一種具有抗拉功能的三維隔震（振）支座的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有抗拉功能的三維隔震（振）支座，包括水平隔震支座、豎向隔震裝置、下連板、中間連板和上連板，所述下連板上設(shè)置水平隔震支座，水平隔震支座上部與中間連板相連，下部與下連板相連，所述中間連板和上連板之間設(shè)置有至少一組豎向隔震裝置；所述的豎向隔震裝置包括碟形彈簧豎向隔震器、導(dǎo)桿；所述的豎向隔震裝置還包括環(huán)形翼緣、導(dǎo)向裝置、圓筒形導(dǎo)向件和圓環(huán)形抗拉擋板。本發(fā)明通過水平隔震支座隔離水平地震及地鐵作用，減少結(jié)構(gòu)在水平地震及地鐵作用下的振動，碟形彈簧豎向隔震器隔離豎向地震及地鐵作用，圓環(huán)形抗拉擋板限制環(huán)形翼緣的豎向位移，提供抗拉能力，防止支座失穩(wěn)。
【專利說明】一種具有抗拉功能的三維隔震(振)支座
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種具有抗拉功能的新型三維隔震(振)支座，該三維隔震(振)支座適用于普通多高層建筑結(jié)構(gòu)的地震及地鐵隔震(振)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展、國民經(jīng)濟(jì)的快速增長以及城市建設(shè)規(guī)模的日益擴(kuò)大，使得城市交通問題日益凸顯。地下鐵道以其速度快、安全舒適、可靠性好等優(yōu)點，已成為當(dāng)代社會一種重要的現(xiàn)代化城市交通工具。但是，隨著大城市地鐵網(wǎng)的不斷擴(kuò)展，地鐵列車車速的不斷提升，地鐵列車運營引起的振動和噪聲環(huán)境問題已對人類的工作生活造成了不可忽視的影響。
[0003]一、振動對人體的影響。地鐵列車所引起的環(huán)境振動一般不會對人體造成傷害，但它會干擾人們的日常生活，使人感到極度不適和心煩，甚至影響人們的睡眠、休息和學(xué)習(xí)。振動試驗表明:振動對于居住在交通線周圍的居民影響非常大，并且振動強(qiáng)度越高，對人們?nèi)胨退呱疃鹊挠绊懺酱蟆?br> [0004]二、振動對人體健康的影響。國外研究表明:振動易引起人體內(nèi)臟器官的共振，輕微的振動也能引起人們的心煩，危害人們的身心健康。
[0005]三、振動對工作的影響。振動會影響人的聽覺，干擾手的操作準(zhǔn)確性，使其操作速度下降，甚至出現(xiàn)誤操作。振動還妨礙人的精力集中，特別是在振動和噪聲共存的環(huán)境下，人的大腦思維受到干擾，難以集中精力進(jìn)行判斷和思考。
[0006]四、振動對人居環(huán)境的影響。振動影響建筑物的正常使用及精密機(jī)床和儀器的正常運行。如北京西直門附近，距鐵路約100米處一座五層樓內(nèi)，每當(dāng)列車通過時，可明顯感到室內(nèi)有較強(qiáng)的振動，門窗和家具的玻璃發(fā)出噪聲，一段時間后室內(nèi)家具由于振動而發(fā)生了錯位。
[0007]振動不但對人們的生活環(huán)境和工作環(huán)境產(chǎn)生了許多不利的影響，而且列車運營引起的地鐵結(jié)構(gòu)振動還通過周圍地層向外傳播，進(jìn)一步誘發(fā)地面建筑物的二次振動，影響地鐵周圍居民的正常生活。所以有必要對這一問題進(jìn)行深入細(xì)致的研究，從而有效的控制和減少地鐵振動產(chǎn)生的不利影響。
[0008]地震災(zāi)害給人類帶來不可估量的生命財產(chǎn)損失?；A(chǔ)隔震(振)體系是在上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間設(shè)置某種隔震消能裝置，以減小地震(振動)能量向上部的傳輸，達(dá)到減小結(jié)構(gòu)振動的目的。
