[發(fā)明專利]一種抗拉、抗扭轉(zhuǎn)的隔震裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310634580.5
• 申請日: 2013-12-02
• 公開（公告）號: CN103669633A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆維明;謝志強(qiáng);黃浩華;倪銘;慕晨曦;陳相成
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程減震與隔震技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種摩擦系數(shù)很小的直線導(dǎo)軌，并且設(shè)置上下兩層垂直的導(dǎo)軌，從而可以滿足兩個垂直方向的隔震要求，同時設(shè)置能提供結(jié)構(gòu)剛度的彈簧和控制位移和耗能的阻尼器等一些輔助的構(gòu)件組成一種完善的隔震裝置。該發(fā)明成本低廉、具有很強(qiáng)的抗拉、抗扭轉(zhuǎn)能力、隔震效果突出、施工方便，具有良好的發(fā)展前景。

背景技術(shù)

在國內(nèi)外土木領(lǐng)域中，中低高度建筑的隔震技術(shù)趨近于成熟，主要技術(shù)有：橡膠支座隔震、摩擦滑移支座隔震、滾動隔震。國內(nèi)外成功運(yùn)用以上隔震技術(shù)的建筑樣例很多，比如：結(jié)構(gòu)形式為8層框架結(jié)構(gòu)的南加州大學(xué)醫(yī)院采用隔震技術(shù)后，在6.7級地震下室內(nèi)花瓶沒有傾倒、各種設(shè)施未被損壞、震后無須恢復(fù)，醫(yī)院工作正常，隔震效果非常明顯；甘肅隴南的一幢居民住宅為6層磚混結(jié)構(gòu)，采用隔震技術(shù)后房屋上部主體結(jié)構(gòu)沒有損傷，墻體上無地震印發(fā)的裂縫，房屋緩慢平動，人員震感不強(qiáng)烈，沒有站不穩(wěn)的感覺，內(nèi)部家具等無傾倒現(xiàn)象。但是目前的國內(nèi)外的這些隔震裝置有一定的局限性，如：橡膠支座的抗拉能力、抗扭轉(zhuǎn)能力，豎向承載能力較低；摩擦滑移隔震支座和滾動隔震支座強(qiáng)度較低，動、靜摩擦系數(shù)、弧面形狀等參數(shù)不好確定，并且加工工藝復(fù)雜、一般只適合中低高度的建筑。針對于橡膠支座的豎向剛度低和阻尼小的問題，一些專家又研制出了夾層橡膠墊和鉛芯橡膠墊，這兩種隔震裝置雖然豎向剛度和阻尼提高了，但是抗拉能力和抗扭能力沒有得到好的改善，任然不實(shí)用于高層建筑和一些高柔的結(jié)構(gòu)和設(shè)備。因此開發(fā)一種適合高層結(jié)構(gòu)或者高柔設(shè)備具有較強(qiáng)的抗拉能力、抗扭轉(zhuǎn)能力的隔震裝置，在地震中降低結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)具有重大的工程意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明給出了一種能雙向（縱向、橫向）滑動的直線導(dǎo)軌形式的隔震支座、減震彈簧、粘滯阻尼器、隔震臺座等組成的隔震裝置，發(fā)明目的在于通過限位滑塊和直線導(dǎo)軌之間的咬合力來提供上部結(jié)構(gòu)的抗拉能力和抗扭轉(zhuǎn)能力，通過減震彈簧來提供整個結(jié)構(gòu)的水平剛度，通過粘滯阻尼器來消耗地震的能量和限制結(jié)構(gòu)的水平位移，通過上、下隔震臺座來支撐上部結(jié)構(gòu)的自重，在地震時，各種構(gòu)件協(xié)同工作，形成隔震機(jī)制，從而降低上部結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。此裝置隔震效果好，易于施工和維護(hù)、更換，成本較低。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種抗拉、抗扭轉(zhuǎn)的隔震裝置，包括高層結(jié)構(gòu)1、上部剛性臺座2、基底隔熱層3、粘滯阻尼器4、減震彈簧5、彈簧、阻尼器支撐6、下部剛性臺座7、橫向限位滑塊8、底部橫向隔震直線導(dǎo)軌9、底部縱向隔震直線導(dǎo)軌10、縱向限位滑塊11；高層結(jié)構(gòu)1的隔震裝置采用雙向工字型直線導(dǎo)軌組成的隔震支座；將加工預(yù)制好的底部橫向隔震直線導(dǎo)軌9、底部縱向隔震直線導(dǎo)軌10沿上下兩層布置，兩層導(dǎo)軌之間設(shè)置限位滑塊8；隔震裝置中構(gòu)件自上而下的連接方式為：高層結(jié)構(gòu)1和上剛性臺座2用焊縫連接，上剛性臺座2和下剛性臺座7用焊縫連接，下剛性臺座7和橫向限位滑塊8剛性連接，橫向限位滑塊8和底部橫向隔震直線導(dǎo)軌9用截面形狀的咬合來連接，底部橫向隔震直線導(dǎo)軌9和縱向限制滑塊11用剛性連接，縱向限制滑塊11和底部縱向隔震直線導(dǎo)軌10采用截面形狀的咬合來連接，底部縱向隔震直線導(dǎo)軌10和地面剛接，用粘滯阻尼器4、減震彈簧5連接下剛性臺座7和彈簧、阻尼器支撐6，兩端均采用鉸接；上部高層結(jié)構(gòu)1、上部剛性臺座2、下部剛性臺座7和橫向限位滑塊8作為整體可以沿上層底部橫向隔震直線導(dǎo)軌9橫向滑動；上部高層結(jié)構(gòu)或高柔設(shè)備1、上部剛性臺座2、下部剛性臺座7、縱向限位滑塊11和上層底部橫向隔震直線導(dǎo)軌9作為整體沿下層底部縱向隔震直線導(dǎo)軌10縱向滑動；滑塊和導(dǎo)軌接觸面上涂抹潤滑油或者四氟乙烯，使其摩擦系數(shù)保證在千分之五到千分之十之間，以保證上部高層結(jié)構(gòu)1能夠沿底部橫向隔震直線導(dǎo)軌9、底部縱向隔震直線導(dǎo)軌10滑動。

在上部剛性臺座2、下部剛性臺座7之間縱向和橫向兩個方向分別設(shè)置四個粘滯阻尼器4，四個粘滯阻尼器4之間的夾角為90度；粘滯阻尼器4對上部高層結(jié)構(gòu)1可以起到限制水平位移和耗能的作用。

在上部剛性臺座2、下部剛性臺座7之間與縱向和橫向成45度夾角的方向安裝四個減震彈簧5，減震彈簧5之間的夾角為90度；減震彈簧5的作用在于提供高層結(jié)構(gòu)1的水平剛度，每根減震彈簧5都需設(shè)置成受拉彈簧以便能使結(jié)構(gòu)自動復(fù)位；根據(jù)高層結(jié)構(gòu)(1)的隔震要求可以調(diào)整減震彈簧5的剛度來控制結(jié)構(gòu)的剛度，從而達(dá)到預(yù)期的隔震周期。