本發(fā)明涉及減隔震設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)應(yīng)力疊層橡膠鋼板桿式軸向減隔震裝置。

背景技術(shù)：

中國地處兩條主要的地震帶-歐亞地震帶和環(huán)太平洋地震帶之間，是世界上遭受到地震危害最為嚴(yán)重的國家之一。城市內(nèi)結(jié)構(gòu)、設(shè)備(如館藏文物儲放裝置)破壞而引起的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡將對國家安全和社會穩(wěn)定造成巨大的沖擊。地震是由于地殼巖層處于復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)中，隨著地殼的不斷變化，地應(yīng)力的作用超過某處巖層的極限強(qiáng)度時，巖層就會發(fā)生突然的斷裂和錯動，從而引起震動，并以彈性波的形式傳到地表，引起地表附近的具有一定質(zhì)量的物體產(chǎn)生慣性力，當(dāng)物體本身具有的抵抗這種慣性作用的抗震能力不足時，物體發(fā)生破壞。而當(dāng)?shù)卣饎拥淖吭街芷诤臀矬w的自振周期比較接近時，物體的破壞就將更加嚴(yán)重。而通過對物體設(shè)置一定的隔震裝置可以顯著改變物體的自振周期，從而避開地震的卓越周期，從而顯著的降低作用于物體的慣性力，減小物體在地震作用下的破壞，增加物體在地震下的安全。

傳統(tǒng)的減隔震技術(shù)一般分為兩大類：一類是通過隔震裝置的設(shè)置來延長結(jié)構(gòu)的自振周期，降低上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)；另一類是通過在結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的連接處設(shè)置耗能的裝置，消耗地震對結(jié)構(gòu)的能量輸入，從而減小輸入到結(jié)構(gòu)中的地震能量，降低地震作用的破壞。目前這兩種減隔震技術(shù)均取得了較好的應(yīng)用，但上述上述兩種減隔振方式所采取的隔震措施都是以減小水平地震作用為目標(biāo)，以此為減隔振目標(biāo)所設(shè)計的支座也僅能夠滿足水平隔振的需要。但實際震害表明，軸向(豎向)地震對物體的影響是不可忽視的，在某些情況下，其作用會超過水平地震作用。傳統(tǒng)隔震臺座一般都是針對水平方向進(jìn)行隔震，這使得傳統(tǒng)隔震臺座一方面不滿足軸向隔震的要求，另一方面，在某些情況下，還會對軸向地震作用產(chǎn)生放大作用。

公開號為CN104315079A、CN104315080A、CN104294954A、CN104295660A和CN104358822A的五個發(fā)明專利中公開了一種新型三維隔震支座，但是這種支座中彈簧阻尼導(dǎo)桿系統(tǒng)的性能限制了其應(yīng)用，需要更加適宜的軸向隔震系統(tǒng)元件，本發(fā)明可以作為新型三維隔震支座很好的軸向隔震系統(tǒng)元件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種預(yù)應(yīng)力疊層橡膠鋼板桿式軸向減隔震裝置，能夠替代傳統(tǒng)彈簧阻尼導(dǎo)桿系統(tǒng)，作為新型三維隔震支座的軸向隔震系統(tǒng)元件。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種預(yù)應(yīng)力疊層橡膠鋼板桿式軸向減隔震裝置，包括耳板、軸向鋼棒、疊層橡膠鋼板和防護(hù)鋼筒，所述疊層橡膠鋼板共有兩個，每個所述疊層橡膠鋼板的內(nèi)部穿設(shè)有軸向鋼棒，所述軸向鋼棒的一端與疊層橡膠鋼板的內(nèi)端面平齊，另一端與耳板固定連接，所述軸向鋼棒位于耳板、疊層橡膠鋼板外端面之間的棒體上套設(shè)有固定螺栓和調(diào)節(jié)螺栓，且所述調(diào)節(jié)螺栓靠近疊層橡膠鋼板設(shè)置；

所述疊層橡膠鋼板由管狀鋼板層和管狀膠板層交替粘接而成，所述疊層橡膠鋼板的最內(nèi)側(cè)、最外側(cè)為橡膠層，兩個所述疊層橡膠鋼板最外側(cè)橡膠層通過所述防護(hù)鋼筒連接于一體；

所述軸向鋼棒為直徑由外往內(nèi)逐漸增大的變直徑鋼棒，通過位于其上的固定螺栓和調(diào)節(jié)螺栓來實現(xiàn)軸向滑移，滑移產(chǎn)生的向外膨脹力擠壓所述疊層橡膠鋼板的最內(nèi)側(cè)橡膠層，使得所述管狀鋼板層和管狀膠板層在防護(hù)鋼筒的限制下相互壓緊，形成一個受力的整體。

