本實用新型涉及一種設備隔震（振）裝置，具體涉及一種低剛度多維隔震裝置。

背景技術：

地震的晃動以及工業(yè)環(huán)境的振動對我們生活和生產(chǎn)制造帶來很大影響和困擾，由于隔震（振）技術的不斷發(fā)展，目前在建筑及橋梁工程領域已有了三維隔震裝置，該裝置既能隔離水平地震也能在豎向起到一定隔震效果。

現(xiàn)有的三維隔震裝置（如一種三維隔震支座CN104455189A），其基本結(jié)構(gòu)是由小剛度支座和大剛度支座串聯(lián)組合構(gòu)成，小剛度支座只提供豎向隔振所需的剛度而通過專用裝置限制其水平方向發(fā)生位移，大剛度支座提供水平向隔震所需剛度，最終達到既能隔離水平地震和又能隔離豎向振動的目的。

存在的問題是：該結(jié)構(gòu)適用范圍太小，只適用于建筑及橋梁等大結(jié)構(gòu)工程的隔震（振），無法滿足其他小型結(jié)構(gòu)如設備的隔震（振）所需的超低剛度高精度性能；

對于小型結(jié)構(gòu)特別是高精度設備，其隔震（振）有特殊的要求：一方面要求在豎向能夠承受上部的重力荷載，并具有適當剛度（剛度大則達不到隔振效果，剛度小則承載不足變形過大）；另一方面在水平向要求水平剛度遠小于豎向剛度，一般不大于100N/mm；現(xiàn)有的三維隔震裝置豎向剛度與水平剛度集于一身，不可分開設計，即豎向剛度變化時水平剛度也會跟著變化，由于結(jié)構(gòu)原因其水平剛度都大于10000N/mm，因此不能滿足小型結(jié)構(gòu)特別是高精度設備的隔震需求。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種低剛度多維隔震裝置，以克服現(xiàn)有技術存在的上述不足。

解決上述技術問題采取的技術方案是：

一種低剛度多維隔震裝置，包括上承壓板和下承壓板，所述上承壓板與下承壓板之間并列安裝M個水平隔震器和N個豎向隔振器，所述水平隔震器與上承壓板和下承壓板連接為一體；所述豎向隔振器或分別通過專用移動件與上承壓板和下承壓板活動連接，或一端與上承壓板或下承壓板固接，另一端通過專用移動件與下承壓板或上承壓板活動連接；

所述水平隔震器包括外連接板Ⅰ和高彈性阻尼材料，高彈性阻尼材料安裝在上、下外連接板Ⅰ之間，水平隔震器通過外連接板Ⅰ與上、下承壓板連接成為一體，其連接方式或為固接，或一端固接，另一端采用鑲嵌形式連接；所述豎向隔振器包括抗失穩(wěn)組件和彈性元件，用于限制結(jié)構(gòu)在出現(xiàn)偏心荷載時出現(xiàn)傾覆失穩(wěn)的抗失穩(wěn)組件安裝在豎向隔振器的中央；彈性元件的上、下兩端或分別連接移動座、并通過移動座連接專用移動件與上承壓板或下承壓板活動連接，或一端連接外連接板Ⅱ并通過外連接板Ⅱ與上承壓板或下承壓板連接，另一端連接移動座并通過移動座連接專用移動件與下承壓板或上承壓板活動連接；

上述M的數(shù)值為1～16之間的任意整數(shù)，N的數(shù)值為2～16之間的任意整數(shù)。

其進一步的技術方案是：

所述專用移動件與上承壓板或下承壓板活動連接的連接面為平面，此時專用移動件與上承壓板或下承壓板之間設置低摩擦元件從而構(gòu)成平面移動副；所述專用移動件與上承壓板或下承壓板活動連接的連接面為弧面或球面，此時專用移動件與上承壓板或下承壓板之間設置滾珠或滾桿從而構(gòu)成滾動移動副；此時豎向隔振器的移動座與專用移動件的連接面為弧面或球面。

