本發(fā)明涉及土木工程減震結(jié)構(gòu)，具體涉及一種抗拔的三維隔振支座。

背景技術(shù)：

1、隔振支座，作為隔振技術(shù)體系中的核心組件，一般設(shè)置于建筑與基礎(chǔ)之間，起到與地面的軟連接作用。在地震發(fā)生時(shí)，地面震動(dòng)所攜帶的能量首先傳遞至隔振支座，隔振支座能夠顯著減少地震能量向上部結(jié)構(gòu)的傳遞。隔振支座通過延長上部結(jié)構(gòu)的自振周期，有效降低了其在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)，從而減輕結(jié)構(gòu)破壞和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞。

2、既有研究的隔振支座主要是橡膠與鋼板交替疊合的二維隔振支座，如天然橡膠隔振支座(lnr支座)、中心鉛芯橡膠支座(lrb支座)、高阻尼橡膠隔振支座(hdr支座)等，均展現(xiàn)出了對(duì)水平振動(dòng)能量的顯著阻隔效果。然而，在應(yīng)對(duì)環(huán)境豎向振動(dòng)方面，這些支座卻表現(xiàn)出明顯的局限性，缺乏相應(yīng)的隔振能力。此類二維隔振支座主要依賴于橡膠與鋼板的彈性變形和耗能機(jī)制來實(shí)現(xiàn)對(duì)水平振動(dòng)的隔離。但在面對(duì)豎向振動(dòng)時(shí)，由于其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和材料特性的限制，無法有效地吸收和分散豎向振動(dòng)能量，從而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)仍可能受到較大的豎向影響。

3、隨著交通與城市建設(shè)的集約化發(fā)展，不少城市開始在車輛段及車站上蓋空間建設(shè)生活小區(qū)和商業(yè)區(qū)。這些建筑物與構(gòu)筑物在設(shè)計(jì)與建造過程中，不僅需滿足抵御地震的基本要求，還需應(yīng)對(duì)列車運(yùn)行帶來的豎向振動(dòng)問題。然而，傳統(tǒng)的二維隔振支座在應(yīng)對(duì)這種復(fù)合振動(dòng)環(huán)境時(shí)無法滿足現(xiàn)代城市建設(shè)的實(shí)際需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種抗拔的三維隔振支座，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)水平振動(dòng)、豎向振動(dòng)雙控，從而具備優(yōu)良的水平和豎向隔振性能，有效隔離地震帶來的水平振動(dòng)和列車運(yùn)行產(chǎn)生的豎向振動(dòng)，確保上部的建筑結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。

2、本發(fā)明提供了一種抗拔的三維隔振支座，包括頂板、中心鉛芯橡膠支座、中間板和底板，頂板與建筑結(jié)構(gòu)連接，底板與地基連接，所述中心鉛芯橡膠支座用于緩解建筑結(jié)構(gòu)在水平方向的振動(dòng)，還包括：

3、多個(gè)斜支座組，以中心鉛芯橡膠支座為中心呈環(huán)向布置，多個(gè)斜支座組的頂端通過中間板與所述中心鉛芯橡膠支座連接，多個(gè)斜支座組的底端與底板連接，多個(gè)斜支座組用于緩解建筑結(jié)構(gòu)在豎直方向的振動(dòng)，多個(gè)斜支座組結(jié)構(gòu)相同，均包括楔體、上斜鉛芯橡膠支座和上連接塊；

4、所述上連接塊頂端與中間板連接，上連接塊底端設(shè)有第一斜面，所述第一斜面與水平面存在夾角；

5、所述楔體上端設(shè)有第二斜面，所述第二斜面與第一斜面平行，楔體底端與底板連接；

6、所述上斜鉛芯橡膠支座設(shè)于楔體與上連接塊之間，上斜鉛芯橡膠支座頂端與第一斜面連接，上斜鉛芯橡膠支座底端與第二斜面連接。

7、較佳地，所述楔體與底板之間還設(shè)有下斜鉛芯橡膠支座，楔體底端設(shè)有第三斜面，第三斜面與第一斜面相對(duì)水平面對(duì)稱，所述下連接塊底端與底板頂端連接，下連接塊頂端設(shè)有第四斜面，所述第四斜面與第三斜面平行，下斜鉛芯橡膠支座頂端與第三斜面連接，下斜鉛芯橡膠支座底端與第四斜面連接。

8、較佳地，所述多個(gè)斜支座組之間設(shè)有碟形彈簧組，所述碟形彈簧組豎直設(shè)置，碟形彈簧組頂端與所述中間板連接，碟形彈簧組的底端與所述底板連接，所述碟形彈簧組用于緩解建筑結(jié)構(gòu)在豎直方向的振動(dòng)。

