上加劲板3连接。支座底板9与第一连接板8平行间隔设置，且支座底板9与第一连接板8通过下加劲板7连接。支座底板9与外侧劲板26通过下加劲板7连接。该装置通过套筒六角螺栓2将支座上连接板1以支座下连接板12固设于建筑结构中。

在支座下连接板12上，从下到上依次设置有镜面层11、滑移层10以及支座底板9。镜面层11固设于支座下连接板12上，支座底板9可以通过滑移层10在镜面层11滑动。镜面层11可以由镜面不锈钢板构成。滑移层10由滑移材料制成。在地震时，当水平方向的压应力通过水平限位机构传递到固定机构上时，依靠滑移层10在镜面层11上往复摩擦以消耗地震能量。由于滑移层10与镜面层11之间的摩擦系数较小，支座底板9通过滑移层10可克服静摩擦力在镜面层11上滑动，从而延长该装置的水平周期，降低水平地震作用，实现水平隔震。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (9)

1.一种建筑用减震装置，其特征在于，包括竖向缓冲机构、水平限位机构以及固定机构，其中，

所述竖向缓冲机构用于缓冲竖直方向的振动；

所述水平限位机构用于缓冲水平方向的振动，并限制所述竖向缓冲机构的水平变形，以及将所述水平方向的振动传递给所述固定机构；

所述固定机构用于固定连接所述竖向缓冲机构以及消耗水平方向的振动。

2.根据权利要求1所述的建筑用减震装置，其特征在于，所述竖向缓冲机构包括缓冲部和固定部，其中，

所述缓冲部包括多个并行设置的弹簧；

所述固定部包括平行相对设置的第一连接板和第二连接板；

多个所述弹簧均设置于所述第一连接板与所述第二连接板之间，且所述弹簧的两端与所述第一连接板以及第二连接板固定连接。

3.根据权利要求2所述的建筑用减震装置，其特征在于，所述水平限位机构包括第一限位组件和第二限位组件，所述第一限位组件围绕所述第二限位组件；所述第二限位组件围绕所述缓冲部。

4.根据权利要求3所述的建筑用减震装置，其特征在于，所述第一限位组件设置于所述第一连接板上；所述第二限位组件设置于所述第二连接板上。

5.根据权利要求3所述的建筑用减震装置，其特征在于，

所述第一限位组件包括由外到内依次设置的外侧第一挡板层、外侧吸振层、外侧第二挡板层；

所述第二限位组件包括由内到外依次设置的内侧第一挡板层、内侧吸振层、内侧滑移层，且所述外侧第二挡板层与所述内侧滑移层相对设置，所述外侧第二挡板层与所述内侧滑移层之间有间隙。

6.根据权利要求5所述的建筑用减震装置，其特征在于，所述外侧第一挡板层远离所述第一连接板的一端与所述第二连接板连接，所述外侧第一挡板层的外周设置有多个外侧劲板，所述外侧劲板与所述外侧第一挡板层垂直，且所述外侧劲板位于所述第一连接板上；

所述内侧第一挡板层远离所述第二连接板的一端设置有多个内侧劲板，所述内侧劲板与所述内侧第一挡板层垂直。

7.根据权利要求6所述的建筑用减震装置，其特征在于，所述弹簧包括第一弹簧，所述第一弹簧有序围绕所述内侧第一挡板层，所述内侧劲板位于相邻所述第一弹簧之间。

8.根据权利要求6所述的建筑用减震装置，其特征在于，所述固定机构包括支座上连接板、支座下连接板以及支座底板，所述支座上连接板与所述第二连接板连接，所述支座底板与所述第一连接板连接，所述支座底板与所述外侧劲板连接。

9.根据权利要求8所述的建筑用减震装置，其特征在于，在所述支座下连接板上，从下到上依次设置有镜面层、滑移层以及支座底板。

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