[0009]建筑基礎(chǔ)水平隔震技術(shù)研究已經(jīng)取得了令人矚目的成果，并已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程實踐中。但是，對地鐵運行誘發(fā)的環(huán)境振動及豎向地震引起的豎向振動的隔震(振)研究卻相對非常較少。在實際工程中，建筑物的隔震層要為上部結(jié)構(gòu)提供豎向穩(wěn)定支承，顯著降低豎向剛度是困難的。所以，建筑物豎向隔震(振)設(shè)計的難點在于如何在保證為上部結(jié)構(gòu)提供有效豎向支承的同時，大幅度提高隔震(振)后結(jié)構(gòu)的豎向周期。
[0010]綜上所述，開發(fā)一種能夠同時隔離水平地震作用、地鐵豎向振動和豎向地震作用的三維隔震(振)支座具有重要的理論意義和現(xiàn)實應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011 ] 本發(fā)明的目的是為了解決目前普通隔震支座尚無法有效解決的豎向隔震(振)問題，提供一種具有抗拉功能的三維隔震(振)支座，結(jié)構(gòu)緊湊，同時具有水平和豎向隔震(振)效果，該三維隔震(振)支座在水平方向和豎直方向同時具有耗能能力，并且具有必要的豎向抗拉性能。
[0012]本發(fā)明采用的技術(shù)方案:一種具有抗拉功能的三維隔震(振)支座，包括水平隔震支座、豎向隔震裝置、下連板、中間連板和上連板，所述下連板上設(shè)置水平隔震支座，水平隔震支座上部與中間連板相連，下部與下連板相連，所述中間連板和上連板之間設(shè)置有至少一組豎向隔震裝置；所述的豎向隔震裝置包括碟形彈簧豎向隔震器、導(dǎo)桿；所述的豎向隔震裝置還包括環(huán)形翼緣、導(dǎo)向裝置、圓筒形導(dǎo)向件和圓環(huán)形抗拉擋板；在碟形彈簧豎向隔震器中心處設(shè)置圓筒形導(dǎo)向件，圓筒形導(dǎo)向件頂部設(shè)有圓環(huán)形抗拉擋板，下部與導(dǎo)向裝置剛性連接；導(dǎo)向裝置下部與中間連板剛性連接；圓筒形導(dǎo)向件內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)桿，導(dǎo)桿上部與上連板剛性連接，導(dǎo)桿中部設(shè)有環(huán)形翼緣，下端伸入導(dǎo)向裝置中；上連板下部設(shè)置有凸緣，所述凸緣直接與碟形彈簧豎向隔震器接觸，凸緣上設(shè)置有與圓筒形導(dǎo)向件相匹配的凹槽，在豎向荷載作用下，圓筒形導(dǎo)向件能在凹槽中自由滑動。
[0013]所述環(huán)形翼緣為雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)，下層為鋼板，上層為緩沖橡膠。
[0014]所述水平隔震支座為鉛芯橡膠支座或高阻尼橡膠支座。
[0015]所述導(dǎo)向裝置內(nèi)設(shè)有空腔，空腔與導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向槽聯(lián)通，導(dǎo)向裝置的截面直徑與圓筒形導(dǎo)向件的截面直徑相同。
[0016]所述導(dǎo)桿與導(dǎo)向裝置之間設(shè)置低摩擦材料，所述碟形彈簧豎向隔震器與圓筒形導(dǎo)向件之間設(shè)置低摩擦材料。
