CN220285063U - 一种防止建筑物倾倒的隔震系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种防止建筑物倾倒的隔震系统，包括多个摩擦隔震支座和多个防提离装置，多个摩擦隔震支座均设置在建筑物各个承重结构或各处承重位置的底部，多个防提离装置均设置在所述建筑物的底部的各条边线的中部位置或相邻两个摩擦隔震支座的中间位置，多个防提离装置的钢丝绳两端的嵌固端分别与建筑物的上部结构的底板和建筑物基础的顶面固定连接，多个摩擦隔震支座的圆锥形状的滑动凸部的外表面为圆锥形状的滑动凸面，滑动凹部的内壁为与滑动凸面配合的呈倒置圆锥形状的滑动凹面。本实用新型具有变频特性，其在近场地震下不会发生类共振效应，滑动凸面能够完全覆盖滑动凹面，有效延长摩擦隔震支座的使用寿命，防止长细高的建筑物倾倒。

Description

一种防止建筑物倾倒的隔震系统

技术领域

本实用新型涉及一种防止建筑物倾倒的隔震系统，属于工程隔震技术领域。

背景技术

随着我国建设的快速发展，在城市建设中，为了减轻地震灾害，减少经济损失和人员伤亡，在工程建设时需要考虑建筑物可能遇到的地震危险程度，对建筑物增加必要的隔震系统。

目前，常见的摩擦隔震系统是由美国加州大学伯克利分校的Zayas提出的摩擦滑摆隔震系统(FrictionPendulumSystem,FPS)，FPS由上部装置、中心滑块和下部滑动球形凹面三部分组成。地震发生时，中心滑块可在球形凹面内滑动，从而隔离地震能量。在FPS的基础上，Constantinou又提出了三重摩擦滑摆隔震系统(TripleFrictionPendulumSystem,TFPS)，TFPS包括中心滑块和两对滑动面，对小震、中震和大震均有不同的调谐适应能力。但是上述两种结构都存在一些缺点：(1)存在固定周期，可能与近场地震发生共振反应；(2)在较大竖向地震动作用下，中心滑块可能从凹槽中脱出，支座失效；(3)地震过后，隔震支座与其原有状态相比将产生残余位移，影响使用；(4)竖向抗拉强度不高，在近场地震下容易提离破坏；(5)中心滑块没有全覆盖滑动凸面和滑动凹面，在摩擦隔震支座寿命期内会使得滑动凹面和滑动凹面大部分暴露在空气中，影响隔震系统的隔震效果及其使用寿命，(6)在发生地震时，其防止长细高的建筑物倾倒的效果不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种防止建筑物倾倒的隔震系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种防止建筑物倾倒的隔震系统，包括多个摩擦隔震支座和多个防提离装置，多个所述摩擦隔震支座均设置在建筑物各个承重结构或各处承重位置的底部，多个所述防提离装置均设置在所述建筑物的底部的各条边线的中部位置或相邻两个摩擦隔震支座的中间位置；

多个所述防提离装置均包括一根钢丝绳，钢丝绳的两端分别设置嵌固端，每个钢丝绳的两个嵌固端分别与建筑物的上部结构的底板和建筑物基础的顶面固定连接，每个所述防提离装置安装完成后，与其对应的钢丝绳的两个嵌固端的连线与水平面垂直，每个所述防提离装置的钢丝绳的长度均大于建筑物的上部结构的底板与建筑物基础的顶面的距离。

多个所述摩擦隔震支座均包括上部部件和下部部件，所述上部部件的下部为圆锥形状的滑动凸部，圆锥形状的滑动凸部的外表面为圆锥形状的滑动凸面，所述下部部件的上部为呈倒置圆锥形状的滑动凹部，所述滑动凹部的内壁为与所述圆锥形状的滑动凸面配合的呈倒置圆锥形状的滑动凹面，所述滑动凸面能够完全覆盖所述滑动凹面，所述上部部件的上表面设置有防提离垫层，防提离垫层的上表面与建筑物的上部结构的底板连接，下部部件的下表面与建筑物基础的顶面连接。

优选地，在所述防提离垫层的上表面设置有钢板，钢板的上表面与建筑物的上部结构的底板连接。

优选地，所述滑动凸面上覆盖有橡胶层。

优选地，在所述滑动凸面的橡胶层以及所述滑动凹面上分别涂有滑动材料。

优选地，所述滑动材料为特氟龙或纳米润滑油。

优选地，每个所述防提离装置的钢丝绳的长度为30cm。

优选地，每个所述防提离装置的钢丝绳为不锈钢丝绳。

优选地，所述圆锥形状的滑动凸面的倾斜角度为1°至3°。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、摩擦隔震支座的滑动凹面和滑动凸面均为圆锥面，其刚度随着水平位移的增大而减小，没有固定周期，其为变刚度或变频隔震支座，因而其有效避免与近场地震能量集中的低频带发生共振。

