[發明專利]一種分離式阻尼耗能三維隔震支座

有效

• 申請號: 201410722552.3
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104595416A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 許浩;劉文光;余宏寶;何文福;吳汶潔
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: F16F15/04
• 分類號: F16F15/04;E04B1/98;E01D19/04
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術領域

本發明涉及環境振動和抗震、減震技術領域，具體涉及一種分離式阻尼耗能三維隔震支座，可用于在普通建筑物、特殊結構、橋梁、以及機械設備減震/振。

背景技術

隨著現代工業的發展及城市規模的擴大，由工業設備及軌道交通等眾多振動引發的環境振動及噪聲問題逐漸顯現出來，環境振動已成為影響人類生活和生產的七大公害之一。環境振動對人類自身的身心健康，生活居住的舒適性，以及精密儀器的生產都產生嚴重影響。例如地鐵振動對沿線周圍的建筑生產、古建筑的安全和住宅的居住環境均產生影響。為了減小由于外界擾動而產生的微小共振，進行防振設計具有重要意義。

強烈地震是威脅人類的嚴重自然災害之一。水平隔震結構體系通過延長上部結構的自振周期增大結構阻尼，降低了結構的地震反應，確保上部結構在大地震時仍可處于彈性狀態，或保持在彈塑性變形的初期狀態。隔震技術不但保證了結構本身的安全，也保護了結構內部設備、設施免受破壞。

對于同時隔離地震和振動的三維隔震裝置，由于水平和豎向振動作用的耦聯，使得該隔震裝置已成為國際難題。目前，對于通過發明一個未定的三維隔震支座來減輕水平和豎向地震作用已經有過很多的嘗試。許多三維隔震器進行了可行性測試，主要利用空氣彈簧和液壓油進行豎向隔震。很多三維隔震裝置都具有良好的豎向隔震性能或阻尼性能。但這些設備的缺點也不能忽略不計，因為它們非常昂貴，而且相對來說形狀比較大，從而限制了其大規模生產的可能性。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種分離式阻尼耗能三維隔震支座，能同時隔震三向地震動和環境振動，采用該支座的被保護結構或設備，在地震/振動作用下的震/振動響應及震/振動傳遞得到了有效控制，保護地震/振動作用下的安全。

為達到上述發明目的，本發明的構思如下：

一種分離式阻尼耗能三維隔震支座，包括設置于上部結構和中部承臺之間的水平隔震單元，中部承臺和基礎承臺之間的豎向隔震單元，裝置的上表面與上部結構錨固，下表面與傾斜的基礎承臺錨固，具體為：

水平隔震單元為軸向豎直安裝的鉛芯橡膠支座，鉛芯橡膠支座的一端與上部結構固定連接，另一端與中部承臺固定連接，形成水平隔震裝置，使鉛芯橡膠支座承載來自上部結構的豎向荷載，通過鉛芯橡膠支座的水平變形實現水平向隔震。

豎向隔震單元與中部承臺間裝有上、下摩擦板，摩擦板數目與豎向隔震單元中鉛芯橡膠支座數目一致。上摩擦板與中部承臺固定連接，下摩擦板與對應的連接角塊相連。上下摩擦板的接觸面采用摩擦材料，通過采用不同材料使摩擦系數在一定范圍內可調。在豎向荷載作用下，豎向隔震單元發生外擴運動，帶動下摩擦板發生相對滑動。接觸面間的摩擦力可以給上部結構提供一定的初始支持力，同時起到耗能的效果。

豎向隔震單元由至少兩個等尺寸規格的鉛芯橡膠支座并聯，鉛芯橡膠支座以相同的角度傾斜設置，其水平位置按中心對稱方式布置，傾斜角度根據上部結構的豎向荷載和隔震所需的豎向位移進行計算確定，在0°—90°之間調整，形成一組空間對稱的外擴筒形結構。當豎向隔震單元采用三個或三個以上鉛芯橡膠支座時，每個傾斜支座在同一水平截面上的投影均勻排列在同一圓周上，該圓周的直徑根據隔震裝置的水平尺寸大小、傾斜支座的斜向位移距離及水平隔震單元的水平尺寸大小確定。傾斜支座上端與剛性連接角塊固定連接，連接角塊的角度與鉛芯橡膠支座傾斜角度相同，角塊上表面保持水平。在豎向荷載作用下，傾斜的鉛芯橡膠支座發生斜向變形，豎向隔震單元發生外擴運動，支座整體發生豎向彈性變形，進而實現對外界豎向激勵的延遲響應和緩沖傳遞，從而實現豎向隔震。

根據上述發明構思，本發明采用下述技術方案：

一種分離式阻尼耗能三維隔震支座，包括上部結構、中部承臺、下部基礎承臺、水平隔震支座、上摩擦板、下摩擦板、水平限位擋塊、連接角塊、豎向隔震支座；所述上部結構與水平隔震支座通過螺栓相連；水平隔震支座固定在中部承臺上；中部承臺與上摩擦板固定連接；所述上摩擦板與下摩擦板相接觸并能夠自由滑動；連接角塊為三角棱柱體，分別固定連接下摩擦板與豎向隔震支座；豎向隔震支座通過螺栓固定在下部基礎承臺上；所述基礎承臺表面有一定的傾斜角度，此角度與連接角塊的角度相同，使連接角塊上表面保持水平；水平限位擋塊與中部承臺固定連接，防止上摩擦板與下摩擦板發生整體同向相對水平滑動。

所述豎向隔震支座最少使用兩只，其水平位置按中心對稱方式布置，根據具體設計要求按照圓周對稱放置2~10個，形成一組空間對稱的外擴筒形結構。