[0017]碟形彈簧豎向隔震器中心處設(shè)置圓筒形導(dǎo)向件，圓筒形導(dǎo)向件下部與導(dǎo)向裝置剛性連接，上部設(shè)有圓環(huán)形抗拉擋板。導(dǎo)向裝置上部與圓筒形導(dǎo)向件剛性連接，下部與中間連板剛性連接。圓筒形導(dǎo)向件內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)桿，導(dǎo)桿上部與上連板剛性連接，導(dǎo)桿中部設(shè)有環(huán)形翼緣，下端伸入導(dǎo)向裝置。所述環(huán)形翼緣的構(gòu)造分為兩層，下層為承受壓力的鋼板，上層為緩沖橡膠。在新型三維隔震支座不承受任何豎向荷載時，環(huán)形翼緣與圓環(huán)形抗拉擋板緊密接觸，但兩者間無連接，不產(chǎn)生力的作用。
[0018]有益效果:
[0019]本發(fā)明提供了一種構(gòu)造簡單的具有抗拉功能新型三維隔震(振)支座，通過在水平隔震支座上增加碟形彈簧豎向隔震器，增設(shè)環(huán)形翼緣、圓環(huán)形抗拉擋板等構(gòu)件，形成一種新型三維隔震(振)支座。該新型三維隔震(振)支座，通過水平隔震支座隔離水平地震及地鐵作用，并提供一定的阻尼，減少結(jié)構(gòu)在水平地震作用下的振動。碟形彈簧豎向隔震器隔離豎向地震及地鐵作用。圓環(huán)形抗拉擋板限制支座的豎向位移，提供抗拉能力，保證支座的穩(wěn)定性。該支座可廣泛應(yīng)用于多、高層建筑結(jié)構(gòu)的三維隔震(振)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明一種具有抗拉功能的新型三維隔震(振)支座結(jié)構(gòu)示意圖；[0021]圖2為圖1中A-A面剖面圖；
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0023]如圖1、2所示:一種具有抗拉功能的新型三維隔震(振)支座，包括水平隔震支座1，碟形彈簧豎向隔震器2，導(dǎo)桿3，環(huán)形翼緣4，導(dǎo)向裝置5，圓筒形導(dǎo)向件6，圓環(huán)形抗拉擋板7，下連板8，中間連板9，上連板10。
[0024]水平隔震支座I采用鉛芯橡膠支座或高阻尼橡膠支座，主要用于隔離水平方向的地震及地鐵作用，保護(hù)上部結(jié)構(gòu)。在地震荷載作用下，水平隔震支座隔離大部分水平地震作用，保證上部結(jié)構(gòu)處于安全狀態(tài)，使精密儀器處于正常工作狀態(tài)。水平隔震支座具有較高的阻尼比，主要用于消耗水平方向的振動能量。在地鐵振動荷載作用下，水平隔震支座隔離大部分高頻振動，避免地鐵引起的振動與樓板的自身振動形成共振，保證上部結(jié)構(gòu)的使用舒適度。水平隔震支座I上部與中間連板9相連，下部與下連板8相連。
[0025]在中間連板9和上連板10之間至少設(shè)置一組豎向隔震裝置，所述豎向隔震裝置包括:碟形彈簧豎向隔震器2、導(dǎo)桿3、環(huán)形翼緣4，導(dǎo)向裝置5，圓筒形導(dǎo)向件6，圓環(huán)形抗拉擋板7。
[0026]碟形彈簧豎向隔震器2，主要用于隔離豎直方向的地震及地鐵作用，保證上部結(jié)構(gòu)的安全性及使用舒適度。在地震荷載作用下，碟形彈簧豎向隔震器隔離大部分豎向地震作用，保證上部結(jié)構(gòu)處于安全狀態(tài)，使精密儀器處于正常工作狀態(tài)。在地鐵振動荷載作用下，碟形彈簧豎向隔震器隔離大部分高頻振動，避免地鐵引起的振動與樓板的自身振動形成共振，保證上部結(jié)構(gòu)的使用舒適度。碟形彈簧豎向隔震器2中心處設(shè)置圓筒形導(dǎo)向件6，圓筒形導(dǎo)向件6下部與導(dǎo)向裝置5剛性連接，上部設(shè)有圓環(huán)形抗拉擋板7。導(dǎo)向裝置5上部與圓筒形導(dǎo)向件6剛性連接，下部與中間連板9剛性連接。