本發(fā)明涉及一種建筑防振動(dòng)(或震動(dòng))裝置，具體涉及三維隔震裝置。

背景技術(shù)：

三維隔震裝置是一種設(shè)在建筑物與基礎(chǔ)之間的防震隔離裝置，能從多維度有效吸收、耗散外部輸入的能量，從而達(dá)到保護(hù)建筑物安全的目的。三維隔震裝置通常由豎向隔震支座和水平隔震支座組合而成，兩者分別吸收豎向和水平地震波。

眾所周知，三維隔震裝置的發(fā)展依賴(lài)于阻尼器的技術(shù)進(jìn)步。目前，真正入實(shí)際應(yīng)用的主流的阻尼器主要有三大類(lèi)，即疊層橡膠阻尼器、金屬?gòu)椈勺枘崞?主要是碟形彈簧和螺旋彈簧)和粘彈性阻尼器(不能承擔(dān)較大的靜載)。因此，現(xiàn)有三維隔震支座絕大部分都是上述阻尼器的組合，而且基本上都是疊層橡膠阻尼器與金屬?gòu)椈勺枘崞魃舷麓?lián)。為了克服疊層橡膠抗拉能力弱、碟形彈簧不能拉以及螺旋彈簧初始剛度低和拉伸與壓縮特性不同的缺點(diǎn)，有一些三維隔震支座在疊層橡膠阻尼器的增設(shè)了抗拉結(jié)構(gòu)(如在四周增設(shè)鋼絲繩)，也有一些三維隔震支座將金屬?gòu)椈勺枘崞髋c粘彈性阻尼器(或其它可拉伸材料，如菱形鋼板等)復(fù)合，利用金屬?gòu)椈勺枘崞鞒袚?dān)靜載和壓縮減震，利用粘彈性阻尼器拉伸、壓縮耗能。但是，多種彈性元件復(fù)合的阻尼器，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮水平和豎向關(guān)聯(lián)程度，計(jì)算十分復(fù)雜。

公開(kāi)號(hào)為CN1560395A的專(zhuān)利申請(qǐng)所公開(kāi)了一種三維隔震系統(tǒng)，該系統(tǒng)是在普通的鉛芯疊層橡膠隔震器上串聯(lián)組合碟形彈簧和設(shè)在碟形彈簧導(dǎo)向軸中心孔內(nèi)的粘彈性阻尼器實(shí)現(xiàn)的。但是，由于粘彈性材料與碟形彈簧的阻尼特性差別較大，而且兩者的關(guān)聯(lián)程度有多大，這些都是要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定的；尤其是，當(dāng)所述三維隔震系統(tǒng)由受壓向受拉過(guò)渡時(shí)，雖然碟形彈簧不起作用，但是碟形彈簧所儲(chǔ)存的能量會(huì)疊加到粘彈性阻尼器上，使粘彈性阻尼器獲得較大的初始加速度，而粘彈性阻尼器則是一種速度敏感型阻尼器，顯然碟形彈簧所儲(chǔ)存的能量對(duì)粘彈性阻尼器的影響不容忽視，而該影響要如何計(jì)算呢，則是一件困難的事。再如公開(kāi)號(hào)為CN101761147A的專(zhuān)利申請(qǐng)所公開(kāi)的一種三維隔震裝置，該裝置受壓向受拉過(guò)渡時(shí)，其中六只碟形彈簧儲(chǔ)存的能量也會(huì)通過(guò)螺桿傳遞到菱形鋼板阻尼器上，同樣也存在設(shè)計(jì)計(jì)算困難的問(wèn)題。此外，CN101761147A專(zhuān)利申請(qǐng)的方案中的滑塊、滑動(dòng)導(dǎo)軌和高強(qiáng)拉索所構(gòu)成的水平限位和抗拉機(jī)構(gòu)，不僅使設(shè)計(jì)計(jì)算困難，而且還增加了整個(gè)隔震系統(tǒng)的復(fù)雜程度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧三維隔震支座，該三維隔震支座僅采用一種阻尼器，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且可抗傾覆。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：

一種拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧三維隔震支座，該支座包括相互平行的上連接板、下連接板和設(shè)在上連接板與下連接板之間設(shè)有四只拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器，每一拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器兩頭的連接桿與上連接板和下連接板之間分別由萬(wàn)向球頭連接在一起，形成一相對(duì)兩個(gè)側(cè)面分別對(duì)稱(chēng)的四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)；

所述的拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器包括由一組碟形彈簧疊合組成的碟形彈簧組，該碟形彈簧組的兩頭自碟形彈簧組的端面向外依次設(shè)有浮動(dòng)壓板和動(dòng)壓板，每一動(dòng)壓板與浮動(dòng)壓板相背的一面沿所述碟形彈簧組軸線(xiàn)向外延伸一連接桿，該連接桿的末端設(shè)有球頭；