2、上部部件的结构不会出现滑动凸部脱落的情况，有效避免摩擦隔震支座发生破坏。

3、滑动凸面的倾斜角度小至1°～3°，同时，滑动凸面上覆盖橡胶层，可使滑动凸面与滑动凹面的接触面积增大，从而有效提升了摩擦隔震支座的竖向承载力；滑动凹面曲率不变，可使摩擦隔震支座保持恒定回复力，使得其残余位移为零。

4、滑动凸面能够完全覆盖滑动凹面，滑动凸面与滑动凹面均不暴露在空气中，从而避免了滑动凸面和滑动凹面生锈，或者有其他污染物进入的问题出现，有效提高了摩擦隔震支座耐久性和稳定性，有利于延长其使用寿命，同时，滑动凸面与滑动凹面均为圆锥面，滑动凸面能够完全覆盖滑动凹面，摩擦隔震支座在静止条件下承重能力更强，从而能够达到更好的隔震效果，在地震时，滑动凸面与滑动凹面可保持有效的接触，其提供足够的竖向承载力。

5、因屈服强度较大，在比较小的环境荷载下，摩擦隔震支座不会产生滑动，从而不会影响到上部建筑内人员的舒适度；在外部荷载较大时，摩擦隔震支座滑动、产生隔震效果从而保护上部建筑的安全。

6、防提离装置设置在所述建筑物的底部的各条边线的中部位置或相邻两个摩擦隔震支座的中间位置，当地震时，防提离装置能够对建筑物的上部结构提供拉力，同时，防提离装置限制摩擦隔震支座的最大水平位移，有效地防止长细高的建筑物倾倒的目的。

附图说明

图1为本实用新型的隔震系统的布局示意图。

图2为本实用新型的隔震系统的A处剖面图(摩擦隔震支座未发生水平位移)。

图3为本实用新型的隔震系统的A处剖面图(摩擦隔震支座发生水平位移)。

附图标记：摩擦隔震支座1，防提离装置2，上部部件11，下部部件12，防提离垫层111，橡胶层112，钢丝绳21。

具体实施方式

以下将结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1至图3，本实用新型提供的一种防止建筑物倾倒的隔震系统，包括多个摩擦隔震支座1和多个防提离装置2，多个所述摩擦隔震支座1和多个所述防提离装置2均设置在建筑物的上部结构的底板与建筑物基础的顶面之间，多个所述摩擦隔震支座1均设置在建筑物各个承重结构或各处承重位置的底部，多个所述防提离装置2均设置在所述建筑物的底部的各条边线的中部位置或相邻两个摩擦隔震支座1的中间位置；

多个所述防提离装置2均包括一根钢丝绳21，钢丝绳21的两端分别设置嵌固端，每个钢丝绳21的两个嵌固端分别与建筑物的上部结构的底板和建筑物基础的顶面固定连接，每个所述防提离装置2安装完成后，与其对应的钢丝绳21的两个嵌固端的连线与水平面垂直，每个所述防提离装置2的钢丝绳21的长度均大于建筑物的上部结构的底板与建筑物基础的顶面的距离；

多个所述摩擦隔震支座1均包括上部部件11和下部部件12，所述上部部件11的下部为圆锥形状的滑动凸部，圆锥形状的滑动凸部的外表面为圆锥形状的滑动凸面，所述下部部件12的上部为呈倒置圆锥形状的滑动凹部，所述滑动凹部的内壁为与所述圆锥形状的滑动凸面配合的呈倒置圆锥形状的滑动凹面，没有固定周期，其刚度随着水平位移的增大而减小，其为变刚度或变频隔震支座，因而其有效避免与近场地震能量集中的低频带发生共振，滑动凹面的曲率不变，可保持恒定回复力，使得摩擦隔震支座1残余位移为零，其始终能够回复到初始位置，所述滑动凸面能够完全覆盖所述滑动凹面，从而避免了滑动凸面和滑动凹面生锈，或者有其他污染物进入的问题出现，有效提高了摩擦隔震支座1耐久性和稳定性，有利于延长其使用寿命，同时，摩擦隔震支座1在静止条件下承重能力更强，从而能够达到更好的隔震效果，所述上部部件11的上表面设置有防提离垫层111，防提离垫层111的上表面与建筑物的上部结构的底板连接，优选地，在所述防提离垫层111的上表面设置有钢板，钢板的上表面与建筑物的上部结构的底板连接，下部部件的下表面与建筑物基础的顶面连接。

下部部件12可直接用高强混凝土浇筑后上覆不锈钢板，节约成本，且耐冲击和高压，能够适应更多极端环境和气候，鲁棒性好。

在静止状态下，滑动凸面完全覆盖滑动凹面，滑动凸面与滑动凹面之间不会产生相对滑动，并提供初始静摩擦力。当地震发生时，摩擦隔震支座1通过滑动凸面偏离滑动凹面中心的移动以及滑动凸面与滑动凹面之间较小的摩擦力，来适应建筑物因地震引起的移动，从而产生隔震效果。

由于摩擦隔震支座1构造的特殊性，其屈服强度较大，在比较小的环境荷载(如风荷载、小震、周围车辆、地铁通行引发的微小振动等)下，摩擦隔震支座1不会产生滑动，从而不会影响到上部建筑内人员的舒适度；在外部荷载(如地震荷载)较大时，摩擦隔震支座1滑动、产生隔震效果从而保护上部建筑的安全。