更進一步：

所述彈性元件或是彈簧、或是橡膠材料；所述抗失穩(wěn)組件為提供豎向阻尼的阻尼器，所述低摩擦元件是用摩擦系數(shù)小于0.03的低摩擦材料制成的摩擦元件。

所述豎向隔振器與水平隔震器并列安裝的方式或為中心環(huán)繞式，或為嵌套式，或為同心均布式，或為矩形陣列式。

由于采用上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比，本實用新型之一種低剛度多維隔震裝置具有以下有益效果：

1. 本裝置的水平隔震器與豎向隔振器并列放置，隔震所需的低水平剛度，只由水平隔震器提供，外部結(jié)構(gòu)的豎向承載力由豎向隔振器與水平隔震器共同承擔，或單獨由豎向隔振器承擔，而在地震時豎向隔振器產(chǎn)生滑動或滾動，不提供附加剛度，這樣就可以有效地將結(jié)構(gòu)隔震所需水平剛度與豎向剛度分開設計，進行精確控制，從而實現(xiàn)小型結(jié)構(gòu)精密設備隔震所需超低水平隔震剛度和高精度剛度控制，解決了三維隔震裝置所不能實現(xiàn)的超低水平剛度以及水平隔震剛度遠小于豎向隔振剛度的難題，實現(xiàn)精密設備既能隔離地震，又能隔離環(huán)境振動的效果；

2. 本裝置豎向隔振器提供豎向支承的同時，在地震作用下不會使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生傾覆趨勢，因此不僅可以隔離地震的水平作用，而且可高效地隔離環(huán)境振動的豎向傳遞，隔震效果好；

3．本裝置使用范圍廣，不僅可以廣泛應用于小型結(jié)構(gòu)特別是高精度設備的隔震、及其他需要低剛度隔震的結(jié)構(gòu)，通過參數(shù)設計還可以用于建筑、橋梁工程的隔震；

4．本裝置中之專用移動件為超低摩擦，且摩擦系數(shù)穩(wěn)定，不僅可與上、下承壓板滑動或滾動連接形成移動副，還可以提供額外附加阻尼，有效抑制震動響應；

5．本裝置的專用移動件具有地震作用下復位功能，且不會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)傾覆晃動。

下面，結(jié)合附圖和實施例對本實用新型之一種低剛度多維隔震裝置的技術特征作進一步的說明。

附圖說明

圖1為本實用新型之一種低剛度多維隔震裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為豎向隔振器結(jié)構(gòu)示意圖（上端外連接板Ⅱ、下端移動座）；

圖3為水平隔震器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4～圖7為豎向隔振器與水平隔震器并列安裝方式示意圖：

圖4為中心環(huán)繞式，圖5為嵌套式，圖6為同心均布式，圖7為矩形陣列式；

圖中：

1—上承壓板，2—水平隔震器，21—外連接板Ⅰ，22—高彈性阻尼材料，3—豎向隔振器，31—抗失穩(wěn)組件，32—外連接板Ⅱ，33—彈性元件，34—滑動座，4—專用移動件，5—下承壓板。

具體實施方式

實施例一

一種低剛度多維隔震裝置，包括上承壓板1和下承壓板5，所述上承壓板1與下承壓板5之間并列安裝1個水平隔震器2和4個豎向隔振器3，所述水平隔震器2與上承壓板1和下承壓板5連接為一體；所述豎向隔振器3上端與上承壓板固接，下端通過專用移動件4與下承壓板活動連接（參見附圖1、附圖4）；所述水平隔震器2包括外連接板Ⅰ21和高彈性阻尼材料22，高彈性阻尼材料安裝在外連接板Ⅰ21之間，水平隔震器通過外連接板Ⅰ21與上、下承壓板連接成一體，其連接方式一端固接，另一端采用鑲嵌形式連接，采用鑲嵌形式連接目的是為了只限制其水平移動，而允許其在豎向上下移動。

所述豎向隔振器3包括抗失穩(wěn)組件31和彈性元件33，用于限制結(jié)構(gòu)在出現(xiàn)偏心荷載時出現(xiàn)傾覆失穩(wěn)的抗失穩(wěn)組件31安裝在豎向隔振器的中央；所述彈性元件的上端連接外連接板Ⅱ32并通過外連接板Ⅱ與上承壓板連接，下端連接移動座34并通過移動座連接專用移動件4與下承壓板活動連接。