進(jìn)一步地，所述管狀鋼板層中每層鋼板厚度相等。

進(jìn)一步地，所述管狀鋼板層中每層鋼板由四塊弧形板體拼成，相鄰兩個所述弧形板體間留有調(diào)節(jié)縫隙。

進(jìn)一步地，所述管狀膠板層中每層膠板通過硫化或膠粘方式與兩側(cè)的鋼板固定。

本發(fā)明的一個優(yōu)選方案為，所述管狀膠板層中每層膠板厚度相等。

本發(fā)明的另一個優(yōu)選方案為，所述管狀膠板層中每層膠板厚度由內(nèi)往外逐漸增大。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明解決了軸向減隔震的問題，為如館藏文物儲放裝置的待減隔震設(shè)備提供減隔震保護(hù)，最大限度地“切斷”或削弱地震作用的傳遞，通過疊層橡膠鋼板的設(shè)置延長待減隔震設(shè)備的自振周期，避開地震作用的卓越周期，軸向產(chǎn)生的幅值不斷變化的振動也能通過疊層橡膠鋼板的剪切變形削弱，實現(xiàn)了減隔震的作用。本發(fā)明裝置能夠替代傳統(tǒng)彈簧阻尼導(dǎo)桿系統(tǒng)，作為新型三維隔震支座的軸向隔震系統(tǒng)元件。

2、根據(jù)待減隔震設(shè)備的軸向自振周期，選擇不同厚度的橡膠層及鋼板層并交替粘結(jié)，延長待減隔震設(shè)備的軸向自振周期。

當(dāng)然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明減隔震裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明減隔震裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明減隔震裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明省略防護(hù)鋼筒后的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖4結(jié)構(gòu)的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明中防護(hù)鋼筒的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明中防護(hù)鋼筒的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明中耳板、固定螺栓、調(diào)節(jié)螺栓及軸向鋼棒連接后的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為圖9結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明中疊層橡膠鋼板的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本發(fā)明中疊層橡膠鋼板的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：

1-耳板，2-固定螺栓，3-調(diào)節(jié)螺栓，4-疊層橡膠鋼板，5-防護(hù)鋼筒，6-軸向鋼棒，7-管狀鋼板層，8-管狀膠板層。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實施例一

請參閱圖1-12所示，本實施例為一種預(yù)應(yīng)力疊層橡膠鋼板桿式軸向減隔震裝置，包括耳板1、軸向鋼棒6、疊層橡膠鋼板4和防護(hù)鋼筒5，疊層橡膠鋼板4共有兩個，每個疊層橡膠鋼板4的內(nèi)部穿設(shè)有軸向鋼棒6，軸向鋼棒6的一端與疊層橡膠鋼板4的內(nèi)端面平齊，另一端與耳板1固定連接，軸向鋼棒6位于耳板1、疊層橡膠鋼板4外端面之間的棒體上套設(shè)有固定螺栓2和調(diào)節(jié)螺栓3，且調(diào)節(jié)螺栓3靠近疊層橡膠鋼板4設(shè)置。

疊層橡膠鋼板4由管狀鋼板層7和管狀膠板層8交替粘接而成，疊層橡膠鋼板4的最內(nèi)側(cè)、最外側(cè)為橡膠層，兩個疊層橡膠鋼板4最外側(cè)橡膠層通過防護(hù)鋼筒5連接于一體。其中，管狀鋼板層7中每層鋼板厚度相等，每層鋼板由四塊弧形板體拼成，相鄰兩個弧形板體間留有調(diào)節(jié)縫隙。管狀膠板層8中每層膠板通過硫化或膠粘方式與兩側(cè)的鋼板固定，管狀膠板層8中每層膠板厚度相等。

本實施例的一個具體應(yīng)用為：適用于城市內(nèi)的多種待減隔震設(shè)備，如館藏文物儲放裝置。使用時，館藏文物儲放裝置直接與耳板1固定連接，軸向鋼棒6為直徑由外往內(nèi)逐漸增大的變直徑鋼棒，通過位于其上的固定螺栓2和調(diào)節(jié)螺栓3來實現(xiàn)軸向滑移，滑移產(chǎn)生的向外膨脹力擠壓疊層橡膠鋼板4的最內(nèi)側(cè)橡膠層，使得管狀鋼板層7和管狀膠板層8在防護(hù)鋼筒5的限制下相互壓緊，形成一個受力的整體，在軸向荷載作用下達(dá)到受力平衡。

非地震狀態(tài)時軸向荷載作用下，館藏文物儲放裝置通過疊層橡膠鋼板4中橡膠的剪切作用達(dá)到受力平衡；地震作用發(fā)生時，疊層橡膠鋼板4的設(shè)置延長了館藏文物儲放裝置的軸向自振周期，使得館藏文物儲放裝置的軸向自振周期遠(yuǎn)離地震的卓越周期，從而大幅度減小軸向地震作用，軸向產(chǎn)生的幅值不斷變化的振動通過疊層橡膠鋼板4的剪切變形削弱，實現(xiàn)了減隔震的作用；地震發(fā)生后，館藏文物儲放裝置重新達(dá)到受力平衡。

實施例二

本實施例與實施例一的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用基本相同，其不同之處在于，管狀膠板層8中每層膠板厚度由內(nèi)往外逐漸增大。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實施方式。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。