[發明專利]智能三維隔震與隔振系統

在審

• 申請號: 201910079525.1
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109854053A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 潘鵬;劉繼新;曾一
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本發明公開了一種智能三維隔震與隔振系統，包括：摩擦擺隔震支座、壓電智能隔振層和控制器，其中，摩擦擺隔震支座由下部滑動曲面板、中部平板和滑塊組成，用于系統在水平地震時隔離水平地震；壓電智能隔振層由上部平板、中部平板和多個壓電作動器組成，用于系統在豎向振動時隔離豎向振動；控制器用于根據上部平板的響應信號生成控制信號，并根據控制信號控制多個壓電作動器振動，以抑制豎向振動。該系統通過主動控制與被動控制結合，能夠更好的適用于寬頻帶的環境振動，且能夠在隔離水平地震的情況下，對軌道交通等引起的豎向振動起到很好的抑制效果。

技術領域

本發明涉及土木工程結構隔震與隔振技術領域，特別涉及一種智能三維隔震與隔振系統。

背景技術

目前，基礎隔震與隔振技術的提出給建筑結構抗震提出了新的解決方案，它改變了傳統結構中采用承重結構體系直接抵御地震作用的思路，通過在建筑結構底層設置隔震層來有效降低地震作用，能夠更有效地保護房屋結構以及室內設備的安全，可顯著提升建筑結構震后功能可恢復能力，具有傳統抗震技術無可比擬的優越性。

隨著我國國民經濟的快速增長以及城市建設規模的日益擴大，城市交通問題日益凸顯，城市軌道交通運行所引發的環境振動與噪聲問題已引起了人們的普遍關注。為滿足建筑結構對環境振動的要求,近年來，對水平震動和豎向振動都具有隔振效果的三維隔震與隔振支座得到了發展。這一類三維隔震與隔振支座綜合了水平隔震和豎向隔振基礎，可以同時實現對地震和環境振動的隔離和能量消耗。然而現有的三維隔震與隔振技術都是屬于結構的被動控制領域，是一種窄帶的控制，它不能依據激勵的頻譜特性和結構自身的響應來進行調整，其控制效果受到外部條件的顯著影響。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的目的在于提出一種智能三維隔震與隔振系統，該系統能夠更好的適用于寬頻帶的環境振動，且能夠在隔離水平地震或者振動的情況下，對軌道交通等引起的環境振動起到很好的抑制效果。

為達到上述目的，本發明實施例提出了一種智能三維隔震與隔振系統，包括：摩擦擺隔震支座，所述摩擦擺隔震支座由下部滑動曲面板、中部平板和滑塊組成，用于所述系統在水平地震時隔離所述水平地震；壓電智能隔振層，壓電智能隔振層由上部平板、所述中部平板和多個壓電作動器組成，用于所述系統在豎向振動時隔離所述豎向振動；控制器，所述控制器用于根據所述上部平板的響應信號生成控制信號，并根據所述控制信號控制所述多個壓電作動器振動，以抑制所述豎向振動。

本發明實施例的智能三維隔震與隔振系統，通過基于壓電材料的主動隔振技術，從而有效克服了被動隔振技術不能依據激勵的頻譜特性和結構自身的響應來進行調整、且控制效果受到外部條件的顯著影響的缺點，進而能夠更好的適用于寬頻帶的環境振動，同時結合摩擦擺隔震支座，能夠在隔離水平地震的情況下，對軌道交通等引起的環境振動起到很好的抑制效果。

另外，根據本發明上述實施例的智能三維隔震與隔振系統還可以具有以下附加的技術特征：

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述多個壓電作動器通過粘結材料與所述上部平板和所述中部平板進行粘接。

進一步地，在本發明的一個實施例中，還包括：滑動層。

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述滑塊包括上滑塊和下滑塊，所述上下滑塊上下相對設置，其中，所述上滑塊和所述下滑塊的接觸面上均涂抹有所述滑動層，或所述上滑塊和所述下滑塊的接觸面的預設部分上抹有所述滑動層。

進一步地，在本發明的一個實施例中，還包括：上部限位裝置，所述限位裝置設置于所述中部平板的下表面處，用于限制所述上滑塊處于所述上部限位裝置之內；下部限位裝置，所述下部限位裝置設置于所述下部滑動曲面板的上表面處，用于限制所述下滑塊處于所述下部限位裝置之內。