所述兩浮動(dòng)壓板之間設(shè)有兩組分別與碟形彈簧組的軸線(xiàn)平行的預(yù)壓拉桿，每一組預(yù)壓拉桿少為三根，其中一組繞碟形彈簧組的軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)分布在碟形彈簧組的中心孔內(nèi)，另一組繞碟形彈簧組的軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)分布在碟形彈簧組的四周；每一組預(yù)壓拉桿的一頭分別固定在位于碟形彈簧組一頭的浮動(dòng)壓板上，另一頭分別穿過(guò)位于碟形彈簧組另一頭的的浮動(dòng)壓板和與該浮動(dòng)壓板相鄰的動(dòng)壓板固定在一限位元件上；

所述的限位元件分別作用在位于碟形彈簧組兩頭的動(dòng)壓板上，通過(guò)兩組預(yù)壓拉桿將兩塊浮動(dòng)壓板之間的距離限制為碟形彈簧組壓縮至預(yù)設(shè)剛度時(shí)的長(zhǎng)度。

為便于調(diào)節(jié)兩塊浮動(dòng)壓板之間的距離，使其等于將碟形彈簧組壓縮至預(yù)設(shè)剛度的長(zhǎng)度，上述方案中所述的限位元件為六角法蘭螺母，所述的預(yù)壓拉桿為光桿螺栓，二者螺紋連接固定在起。

為了避免限位元件與動(dòng)壓板和第二端板之間產(chǎn)生剛性撞擊，上述方案中，所述的動(dòng)壓板與限位元件接觸的表面上嵌設(shè)有彈性高分子材料，如橡膠片。

上述方案中，所述的拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器與下連接板之間的夾角可根據(jù)整個(gè)支座所承擔(dān)的靜載荷以及預(yù)設(shè)的地震烈度進(jìn)行選擇。

本發(fā)明所述的阻尼器具有如下有益效果：

(1)由于每一拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器所承受的軸向外力無(wú)論是正向還是反向，碟形彈簧組均能產(chǎn)生彈性壓縮變形而耗能，因此本發(fā)明所述的三維隔震支座可隔離地震波的水平方向分量、豎向分量和扭轉(zhuǎn)分量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)真正意義上的三維隔震。

(2)整個(gè)支座主要由兩塊連接板和四只同樣的拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器組成，不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，而且力的傳遞路線(xiàn)清晰、明確，大大降低了設(shè)計(jì)計(jì)算難度。

(3)改變預(yù)壓拉桿的長(zhǎng)度即可改變每一拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器的初始剛度，因此可根據(jù)每一支座所要承擔(dān)的靜載來(lái)計(jì)算每一阻尼器的初始剛度，進(jìn)而保證在撤離支撐后建筑物的豎向位移小，甚至不產(chǎn)生豎向位移?？梢?jiàn)本發(fā)明所述的三維隔震支座既適合新建的建筑物隔震，也適合已有建筑物的隔震改造。

(4)不僅可實(shí)現(xiàn)真正意義上的三維隔震，而且還具有抗傾覆的作用。

附圖說(shuō)明

圖1～4為本發(fā)明所述支座的一個(gè)具體實(shí)施例(采用近似畫(huà)法)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖1為主視圖，圖2為左視圖，圖3俯視圖，圖4為圖1中局部Ⅰ的放大圖。

圖5～9為圖1～4所示實(shí)施例中拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖5為主視圖(剖視)，圖6為圖5的A—A剖視圖，圖7為圖5的B—B剖視圖，圖8為圖5中局部Ⅱ的放大圖，圖9為圖5中局部Ⅲ的放大圖。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1～4，本例中的三維隔震支座包括相互平行的上連接板1、下連接板2和設(shè)在上連接板1與下連接板2之間設(shè)有四只拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器3；每一拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器3兩頭的連接桿3-1與上連接板1和下連接板2之間分別由萬(wàn)向球頭連接在一起，形成一左右兩個(gè)側(cè)面對(duì)稱(chēng)、前后兩個(gè)側(cè)面對(duì)稱(chēng)的四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)。本例中所述的拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器3與下連接板2之間的夾角為70°。

上述拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器3兩頭的連接桿3-1與上連接板1和下連接板2之間的萬(wàn)向球頭連接結(jié)構(gòu)相同，以下以連接桿3-1與下連接板2之間的萬(wàn)向球頭連接結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行描述。參見(jiàn)圖1和圖4，上述拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器3下頭的連接桿3-1與下連接板2之間的萬(wàn)向球頭連接結(jié)構(gòu)包括下連接板2上的球窩、拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器3下頭的球頭3-2和蓋板4，其中，所述的蓋板4的中部設(shè)有球面孔，拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器3下頭的球頭3-2由該球面孔扣于連接板2上的球窩內(nèi)，覆蓋4由四只螺栓5固定在下連接板2上。所述的球面孔的內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)形槽，槽內(nèi)設(shè)有密封圈6，以避免萬(wàn)向球頭連接結(jié)構(gòu)內(nèi)的潤(rùn)滑劑漏出。

