[發明專利]一種三維滾球隔震支座

在審

• 申請號: 202010084531.9
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111218997A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 許德峰;曹曉潔;陳麗梅;王鴻斌;朱鳳武;王景立;吳陽;趙悅呈;周雷進雨;何順;田國興;寧崴;呂俊超
• 申請（專利權）人: 吉林農業大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04B1/36;E04H9/02
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明屬于隔震技術領域，具體涉及一種三維滾球隔震支座，包括：上支座板、金屬滾球、下支座板、水平向阻尼器、豎向隔震器、槽形支撐隔震物金屬平板，上支座板、下支座板按上下相對設置，上支座板、下支座板的相對應面上分別設有變頻凹曲面，其中：上支座板的底部開設三個上支座板變頻凹曲面，下支座板的上部安裝三個下支座板裝配式變頻凹曲面，上支座板變頻凹曲面和下支座板裝配式變頻凹曲面沿上下方向兩兩相對應為一組，每組變頻凹曲面之間設置金屬滾球，下支座板的每個變頻凹曲面下部對應安裝豎向隔振器。本發明能夠同時隔離水平和豎向地震力，也能夠解決滾球隔震支座存在耗能能力不足、容易發生傾覆、成本高、耐久性差等問題。

技術領域

本發明屬于隔震技術領域，具體涉及一種三維滾球隔震支座。

背景技術

滾球支座的隔震原理是利用凹曲面延長結構固有周期，大幅度減小地震作用而引起的動力放大效應，通過滾球與上下凹曲面在滾動過程中產生的摩擦力消耗地震能量。目前，國內外學者研發出多種滾球隔震支座，1870年，Touaillon發明一種滾球放置在上下帶有球形凹面的支座板中；1995年，Kemeny等人發明一種Ball-In-Cone隔震支座；2010年，Tsai CS等人提出帶阻尼材料的滾球隔震支座；2012年，隋英杰等人提出滾珠碟簧隔震裝置；2014年，隋英杰等人提出黏彈阻尼滾球隔震支座；2016年，趙金平等人提出一種帶制動彈簧的滾球隔震支座；2019年焦馳宇等人提出一種多滾球的隔震支座。但上述所研發的滾球隔震支座只考慮隔離水平地震力，無法隔離豎向地震力。實際震害表明，豎向地震的影響不容忽視。例如，北嶺地震與阪神地震中都發現了豎向加速度峰值接近甚至超過水平加速度峰值的情況。因此，提出一種隔離三向地震力的滾球支座能夠添補其空白。

發明內容

本發明的目的在于提供一種三維滾球隔震支座，主要目的是能夠同時隔離水平和豎向地震力，同時，也能夠解決前人研究的滾球隔震支座存在耗能能力不足等問題(如：Touaillon)、或者容易發生傾覆等問題(如：Tsai CS)、或者成本高等問題(如：隋英杰2012年)、或者耐久性差等問題(如：隋英杰2014年)。

本發明的技術方案是：

一種三維滾球隔震支座，包括：上支座板、金屬滾球、下支座板、水平向阻尼器、豎向隔震器、槽形支撐隔震物金屬平板，具體結構如下：

上支座板、下支座板按上下相對設置，上支座板、下支座板的相對應面上分別設有變頻凹曲面，其中：上支座板的底部開設三個上支座板變頻凹曲面，下支座板的上部安裝三個下支座板裝配式變頻凹曲面，上支座板變頻凹曲面和下支座板裝配式變頻凹曲面沿上下方向兩兩相對應為一組，每組變頻凹曲面之間設置金屬滾球；

下支座板為圓柱形結構，下支座板的中部開設沿圓周方向均勻分布的三個下腔室，三個下腔室內分別通過豎向隔震器安裝下支座板裝配式變頻凹曲面；

上支座板的頂部罩扣槽形支撐隔震物金屬平板，槽形支撐隔震物金屬平板的槽形部分與上支座板之間形成上腔室；上支座板的頂部加裝三個水平向阻尼器，三個水平向阻尼器沿圓周方向均勻排布，三個水平向阻尼器的中心軸線相交于圓周的圓心。

所述的三維滾球隔震支座，每個裝配式變頻凹曲面的下面分別放置豎向隔震器，豎向隔震器由豎向隔震裝置上連接板、豎向隔震裝置下連接板以及二者之間連接的豎向隔震裝置圓形立柱組成，豎向隔震裝置下連接板通過配套的固定螺絲三、螺栓桿與下支座板連接。

所述的三維滾球隔震支座，豎向隔震裝置圓形立柱為四個均布，在每個豎向隔震裝置圓形立柱上安裝帶滾珠軸承的永磁鐵承載板和防碰撞彈簧，滾珠軸承安裝于永磁鐵承載板四角的通孔內，永磁鐵承載板通過滾珠軸承與豎向隔震裝置圓形立柱配合，防碰撞彈簧位于豎向隔震裝置上連接板、永磁鐵承載板之間。

所述的三維滾球隔震支座，永磁鐵二安裝在永磁鐵承載板的底部，永磁鐵三安裝在豎向隔震裝置下連接板的頂部，永磁鐵二與永磁鐵三相對設置。