專利名稱：水平－豎向復(fù)合隔震裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種水平-豎向復(fù)合隔震裝置，具有合適的水平剛度、豎向剛度和阻尼，并有足夠的豎向承載力，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)降低建筑物水平及豎向地震反應(yīng)，屬于一種建筑物隔震裝置。
背景技術(shù)：
為了最大限度地減輕建筑物地震災(zāi)害，人們提出了結(jié)構(gòu)控制的概念。迄今為止最為可行的控制裝置或系統(tǒng)包括基礎(chǔ)隔震、阻尼消能和主動(dòng)控制三種方案，其中基礎(chǔ)隔震應(yīng)用最廣泛。我國新頒布的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》也將“基礎(chǔ)隔震技術(shù)”納入其中，其目的是充分發(fā)揮這項(xiàng)新技術(shù)的優(yōu)越性。不過，目前這些控制裝置或系統(tǒng)只是最大限度地減少或隔離水平地震作用，由于隔震層不能提供豎向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而不能起到隔離或減少豎向地震的作用。但地震動(dòng)本身具有多維特性，對(duì)于一些位于高烈度區(qū)和震中附近的重要建筑和基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)考慮降低水平和豎向地震反應(yīng)的水平-豎向復(fù)合基礎(chǔ)隔震是非常必要和重要的。因此，越來越多的學(xué)者開始關(guān)注于水平豎向復(fù)合隔震體系的研究，但尚未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的基礎(chǔ)隔震裝置不能同時(shí)隔離水平和豎向地震作用的不足，本實(shí)用新型提供水平-豎向復(fù)合隔震裝置，該裝置不僅可以隔離水平地震，也能有效地降低豎向地震反應(yīng)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是采用碟形彈簧柱并聯(lián)組合系統(tǒng)作為豎向基礎(chǔ)隔震系統(tǒng)，在中間放一主碟型彈簧組，在其周圍均布輔助碟型彈簧組，優(yōu)選為6～9個(gè)。因?yàn)榈螐椈山M內(nèi)有中心導(dǎo)向筒，限制了該裝置的水平位移，使得它幾乎只能發(fā)生豎向位移。由于碟形彈簧受載后，在支承表面和疊合面上，在碟片與導(dǎo)向套之間都有因表面相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦力，在動(dòng)態(tài)過程中體現(xiàn)為阻尼。華中理工大學(xué)的羅晉華等對(duì)蝶形彈簧的試驗(yàn)研究結(jié)果表明，碟形彈簧提供的阻尼值很容易超過一般阻尼材料所能提供的阻尼值。因此該豎向隔震裝置具有比較小的豎向剛度，能夠提供比較合適的豎向阻尼，這一特性正好能對(duì)豎向地震起到較好的隔震效果。
最后，通過螺栓將鉛芯橡膠支座與豎向隔震器之間的連接板串聯(lián)，形成復(fù)合隔震系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理為在實(shí)際工程建筑中，建筑物的基礎(chǔ)層要為上部結(jié)構(gòu)提供穩(wěn)定的豎向支承，又要具有合適的豎向剛度，才能降低建筑物的豎向地震作用。由于碟形彈簧軸向尺寸較小，徑向尺寸較大，呈扁平型，而承載能力又較大，因此采用碟形彈簧的不同組合形式設(shè)計(jì)出一種豎向隔震裝置?？紤]到鉛芯橡膠支座具有優(yōu)秀的水平隔震能力，而碟形彈簧具有良好的豎向隔震能力，因此，若把這兩者有機(jī)的融合在一起，合理的組合成碟形彈簧橡膠支座，那么這種新的機(jī)構(gòu)就同時(shí)具有水平和豎向隔震能力。這樣，中心主碟形彈簧組和輔助碟形彈簧組可以并聯(lián)共同承擔(dān)上部荷載，有較高的豎向承載能力，在建筑結(jié)構(gòu)物正常使用情況下，可以安全支撐上部結(jié)構(gòu)的所有常規(guī)荷載，保證建筑結(jié)構(gòu)物的正常使用。并且由于主碟形彈簧組放在中心，輔助碟形彈簧組均布四周，可以有效降低隔震器的高度，使得該裝置具有較好的穩(wěn)定性。此外，該裝置具有合適的豎向及水平剛度和阻尼性能，剛度和阻尼易于調(diào)整，而且加工制作容易，性能穩(wěn)定。
因此本實(shí)用新型的有益效果是可以有效的同時(shí)隔離水平和豎向地震作用。


圖1是水平-豎向復(fù)合隔震裝置的立面構(gòu)造圖。
圖2是復(fù)合隔震裝置的平面構(gòu)造圖。
圖中，1.中心主碟形彈簧組，2.輔助碟形彈簧組，3.上連接板，4.上連接板螺栓孔，5.主碟形彈簧組導(dǎo)向筒，6.輔助碟形彈簧導(dǎo)向筒，7.碟形彈簧裝置下連接板，8.鉛芯橡膠支座上連接板，9.螺栓，10.橡膠層，11.鋼板，12.鉛芯橡膠支座下連接板，13.鉛芯，14.壓套。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