上部部件结构能够增强摩擦隔震支座1整体结构的稳定性，从而有利于摩擦隔震支座1达到更好的隔震效果。

较佳的，所述滑动凸面上覆盖有橡胶层112，可使滑动凸面和滑动凹面的接触面积增大，进一步提升了摩擦隔震支座1的竖向承载力，同时，可缓冲滑动凸面和滑动凹面之间的碰撞，在大震下，橡胶层112可吸收碰撞能量，减小支座破坏风险。

较佳的，在所述滑动凸面的橡胶层112以及所述滑动凹面上分别涂有滑动材料，以降低滑动凸面以及滑动凹面的摩擦系数，从而有利于滑动凸面以及所述滑动凹面之间的相对滑动，进而更好地达到隔震的效果。

可选的，所述滑动材料为特氟龙或纳米润滑油，摩擦系数可小至0.007，摩擦力越小，摩擦隔震支座1越易于复位。

优选地，每个所述防提离装置2的钢丝绳21的长度为30cm。

较佳的，每个所述防提离装置2的钢丝绳21为不锈钢丝绳，提升防提离装置2的使用寿命。

所述圆锥形的滑动凸面的倾斜角度为1°至3°，使滑动凸部相对于滑动凹部之间的连接更加稳定，有利于增强摩擦隔震支座1整体结构的稳定性。

由于滑动凹面、滑动凸面的倾斜角度可小至1°～3°，所以当水平位移最大时，摩擦隔震支座1的抬升距离仍然很小，以水平冲程容许值为0.3m进行计算，其倾斜角度为3°时，其摩擦隔震支座最大抬升为0.5m×tan3°＝0.0262m≈3cm，距离很小，建筑物的上部结构提离回落引起的碰撞力也很小，防提离装置2的钢丝绳的长度大于30cm，即可到达摩擦隔震支座1自由移动和防建筑物倾倒的双重效果，当地震时，防提离装置能够对建筑物的上部结构提供拉力，同时，防提离装置限制摩擦隔震支座的最大水平位移，有效地防止长细高的建筑物倾倒的目的。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种防止建筑物倾倒的隔震系统，其特征在于，包括多个摩擦隔震支座(1)和多个防提离装置(2)，多个所述摩擦隔震支座(1)均设置在建筑物各个承重结构或各处承重位置的底部，多个所述防提离装置(2)均设置在所述建筑物的底部的各条边线的中部位置或相邻两个摩擦隔震支座(1)的中间位置；

多个所述防提离装置(2)均包括一根钢丝绳(21)，钢丝绳(21)的两端分别设置嵌固端，每个钢丝绳(21)的两个嵌固端分别与建筑物的上部结构的底板和建筑物基础的顶面固定连接，每个所述防提离装置(2)安装完成后，与其对应的钢丝绳(21)的两个嵌固端的连线与水平面垂直，每个所述防提离装置(2)的钢丝绳(21)的长度均大于建筑物的上部结构的底板与建筑物基础的顶面的距离；

多个所述摩擦隔震支座(1)均包括上部部件(11)和下部部件(12)，所述上部部件(11)的下部为圆锥形状的滑动凸部，圆锥形状的滑动凸部的外表面为圆锥形状的滑动凸面，所述下部部件(12)的上部为呈倒置圆锥形状的滑动凹部，所述滑动凹部的内壁为与所述圆锥形状的滑动凸面配合的呈倒置圆锥形状的滑动凹面，所述滑动凸面能够完全覆盖所述滑动凹面，所述上部部件(11)的上表面设置有防提离垫层(111)，防提离垫层(111)的上表面与建筑物的上部结构的底板连接，下部部件(12)的下表面与建筑物基础的顶面连接。

2.根据权利要求1所述的防止建筑物倾倒的隔震系统，其特征在于，在所述防提离垫层(111)的上表面设置有钢板，钢板的上表面与建筑物的上部结构的底板连接。

3.根据权利要求2所述的防止建筑物倾倒的隔震系统，其特征在于，所述滑动凸面上覆盖有橡胶层(112)。

4.根据权利要求3所述的防止建筑物倾倒的隔震系统，其特征在于，在所述滑动凸面的橡胶层(112)以及所述滑动凹面上分别涂有滑动材料。

5.根据权利要求4所述的防止建筑物倾倒的隔震系统，其特征在于，所述滑动材料为特氟龙或纳米润滑油。

6.根据权利要求5所述的防止建筑物倾倒的隔震系统，其特征在于，每个所述防提离装置(2)的钢丝绳(21)的长度为30cm。

7.根据权利要求6所述的防止建筑物倾倒的隔震系统，其特征在于，每个所述防提离装置(2)的钢丝绳(21)为不锈钢丝绳。

8.根据权利要求7所述的防止建筑物倾倒的隔震系统，其特征在于，所述圆锥形状的滑动凸面的倾斜角度为1°至3°。