所述專用移動件4與下承壓板5活動連接的連接面為平面，此時專用移動件與下承壓板之間設置低摩擦元件從而構(gòu)成平面移動副；

所述彈性元件或是彈簧、或是橡膠材料；所述抗失穩(wěn)組件或是提供豎向阻尼的阻尼器，所述低摩擦元件是用摩擦系數(shù)小于0.03的低摩擦材料制成的摩擦元件。

所述豎向隔振器3與水平隔震器2并列安裝的方式為中心環(huán)繞式。

實施例二

一種低剛度多維隔震裝置，其基本結(jié)構(gòu)與實施例一相同，所不同的是：所述上承壓板1與下承壓板5之間并列安裝4個水平隔震器2和4個豎向隔振器3，豎向隔振器3與水平隔震器2并列安裝的方式為嵌套式、即水平隔震器嵌套在豎向隔振器內(nèi)（參見附圖5）。

實施例三

一種低剛度多維隔震裝置，其基本結(jié)構(gòu)與實施例二相同，所不同的是：所述豎向隔振器3與水平隔震器2并列安裝的方式為同心均布式（參見附圖6）。

實施例四

一種低剛度多維隔震裝置，其基本結(jié)構(gòu)與實施例一相同，所不同的是：所述上承壓板1與下承壓板5之間并列安裝3個水平隔震器2和6個豎向隔振器3，豎向隔振器3與水平隔震器2并列安裝的方式為矩形陣列式（參見附圖7）。

作為上述實施例的變換：

1. 所述豎向隔振器3或是下端與下承壓板5固接，上端通過專用移動件4與上承壓板1活動連接；或上、下端分別通過專用移動件4與上承壓板1和下承壓板5活動連接；

2. 所述彈性元件或是下端連接外連接板Ⅱ32并通過外連接板Ⅱ與下承壓板連接，上端連接移動座34并通過移動座連接專用移動件4與上承壓板活動連接；或是上、下兩端分別連接移動座34、并通過移動座連接專用移動件4與上承壓板或下承壓板活動連接；

3．所述專用移動件4與上承壓板1或下承壓板5活動連接的連接面也可為弧面或球面，此時專用移動件與上承壓板或下承壓板之間設置滾珠或滾桿從而構(gòu)成滾動移動副，豎向隔振器的移動座與專用移動件的連接面為弧面或球面。

4．所述上承壓板（1）與下承壓板（5）之間并列安裝水平隔震器的數(shù)目M以及豎向隔振的數(shù)目N，可根據(jù)實際需要確定，一般M的數(shù)值為1～16之間的任意整數(shù)，N的數(shù)值為1～16之間的任意整數(shù)。

工作原理

水平隔振器特點：在結(jié)構(gòu)中不提供豎向剛度，或提供很微小的豎向剛度，水平剛度很小，并且在滑移時有復位功能，提供附加阻尼；

豎向隔振器特點：在結(jié)構(gòu)中釋放掉自身的水平剛度，不提供水平剛度，豎向剛度適中，不失穩(wěn)，且提供結(jié)構(gòu)附加阻尼。

豎向隔振器之抗失穩(wěn)組件主要用于限制結(jié)構(gòu)在出現(xiàn)偏心荷載時出現(xiàn)傾覆失穩(wěn)，其結(jié)構(gòu)可在豎向自由移動，在水平向被約束移動，根據(jù)結(jié)構(gòu)需要可做成阻尼器形式，提供豎向阻尼。

超低剛度多維隔震（振）裝置的工作原理是豎向隔振器與水平隔震器并列放置，外部結(jié)構(gòu)的豎向承載力可以設計成由豎向隔振器與水平隔震器共同承擔（以豎向隔振器承擔為主），也可以單獨由豎向隔振器承擔，隔震所需的低水平剛度，只由水平隔震器提供，而在地震時豎向隔振器產(chǎn)生滑動或滾動，不提供附加剛度，這樣就可以有效地將結(jié)構(gòu)隔震所需水平剛度與豎向剛度分開設計，進行精確控制；豎向隔振器提供豎向支承的同時，在地震作用下不會使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生傾覆趨勢；水平隔震器提供水平剛度的同時還具有復位功能。

本實用新型之專用移動件為具有超低摩擦和穩(wěn)定的摩擦系數(shù)性能的移動件。