CN220285064U - 一种具有变频特性的隔震系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种具有变频特性的隔震系统，包括多个摩擦隔震支座和多个十字架防提离装置，多个所述摩擦隔震支座和多个所述十字架防提离装置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，所述十字架防提离装置包括第一钢梁和第二钢梁，第一钢梁和第二钢梁均为“U”形钢梁，第一钢梁和第二钢梁扣合连接，形成十字架的形状，第一钢梁的两个竖杆与第二钢梁的横梁之间均设置有非线性弹簧，第二钢梁的两个竖杆与第一钢梁的横梁之间均设置非线性弹簧。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，第一平板的下表面能够完全覆盖第二平板的上表面，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
技术领域
本实用新型涉及一种具有变频特性的隔震系统，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(Friction Pendulum System,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(Triple Friction PendulumSystem,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)竖向抗拉强度不高，在近场地震下容易提离破坏；(4)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。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有变频特性的隔震系统，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具有变频特性的隔震系统，包括多个摩擦隔震支座和多个十字架防提离装置，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，多个所述摩擦隔震支座和多个所述十字架防提离装置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，多个所述十字架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；
所述十字架防提离装置包括第一钢梁和第二钢梁，第一钢梁和第二钢梁均为“U”形钢梁，第一钢梁和第二钢梁均包括一根水平的横梁，横梁的两端均设置一根竖杆，横梁的两端的竖杆均与横梁垂直，第一钢梁的开口朝上，第一钢梁的两根竖杆的末端均与建筑物的上部结构的底板固定连接，第二钢梁的开口朝下，第二钢梁的两根竖杆的末端均与建筑物基础的顶面固定连接，第一钢梁和第二钢梁扣合连接，形成十字架的形状，第一钢梁的两个竖杆与第二钢梁的横梁之间均设置有两端分别固定在第一钢梁的竖杆和第二钢梁的横梁上的非线性弹簧，第二钢梁的两个竖杆与第一钢梁的横梁之间均设置两端分别固定在第二钢梁的竖杆和第一钢梁的横梁上的非线性弹簧。
优选地，多个所述摩擦隔震支座包括第一平板和第二平板，所述第一平板的下表面能够完全覆盖所述第二平板的上表面，所述第一平板的上表面设置有防提离垫层，在所述防提离垫层的上表面设置有钢板，所述钢板的上表面与建筑物的上部结构的底板连接，第二平板的底面与建筑物基础的顶面连接。
优选地，在所述第一平板的下表面上覆盖有橡胶层。
优选地，在所述第一平板的下表面的橡胶层和第二平板的上表面均涂有滑动材料。
优选地，所述滑动材料为特氟龙或纳米润滑油。
优选地，在第一钢梁和第二钢梁的可接触的外表面均覆盖防碰撞隔层。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
1、十字架防提离装置设置有非线性弹簧，使得隔震系统具有变频特性，其在近场地震下不会发生类共振效应。
2、摩擦隔震支座的结构不会出现滑块脱落的情况，有效避免摩擦隔震支座发生破坏。
3、摩擦隔震支座的滑动面为平面，且第一平板的下表面上覆盖橡胶层，有效增大第一平板的下表面和第二平板的上表面的接触面积，从而有效提升了摩擦隔震支座的竖向承载力。
4、第一平板的下表面能够完全覆盖第二平板的上表面，从而避免了第一平板的下表面和第二平板的上表面生锈，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，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。
5、十字架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，能够使得当竖向地震作用过大时，无需为摩擦隔震支座另外设置围壁，十字架防提离装置能够限制摩擦隔震支座竖向提离的位移值，从而限制建筑物提离的高度在一个很小的范围内，同时，十字架防提离装置限制摩擦隔震支座的最大水平位移，从而达到在防止摩擦隔离支座发生提离破坏的同时有效地防止长细高的建筑物的倾倒的目的，对长细高建筑物同样可起到防止发生倾倒的效果。
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)。
图4为本实用新型的十字架防提离装置的结构示意图。
附图标记：摩擦隔震支座1，十字架防提离装置2，第一平板11，第二平板12，防提离垫层111，橡胶层112，钢板113，第一钢梁21，第二钢梁22，非线性弹簧23。
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4，本实用新型提供的一种具有变频特性的隔震系统，包括多个摩擦隔震支座1和多个十字架防提离装置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，多个所述十字架防提离装置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，多个所述摩擦隔震支座1和多个所述十字架防提离装置2均设置在建筑物的上部结构的底板与建筑物基础的顶板之间；
