[發明專利]一種超低頻隔震裝置及設計方法

有效

• 申請號: 202011561751.2
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112682470B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 程永鋒;盧智成;劉振林;朱祝兵;高坡;鐘珉
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: F16F15/08
• 分類號: F16F15/08;F16F15/04
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明公開了一種超低頻隔震裝置及設計方法，安裝于被隔震物體底部與基礎之間，包括：依次設置的上層隔震裝置、下層隔震裝置和彈性連接件；所述上層隔震裝置和下層隔震裝置均具有水平方向滑動減震單元；所述彈性連接件位于所述滑動減震單元之間；本發明采用雙層隔震裝置結構，顯著降低地震動能量的輸入，而且還可實現復位功能。

技術領域

本發明涉及隔震領域，具體涉及一種超低頻隔震裝置及設計方法。

背景技術

隔震技術是工程領域為保護結構免遭地震作用破壞而能隔絕或減弱地震能量的技術，主要采用降低結構頻率的方式達到隔震目的，但受制于材料性能與隔震裝置安全穩定性限制，暫無可顯著降低結構頻率且可實現自復位功能的隔震裝置。本專利旨在提出一種超低頻隔震裝置，裝置起始隔震頻率接近于零，具有一定的準零頻工作行程，可顯著降低地震發生時地震動能量由地面傳遞至上部被保護結構，準零頻行程結束后進入非線性剛度區域，限制上部結構在地震作用下的位移響應，且可實現裝置尺寸小型化、造價便宜，地震結束后隔震裝置可恢復到初始狀態。

地震時人類無法避免的自然災害，地震引起的震動對結構破壞是毀滅性的，給生命和財產安全造成了巨大的損失。對于地震多發的國家。

歷次大地震中電力設施的破壞導致國民經濟損失慘重，其程度之深、范圍之廣已經引起人們的深切關注。在大地震中，電網供電設備受到嚴重破壞，造成難以估量的生命財產損失。震害調查發現，變電站內電力設施具有高、大、重等結構特點，大部分電力設施的套管結構為低強度、高脆性的電瓷材料，在地震作用下破壞現象嚴重。通過電力設施結構抗震優化的空間較小，附加的經濟投入較大，制約了電網規劃設計和穩定發展。針對電力設施的結構特點和抗震薄弱環節，有必要采用相關抗震措施降低此類設施的地震響應，保護電力設施地震安全。

傳統抗震技術通過增強結構強度來抵抗地震，以結構構件本身損壞為代價消耗地震能量，經濟性和安全性較差。隔震技術是在結構和基礎間設置隔震裝置，形成隔震層，隔離地震能量向上部結構傳遞，減小輸入到上部結構的地震能量，同時延長上部結構的自振周期，降低上部結構的地震反應，達到預期的抗震防震要求。隔震技術是開始應用于建筑結構中，在過去的幾十年中得到了歷次地震檢驗，是近幾十年來地震工程最重要成果之一，是一種經濟、可靠、有效的防震減災技術。

現有技術中專利名稱：一種橡膠鉛芯隔震支座，公開了：在兩塊鋼板之間交替放置方形橡膠片和薄鋼板，并通過硫化粘結在一起，把四角倒成圓角，外周與保護膠硫化成整體，在方形橡膠隔震支座的預留孔中，緊密地壓入鉛芯。

該專利主要利用的是橡膠低剛度特性，通過層間鋼板約束橡膠變形方向，隔震支座安裝在基礎和被隔震結構間，地震作用下支座發生水平向剪切變形，隔震支座的水平側剛度小，通過降低上部結構頻率，從而實現隔震功能保護結構在地震作用下的安全性。橡膠鉛芯隔震技術已大量應用于大型建筑結構抗震設計中。但存在如下缺點：

(1)橡膠鉛芯隔震支座存在最小尺寸型號，單個支座的最小側向剛度存在極限值，其起始隔震頻率高，受力變形中剛度不夠小，隔震效率受到限制，不適用于輕型結構。

(2)橡膠采用硫化技術與薄鋼板粘接，裝置的加工制造工藝要求較高，硫化過程存在環保污染風險。

(3)專利設計為降低地震災害，無預防機械隔振或風振功能。

發明內容

針對現有隔震技術起始隔震頻率值高、不適用輕型結構、隔震效率不足、震后無法自復位等問題，本發明提出了起始隔震頻率小，具有寬頻域隔震效果，隔震效率高、適用于各類輕型和重型結構，震后可自復位的隔震技術。

一種超低頻隔震裝置，安裝于被隔震物體底部與基礎之間，包括：依次設置的上層隔震裝置、下層隔震裝置和彈性連接件；所述上層隔震裝置和下層隔震裝置均具有水平方向滑動減震單元；

所述彈性連接件位于所述滑動減震單元之間。