圓筒形導(dǎo)向件6內(nèi)設(shè)有導(dǎo)桿3，導(dǎo)桿3中部設(shè)有環(huán)形翼緣4，所述導(dǎo)桿3上部與上連板10剛性連接，下端插入導(dǎo)向裝置5內(nèi)部。所述環(huán)形翼緣4的構(gòu)造分為兩層，下層為承受壓力的鋼板，上層為緩沖橡膠。在三維支座不承受豎向荷載時，環(huán)形翼緣4與圓環(huán)形抗拉擋板7緊密接觸，但兩者之間無連接，不產(chǎn)生接觸力。當(dāng)新型三維隔震支座承受豎向拉力荷載時，環(huán)形翼緣與圓環(huán)形抗拉擋板接觸，提供一定的抗拉能力。當(dāng)新型三維隔震支座承受豎向壓力荷載時，環(huán)形翼緣與圓環(huán)形抗拉擋板分離，兩者之間不產(chǎn)生力的作用。
[0027]在豎向地震及地鐵荷載作用下，碟形彈簧豎向隔震器發(fā)生豎向位移，上連板帶動導(dǎo)桿產(chǎn)生豎向移動，圓環(huán)形抗拉擋板限制環(huán)形翼緣的位移，保證支座不產(chǎn)生過大的豎向位移，維持其穩(wěn)定性。在水平地震作用下，由于豎向隔震系統(tǒng)中圓筒形導(dǎo)向件及導(dǎo)桿具有較大的水平剛度，豎向隔震系統(tǒng)不會產(chǎn)生較大的水平相對位移。
[0028]根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2010)，在水平和豎向地震作用下，普通隔震支座允許承受IMP的拉應(yīng)力，然而在承受拉應(yīng)力的情況下，碟形彈簧隔震器已經(jīng)與上連板發(fā)生脫離，為了防止該情況的發(fā)生，在新型三維隔震支座中設(shè)計環(huán)形翼緣與圓環(huán)形抗拉擋板，當(dāng)支座承受拉力時，環(huán)形翼緣與圓環(huán)形抗拉擋板之間產(chǎn)生力的接觸作用，提供抗拉能力，避免新型三維隔震支座的整體失穩(wěn)。
[0029]上連板10下部設(shè)置有凸緣，該凸緣直接與下部碟形彈簧豎向隔震器2接觸，傳遞豎向荷載；上連板10下部的凸緣上設(shè)置有與圓筒形導(dǎo)向件6相匹配的凹槽，在豎向荷載作用下，圓筒形導(dǎo)向件6可以在凹槽中自由滑動。當(dāng)所述的豎向隔震裝置為一組時，凸緣可以設(shè)置為圓筒形，在中間設(shè)置與圓筒形導(dǎo)向件6相匹配的凹槽。當(dāng)所述的豎向隔震裝置為多組時，比如為以支座的中軸線為中心幾何對稱時，則相應(yīng)的凸緣仍然可以設(shè)置外形為圓筒形，上面相對應(yīng)的設(shè)置相應(yīng)數(shù)目的凹槽。所述導(dǎo)向裝置內(nèi)設(shè)有空腔，空腔與導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向槽聯(lián)通，導(dǎo)向裝置的截面直徑與圓筒形導(dǎo)向件的截面直徑相同。在水平地震作用下，由于豎向隔震系統(tǒng)中圓筒形導(dǎo)向件及導(dǎo)桿以及下部的導(dǎo)向裝置均具有較大的水平剛度，豎向隔震系統(tǒng)不會產(chǎn)生較大的水平相對位移。
[0030]作為優(yōu)選，所述導(dǎo)桿與下部導(dǎo)向裝置之間設(shè)置低摩擦材料，減小導(dǎo)桿豎向滑動時的摩擦力，所述碟形彈簧豎向隔震器與圓筒形導(dǎo)向件之間設(shè)置低摩擦材料，減小碟形彈簧豎向隔震器與圓筒形導(dǎo)向件之間的摩擦力。
[0031]本發(fā)明在三向地震及地鐵荷載作用下，水平隔震支座隔離水平力向上傳遞至上部結(jié)構(gòu)的大部分動力荷載。碟形彈簧豎向隔震器在豎向地震及地鐵作用下產(chǎn)生變形，一方面以彈性勢能的形式存儲部分能量；另一方面，碟形彈簧組通過接觸面的摩擦亦可消耗一定的能量。