多个所述摩擦隔震支座1包括第一平板11和第二平板12，所述第一平板11的下表面能够完全覆盖所述第二平板12的上表面，所述第一平板11的上表面设置有防提离垫层111，在所述防提离垫层111的上表面设置有钢板113，所述钢板113的上表面与建筑物的上部结构的底板连接，第二平板12的底面与建筑物基础的顶面连接；
摩擦隔震支座1的滑动面为平面，有效增大第一平板11的下表面和第二平板12的上表面的接触面积，从而有效提升了摩擦隔震支座1的竖向承载力，同时，摩擦隔震支座1的没有设置单独的滑块，不会出现滑块脱落的情况，有效避免摩擦隔震支座1发生破坏；
当发生地震，第一平板11相对于第二平板12发生提离，且提离高度为3cm时，十字架防提离装置2和防提离垫层111能够使得第一平板11的下表面相对于对应的第二平板12的上表面的倾斜角度值为0.35°；
第一平板11的下表面能够完全覆盖第二平板12的上表面，从而避免了第一平板11的下表面和第二平板12的上表面生锈，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；
所述十字架防提离装置2包括第一钢梁21和第二钢梁22，第一钢梁21和第二钢梁22均为“U”形钢梁，第一钢梁21和第二钢梁22均包括一根水平的横梁，横梁的两端均设置一根竖杆，横梁的两端的竖杆均与横梁垂直，第一钢梁21的开口朝上，第一钢梁21的两根竖杆的末端均与建筑物的上部结构的底板固定连接，第二钢梁22的开口朝下，第二钢梁22的两根竖杆的末端均与建筑物基础的顶面固定连接，第一钢梁21和第二钢梁22扣合连接，形成十字架的形状，第一钢梁21的两个竖杆与第二钢梁22的横梁之间均设置有两端分别固定在第一钢梁21的竖杆和第二钢梁22的横梁上的非线性弹簧23，第二钢梁22的两个竖杆与第一钢梁21的横梁之间均设置有两端分别固定在第二钢梁22的竖杆和第一钢梁21的横梁上的非线性弹簧23，十字架防提离装置2设置有非线性弹簧23，使得隔震系统具有变频特性，其在近场地震下不会发生类共振效应，当竖向地震作用过大时，无需为摩擦隔震支座1另外设置围壁，十字架防提离装置2能够限制摩擦隔震支座1竖向提离的位移值，从而限制建筑物提离的高度在一个很小的范围内，同时，十字架防提离装置2限制摩擦隔震支座1的最大水平位移，从而达到在防止摩擦隔离支座1发生提离破坏的同时有效地防止建筑物的倾倒的目的，其对长细高建筑物同样可起到防止发生倾倒的效果。
可选地，在所述第一平板11的下表面上覆盖有橡胶层112，可使第一平板11的下表面和第二平板12的上表面的接触面积增大，进一步提升了摩擦隔震支座1的竖向承载力，同时，可缓冲第一平板11的下表面和第二平板12的上表面之间的碰撞，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，在所述第一平板11的下表面的橡胶层112和第二平板12的上表面均涂有滑动材料，以降低第一平板11的下表面和第二平板12的上表面的摩擦系数，从而有利于第一平板11的下表面和第二平板12的上表面之间的相对滑动，进而更好地达到隔震的效果。
优选地，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。
较佳的，在第一钢梁21和第二钢梁22的可接触的外表面均覆盖防碰撞隔层，防碰撞隔层为橡胶垫层，用于缓冲第一钢梁和第二钢梁之间的碰撞。
第二平板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。
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 (6)
1.一种具有变频特性的隔震系统，其特征在于，包括多个摩擦隔震支座(1)和多个十字架防提离装置(2)，多个所述摩擦隔震支座(1)和多个所述十字架防提离装置(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，多个所述十字架防提离装置(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；
所述十字架防提离装置(2)包括第一钢梁(21)和第二钢梁(22)，第一钢梁(21)和第二钢梁(22)均为“U”形钢梁，第一钢梁(21)和第二钢梁(22)均包括一根水平的横梁，横梁的两端均设置一根竖杆，横梁的两端的竖杆均与横梁垂直，第一钢梁(21)的开口朝上，第一钢梁(21)的两根竖杆的末端均与建筑物的上部结构的底板固定连接，第二钢梁(22)的开口朝下，第二钢梁(22)的两根竖杆的末端均与建筑物基础的顶面固定连接，第一钢梁(21)和第二钢梁(22)扣合连接形成十字架的形状，第一钢梁(21)的两个竖杆与第二钢梁(22)的横梁之间均设置有两端分别固定在第一钢梁(21)的竖杆和第二钢梁(22)的横梁上的非线性弹簧，第二钢梁(22)的两个竖杆与第一钢梁(21)的横梁之间均设置两端分别固定在第二钢梁(22)的竖杆和第一钢梁(21)的横梁上的非线性弹簧(23)。
2.根据权利要求1所述的具有变频特性的隔震系统，其特征在于，多个所述摩擦隔震支座(1)包括第一平板(11)和第二平板(12)，所述第一平板(11)的下表面能够完全覆盖所述第二平板(12)的上表面，所述第一平板(11)的上表面设置有防提离垫层(111)，在所述防提离垫层(111)的上表面设置有钢板(113)，所述钢板(113)的上表面与建筑物的上部结构的底板连接，第二平板(12)的底面与建筑物基础的顶面连接。
3.根据权利要求2所述的具有变频特性的隔震系统，其特征在于，在所述第一平板(11)的下表面上覆盖有橡胶层(112)。
4.根据权利要求3所述的具有变频特性的隔震系统，其特征在于，在所述第一平板(11)的下表面的橡胶层和第二平板(12)的上表面均涂有滑动材料。
5.根据权利要求4所述的具有变频特性的隔震系统，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所述的具有变频特性的隔震系统，其特征在于，在第一钢梁(21)和第二钢梁(22)的可接触的外表面均覆盖防碰撞隔层。
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