9、較佳地，所述碟形彈簧組包括圓環(huán)筒和多個(gè)碟形彈簧片，所述圓環(huán)筒的頂端與中間板連接，多個(gè)碟形彈簧片相互堆疊，多個(gè)碟形彈簧片的頂端與圓環(huán)筒的底端連接，多個(gè)碟形彈簧片的底端與底板頂端連接。

10、較佳地，所述碟形彈簧組設(shè)有第一通孔，所述第一通孔內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向件，所述導(dǎo)向件包括內(nèi)導(dǎo)桿和外導(dǎo)套，所述外導(dǎo)套豎直設(shè)置于所述第一通孔內(nèi)，外導(dǎo)套底端與所述底板連接，所述內(nèi)導(dǎo)桿頂端與所述中間板連接，內(nèi)導(dǎo)桿外設(shè)有粘彈性阻尼件，內(nèi)導(dǎo)桿通過粘彈性阻尼件與外導(dǎo)套滑動(dòng)連接。

11、較佳地，所述頂板底端設(shè)有上導(dǎo)軌，所述中間板頂端設(shè)有下導(dǎo)軌，所述上導(dǎo)軌與下導(dǎo)軌相垂直，所述上導(dǎo)軌滑動(dòng)連接有滑塊，所述滑塊與下導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，滑塊與上導(dǎo)軌之間或滑塊與下導(dǎo)軌之間存在豎直方向的間隙，上導(dǎo)軌能向滑塊施加豎直向上的拉力，滑塊能向下導(dǎo)軌施加豎直向上的拉力。

12、較佳地，所述中間板與底板之間設(shè)有多個(gè)垂直導(dǎo)向裝置，所述垂直導(dǎo)向裝置包括套筒和活塞，所述套筒豎直設(shè)置，套筒底端與底板連接，活塞滑動(dòng)連接于所述套筒內(nèi)，活塞的活塞桿與中間板連接。

13、較佳地，所述套筒上設(shè)有套筒蓋，所述套筒蓋用于防止活塞從套筒內(nèi)脫出。

14、較佳地，所述活塞的活塞頭上設(shè)有粘彈性阻尼層，活塞頭通過粘彈性阻尼層與套筒滑動(dòng)連接。

15、較佳地，所述上導(dǎo)軌和下導(dǎo)軌表面設(shè)有聚四氟乙烯涂層?；瑝K能夠在其上實(shí)現(xiàn)自由而平滑的滑動(dòng)。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的一種抗拔的三維隔振支座，其中心鉛芯橡膠支座能夠有效緩解上方結(jié)構(gòu)在水平方向受到的振動(dòng)沖擊，從而能夠有效的緩解建筑結(jié)構(gòu)在水平方向的振動(dòng)，其上部中心鉛芯橡膠支座4的壓縮變形、下部傾斜lrb的壓剪變形，以及碟形彈簧的豎向擠壓變形共同承擔(dān)了上部結(jié)構(gòu)所受的豎直方向的震動(dòng)，兩者結(jié)合能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)水平振動(dòng)、豎向振動(dòng)雙控，從而具備優(yōu)良的水平和豎向隔振性能，有效隔離地震帶來的水平振動(dòng)和列車運(yùn)行產(chǎn)生的豎向振動(dòng)，確保上部的建筑結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。通過創(chuàng)新的力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及材料選擇，提升了其對(duì)于多維振動(dòng)(包括水平向和豎直向)的隔離能力。

技術(shù)特征：

1.一種抗拔的三維隔振支座，包括頂板(1)、中心鉛芯橡膠支座(4)、中間板(2)和底板(3)，頂板(1)與建筑結(jié)構(gòu)連接，底板(3)與地基連接，中心鉛芯橡膠支座(4)用于緩解建筑結(jié)構(gòu)在水平方向的振動(dòng)，其特征在于，還包括：

2.如權(quán)利要求1所述的抗拔的三維隔振支座，其特征在于，所述楔體(5)與底板(3)之間還設(shè)有下斜鉛芯橡膠支座(4)，楔體(5)底端設(shè)有第三斜面，第三斜面與第一斜面相對(duì)水平面對(duì)稱，所述下連接塊(17)底端與底板(3)頂端連接，下連接塊(17)頂端設(shè)有第四斜面，所述第四斜面與第三斜面平行，下斜鉛芯橡膠支座(4)頂端與第三斜面連接，下斜鉛芯橡膠支座(4)底端與第四斜面連接。

3.如權(quán)利要求2所述的抗拔的三維隔振支座，其特征在于，所述多個(gè)斜支座組(5)之間設(shè)有碟形彈簧組(8)，所述碟形彈簧組(8)豎直設(shè)置，碟形彈簧組(8)頂端與所述中間板(2)連接，碟形彈簧組(8)的底端與所述底板(3)連接，所述碟形彈簧組(8)用于緩解建筑結(jié)構(gòu)在豎直方向的振動(dòng)。