[0032]碟形彈簧豎向隔震器2中碟形彈簧組的剛度、數(shù)量以及疊放形式需根據(jù)支座豎向承載力要求進(jìn)行設(shè)計；水平隔震支座I可以根據(jù)上部建筑荷載、地震作用下的允許變位以及現(xiàn)行隔震支座相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計，一般可以直接采用鉛芯橡膠隔震支座或高阻尼橡膠支座的設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計。環(huán)形翼緣4、圓筒形導(dǎo)向件6和圓環(huán)形抗拉擋板7的設(shè)計依據(jù)為相關(guān)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度要求。
[0033]應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有抗拉功能的三維隔震(振)支座，包括水平隔震支座、豎向隔震裝置、下連板、中間連板和上連板，所述下連板上設(shè)置水平隔震支座，水平隔震支座上部與中間連板相連，下部與下連板相連，所述中間連板和上連板之間設(shè)置有至少一組豎向隔震裝置；所述的豎向隔震裝置包括碟形彈簧豎向隔震器、導(dǎo)桿；其特征在于:所述的豎向隔震裝置還包括環(huán)形翼緣、導(dǎo)向裝置、圓筒形導(dǎo)向件和圓環(huán)形抗拉擋板；在碟形彈簧豎向隔震器中心處設(shè)置圓筒形導(dǎo)向件，圓筒形導(dǎo)向件頂部設(shè)有圓環(huán)形抗拉擋板，下部與導(dǎo)向裝置剛性連接；導(dǎo)向裝置下部與中間連板剛性連接；圓筒形導(dǎo)向件內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)桿，導(dǎo)桿上部與上連板剛性連接，導(dǎo)桿中部設(shè)有環(huán)形翼緣，下端伸入導(dǎo)向裝置中；上連板下部設(shè)置有凸緣，所述凸緣直接與碟形彈簧豎向隔震器接觸，凸緣上設(shè)置有與圓筒形導(dǎo)向件相匹配的凹槽，在豎向荷載作用下，圓筒形導(dǎo)向件能在凹槽中自由滑動。
2.如權(quán)利要求1所述的具有抗拉功能的三維隔震(振)支座，其特征在于，所述環(huán)形翼緣為雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)，下層為鋼板，上層為緩沖橡膠。
3.如權(quán)利要求1所述的具有抗拉功能的三維隔震(振)支座，其特征在于，所述水平隔震支座為鉛芯橡膠支座或高阻尼橡膠支座。
4.如權(quán)利要求1所述的具有抗拉功能的三維隔震(振)支座，其特征在于，所述導(dǎo)向裝置內(nèi)設(shè)有空腔，空腔與導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向槽聯(lián)通，導(dǎo)向裝置的截面直徑與圓筒形導(dǎo)向件的截面直徑相同。
5.如權(quán)利要求1所述的具有抗拉功能的三維隔震(振)支座，其特征在于，所述導(dǎo)桿與導(dǎo)向裝置之間設(shè)置低摩擦材料，所述碟形彈簧豎向隔震器與圓筒形導(dǎo)向件之間設(shè)置低摩擦材料。
【文檔編號】E04B1/36GK103541429SQ201310548427
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】李愛群, 王維, 吳強(qiáng), 趙帥 申請人:東南大學(xué)