參見(jiàn)圖5～9，所述的拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器3包括由一組碟形彈簧疊合組成的碟形彈簧組3-3，該碟形彈簧組3-3的兩頭自碟形彈簧組3-3的端面向外依次設(shè)有浮動(dòng)壓板3-4和動(dòng)壓板3-5，每一動(dòng)壓板3-5與浮動(dòng)壓板3-4相背的一面沿所述碟形彈簧組3-3軸線(xiàn)向外延伸一連接桿3-1，該連接桿的末端設(shè)有球頭3-2。為了便于裝配，所述的球頭3-2與連接桿3-1之間采用螺紋固定連接在一起。

參見(jiàn)圖5～9，所述兩浮動(dòng)壓板3-4之間設(shè)有兩組均與碟形彈簧組3-3的軸線(xiàn)平行的作為預(yù)壓拉桿的光桿螺栓3-6，其中一組光桿螺栓3-6為四根并繞碟形彈簧組3-3的軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)分布在碟形彈簧組3-3的中心孔內(nèi)，另一組光桿螺栓3-6為六根并繞碟形彈簧組3-3的軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)分布在碟形彈簧組3-3的四周。

參見(jiàn)圖5～9，設(shè)在碟形彈簧組3-3的中心孔內(nèi)的四根光桿螺栓3-6上頭的釘帽3-7分別焊接固定在位于碟形彈簧組3-3上頭的的浮動(dòng)壓板3-5上，頭部具有外螺紋的釘桿穿過(guò)位于碟形彈簧組3-3下頭的浮動(dòng)壓板3-4和與該浮動(dòng)壓板3-4相鄰的動(dòng)壓板3-5，分別螺紋連接固定在一作為限位元件的六角法蘭螺母3-8上；設(shè)在碟形彈簧組3-3四周的六根光桿螺栓3-6下頭的釘帽3-7分別焊接固定在位于碟形彈簧組3-3下頭的的浮動(dòng)壓板3-4上，頭部具有外螺紋的釘桿穿過(guò)位于碟形彈簧組3-3上頭的浮動(dòng)壓板3-4和與該浮動(dòng)壓板3-4相鄰的動(dòng)壓板3-5，分別螺紋連接固定在另一作為限位元件的六角法蘭螺母3-8上。

參見(jiàn)圖5～9，裝配或現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，擰動(dòng)六角法蘭螺母3-8使其分別作用在位于碟形彈簧組3-3兩頭的動(dòng)壓板3-5上，通過(guò)兩組作為預(yù)壓拉桿的光桿螺栓3-6將兩塊浮動(dòng)壓板3-4之間的距離限制為碟形彈簧組3-3壓縮至預(yù)設(shè)剛度時(shí)的長(zhǎng)度。為了防止六角法蘭螺母3-8在地震產(chǎn)生的振動(dòng)過(guò)程中松動(dòng)，調(diào)試好后可將六角法蘭螺母3-8與光桿螺栓3-6點(diǎn)焊在一起。

參見(jiàn)圖8并結(jié)合圖5，為了避免六角法蘭螺母3-8與動(dòng)壓板3-5之間產(chǎn)生剛性撞擊，所述的動(dòng)壓板3-5與六角法蘭螺母3-8接觸的表面上分別嵌設(shè)有橡膠片3-9。

參見(jiàn)圖5，當(dāng)拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器3受到軸向的外部載荷時(shí)，無(wú)論外部載荷是壓力還是拉力，只要其的小于上述預(yù)壓力，碟形彈簧組3-3是不會(huì)繼續(xù)變形的。當(dāng)外部載荷大于所述預(yù)壓力時(shí)，若外部載荷為壓力，所述兩動(dòng)壓板3-5推動(dòng)與其相鄰的浮動(dòng)壓板3-4壓縮碟形彈簧組3-3產(chǎn)生彈性變形耗能；若外部載荷為拉力，所述兩組預(yù)壓拉桿的光桿螺栓3-6相對(duì)牽拉兩塊浮動(dòng)壓板3-4壓縮碟形彈簧組3-3產(chǎn)生彈性變形耗能。

參見(jiàn)圖1和圖3，假設(shè)將上連接板1固定在建筑物上，下連接板2固定在基礎(chǔ)上，那么，如果地震波產(chǎn)生一從左向右的水平推力，下連接板2便向右移動(dòng)，四只拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器3則分別繞上部的球頭3-2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，三維隔震支座左側(cè)的兩只拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器3被壓縮，左側(cè)的兩只拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器3則被拉伸；如果地震波產(chǎn)生一向下的拉力，四只拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器3同時(shí)被拉伸；如果地震波產(chǎn)生一轉(zhuǎn)動(dòng)力矩(無(wú)論是順時(shí)針還是逆時(shí)針)，四只拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器3也被同時(shí)拉伸；同理，如果建筑物往一側(cè)傾覆時(shí)，則有兩只拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器3被拉伸，另兩只拉桿導(dǎo)向式碟形彈簧阻尼器3被壓縮。本發(fā)明所述三維隔震支座的其它受力狀態(tài)的工作原理公眾可自行分析。

由上述分析可見(jiàn)，本發(fā)明所述三維隔震支座不僅可實(shí)現(xiàn)真正意義上的三維隔震，而且還具有抗傾覆的作用。