本實(shí)施例共分上下兩大部分，上部是豎向隔震器，由中心主碟形彈簧組1、八個(gè)輔助碟形彈簧組2并聯(lián)而成，其中中心主碟形彈簧組1置于中心部位，輔助碟形彈簧組2的中心均布在以中心主碟形彈簧組1的中心為圓心的大圓上。中心主碟形彈簧組1內(nèi)部有主碟形彈簧組導(dǎo)向筒5，輔助碟形彈簧組2內(nèi)部有輔助碟形彈簧導(dǎo)向筒6，導(dǎo)向筒在下部與碟形彈簧裝置下連接板7焊接到一起，以保證豎向隔震器在水平方向的剛度足夠大。中心主碟形彈簧組1和輔助碟形彈簧組2的碟形彈簧上部均有壓套14，是豎向荷載作用下碟形彈簧組的著力部位，使其受力均勻，并且伸縮自由。豎向隔震器的最上面是上連接板3，利用上連接板上的螺栓孔4與上部結(jié)構(gòu)連接。
碟形彈簧豎向隔震裝置的下部是鉛芯橡膠支座隔震器。鉛芯橡膠支座是由多層鋼板11和橡膠10經(jīng)硫化而成，然后在其中心孔壓入鉛芯13。鉛芯橡膠支座制作工藝簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性較好，同時(shí)具有適宜的水平剛度和阻尼性能。通過螺栓9將鉛芯橡膠支座上連接板8和碟形彈簧裝置下連接板7連接在一起。這樣，碟形彈簧豎向隔震裝置與鉛芯橡膠隔震支座連接組成水平-豎向復(fù)合隔震裝置，通過鉛芯橡膠支座下連接板12與基礎(chǔ)連接到一起。
將圖1、2所示的復(fù)合隔震裝置置于建筑物基礎(chǔ)上部和柱的下端，設(shè)置隔震層，用鋼板固定，螺栓錨固，施工比較方便。本實(shí)施例在應(yīng)用時(shí)還可以水平、豎向分開使用。豎向隔震裝置設(shè)置在建筑物的中間層，鉛芯橡膠支座設(shè)置在基礎(chǔ)隔震層。這樣，豎向隔震裝置需要設(shè)計(jì)的承載力減小，一個(gè)主碟形彈簧組或者再加上少數(shù)幾個(gè)輔助碟形彈簧組就可以獲得合適的豎向剛度和承載力，豎向隔震裝置的高度可以縮短，設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單，也更利于結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。
權(quán)利要求1.一種水平—豎向復(fù)合隔震裝置，包括鉛芯橡膠支座隔震器，其特征在于在所述的鉛芯橡膠支座隔震器上部還設(shè)置有豎向隔震器，由中心主碟形彈簧組(1)、輔助碟形彈簧組(2)并聯(lián)組成；其中，中心主碟形彈簧組(1)置于中心部位，輔助碟形彈簧組(2)的中心均布在以中心主碟形彈簧組(1)的中心為圓心的大圓上；中心主碟形彈簧組(1)內(nèi)部設(shè)置有主碟形彈簧組導(dǎo)向筒(5)，輔助碟形彈簧組(2)內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)向套筒(6)，中心主碟形彈簧組(1)和輔助碟形彈簧組(2)的碟形彈簧上部均有壓套(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水平—豎向復(fù)合隔震裝置，其特征在于所述的鉛芯橡膠支座隔震器由鋼板(11)和橡膠層(10)間隔布置組成，鋼板(11)和橡膠層(10)的中心設(shè)置鉛芯(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水平—豎向復(fù)合隔震裝置，其特征在于所述的鉛芯橡膠支座隔震器上部設(shè)置鉛芯橡膠支座上連接板(8)，豎向隔震器下部設(shè)置碟形彈簧裝置下連接板(7)，兩者通過螺栓(9)將鉛芯橡膠支座隔震器和豎向隔震器連接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水平—豎向復(fù)合隔震裝置，其特征在于所述的輔助碟形彈簧組(2)為6～9組。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種水平－豎向復(fù)合隔震裝置，屬于一種建筑物隔震裝置。本實(shí)用新型由鉛芯橡膠支座隔震器和豎向隔震器組成，豎向隔震器由中心主碟形彈簧組(1)、輔助碟形彈簧組(2)并聯(lián)組成；其中，中心主碟形彈簧組(1)置于中心部位，輔助碟形彈簧組(2)的中心均布在以中心主碟形彈簧組(1)的中心為圓心的大圓上；中心主碟形彈簧組(1)內(nèi)部設(shè)置有主碟形彈簧組導(dǎo)向筒(5)，輔助碟形彈簧組(2)內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)向套筒(6)，中心主碟形彈簧組(1)和輔助碟形彈簧組(2)的碟形彈簧上部均有壓套(14)。本裝置可以有效的同時(shí)隔離水平和豎向地震作用。
文檔編號(hào)E04H9/02GK2905932SQ20062001234
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者趙亞敏, 蘇經(jīng)宇, 馬東輝 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)