4.如權(quán)利要求3所述的抗拔的三維隔振支座，其特征在于，所述碟形彈簧組(8)包括圓環(huán)筒(18)和多個(gè)碟形彈簧片(19)，所述圓環(huán)筒(18)的頂端與中間板(2)連接，多個(gè)碟形彈簧片(19)相互堆疊，多個(gè)碟形彈簧片(19)的頂端與圓環(huán)筒(18)的底端連接，多個(gè)碟形彈簧片(19)的底端與底板(3)頂端連接。

5.如權(quán)利要求4所述的抗拔的三維隔振支座，其特征在于，所述碟形彈簧組(8)設(shè)有第一通孔，所述第一通孔內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向件(22)，所述導(dǎo)向件(22)包括內(nèi)導(dǎo)桿(21)和外導(dǎo)套(20)，所述外導(dǎo)套(20)豎直設(shè)置于所述第一通孔內(nèi)，外導(dǎo)套(20)底端與所述底板(3)連接，所述內(nèi)導(dǎo)桿(21)頂端與所述中間板(2)連接，內(nèi)導(dǎo)桿(21)外設(shè)有粘彈性阻尼件，內(nèi)導(dǎo)桿(21)通過粘彈性阻尼件與外導(dǎo)套(20)滑動(dòng)連接。

6.如權(quán)利要求1所述的抗拔的三維隔振支座，其特征在于，所述頂板(1)底端設(shè)有上導(dǎo)軌(9)，所述中間板(2)頂端設(shè)有下導(dǎo)軌(11)，所述上導(dǎo)軌(9)與下導(dǎo)軌(11)相垂直，所述上導(dǎo)軌(9)滑動(dòng)連接有滑塊(10)，所述滑塊(10)與下導(dǎo)軌(11)滑動(dòng)連接，滑塊(10)與上導(dǎo)軌(9)之間或滑塊(10)與下導(dǎo)軌(11)之間存在豎直方向的間隙，上導(dǎo)軌(9)能向滑塊(10)施加豎直向上的拉力，滑塊(10)能向下導(dǎo)軌(11)施加豎直向上的拉力。

7.如權(quán)利要求6所述的抗拔的三維隔振支座，其特征在于，所述中間板(2)與底板(3)之間設(shè)有多個(gè)垂直導(dǎo)向裝置(7)，所述垂直導(dǎo)向裝置(7)包括套筒(25)和活塞，所述套筒(25)豎直設(shè)置，套筒(25)底端與底板(3)連接，活塞滑動(dòng)連接于所述套筒(25)內(nèi)，活塞的活塞桿(26)與中間板(2)連接。

8.如權(quán)利要求7所述的抗拔的三維隔振支座，其特征在于，所述套筒(25)上設(shè)有套筒蓋(24)，所述套筒蓋(24)用于防止活塞從套筒(25)內(nèi)脫出。

9.如權(quán)利要求7所述的抗拔的三維隔振支座，其特征在于，所述活塞的活塞頭(27)上設(shè)有粘彈性阻尼層(23)，活塞頭(27)通過粘彈性阻尼層(23)與套筒(25)滑動(dòng)連接。

10.如權(quán)利要求1所述的抗拔的三維隔振支座，其特征在于，所述上導(dǎo)軌(9)和下導(dǎo)軌(11)表面設(shè)有聚四氟乙烯涂層。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種抗拔的三維隔振支座，屬于土木工程減震結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。該抗拔的三維隔振支座包括頂板、中心鉛芯橡膠支座、中間板和底板，還包括：多個(gè)斜支座組，頂端通過中間板與中心鉛芯橡膠支座連接，多個(gè)斜支座組的底端與底板連接，多個(gè)斜支座組結(jié)構(gòu)相同，均包括楔體、上斜鉛芯橡膠支座和上連接塊；上連接塊頂端與中間板連接，上連接塊底端設(shè)有第一斜面；楔體上端設(shè)有第二斜面，楔體底端與底板連接；上斜鉛芯橡膠支座設(shè)于楔體與上連接塊之間，上斜鉛芯橡膠支座頂端與第一斜面連接。本發(fā)明的抗拔的三維隔振支座，具備優(yōu)良的水平和豎向隔振性能，有效隔離地振帶來的水平振動(dòng)和列車運(yùn)行產(chǎn)生的豎向振動(dòng)，確保上部的建筑結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。

技術(shù)研發(fā)人員：唐柏贊,董玉英,莊海洋,羅文俊,湛寧懿,張季,黃大維,許紫剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華東交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17