本發(fā)明涉及建筑、設備和館藏文物減震耗能領域，具體涉及一種具有多道防線的三維隔震臺座。

背景技術：

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重的國家之一。歷史上，在長江三角洲和珠江三角洲曾經(jīng)多次發(fā)生6級以上的強震，在京津環(huán)渤海地區(qū)，近300年來，平均每44年就發(fā)生一次7級以上的大地震。隨著城市化進程的加快，大量的國民財富快速的向城市及城市群地區(qū)集中。而我國三分之一以上的已建或擬建的城市群位于可能會發(fā)生7級以上大地震的地區(qū)。城市內(nèi)建筑、設備和館藏文物的破壞而引起的經(jīng)濟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雜的應力狀態(tài)中，隨著地殼的不斷變化，地應力的作用超過某處巖層的極限強度時，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量的物體產(chǎn)生慣性力，當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?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重。而通過對物體設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。

盡管這方面的理論研究已經(jīng)取得了很多的進展，但是根據(jù)不同地震水準，當被隔震結構處于不同隔震水平，對于與不同的控制要求的性態(tài)化多道設防體系的隔震支座還處于未發(fā)展階段。

技術實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種具有多道防線的三維隔震臺座。

為達上述目的，本發(fā)明提供一種具有多道防線的三維隔震臺座，包括：

臺座底板；

至少三個支撐柱，各支撐柱的底端固定在所述臺座底板上；

頂板，用于安放待保護物，頂板底面固定有一個頂箱；

其特征在于：

在每個支撐柱的側面與頂箱的一個側面之間呈水平向地連接有一個多防線水平隔震單元；

在每個支撐柱的頂端與頂箱的底面之間呈豎向地連接有一個多防線豎向隔震單元。

所述的具有多道防線的三維隔震臺座，其中：所述多防線水平隔震單元包括一個水平隔震單元底板，在所述水平隔震單元底板的一個側面上設有數(shù)個水平細長型軟鋼與數(shù)個水平短粗型軟鋼；

所述水平隔震單元底板的另一個側面與一個支撐柱的一個側面固定連接，所述水平細長型軟鋼的外伸端與所述頂箱的一個側面接觸，而所述水平短粗型軟鋼的外伸端朝向所述頂箱的所述側面懸伸。

所述的具有多道防線的三維隔震臺座，其中：所述水平細長型軟鋼與水平短粗型軟鋼交替分布。

所述的具有多道防線的三維隔震臺座，其中：每個多防線水平隔震單元包括三個水平細長型軟鋼與兩個水平短粗型軟鋼。

所述的具有多道防線的三維隔震臺座，其中：在所述水平隔震單元底板的所述一個側面上還設有其他水平軟鋼，所述其他水平軟鋼的外伸端朝向所述頂箱的所述側面懸伸，而且所述其他水平軟鋼的剛度與所述水平細長型軟鋼的剛度以及所述水平短粗型軟鋼的剛度均不相同。

所述的具有多道防線的三維隔震臺座，其中：所述多防線豎向隔震單元包括一個豎向隔震單元底板，在所述豎向隔震單元底板的一個側面上設有數(shù)個豎向細長型軟鋼與數(shù)個豎向短粗型軟鋼；

所述豎向隔震單元底板的另一個側面與一個支撐柱的頂端固定連接，所述豎向細長型軟鋼的外伸端與所述頂板的底面接觸，而所述豎向短粗型軟鋼的外伸端朝向所述頂板的底面懸伸。

所述的具有多道防線的三維隔震臺座，其中：所述豎向細長型軟鋼與豎向短粗型軟鋼交替分布。

所述的具有多道防線的三維隔震臺座，其中：每個多防線豎向隔震單元包括三個豎向細長型軟鋼與兩個豎向短粗型軟鋼。

所述的具有多道防線的三維隔震臺座，其中：在所述豎向隔震單元底板的所述一個側面上還設有其他豎向軟鋼，所述其他豎向軟鋼的外伸端朝向所述頂板的底面懸伸，而且所述其他豎向軟鋼的剛度與所述豎向細長型軟鋼的剛度以及所述豎向短粗型軟鋼的剛度均不相同。

所述的具有多道防線的三維隔震臺座，其中：所述支撐柱的數(shù)量為四個，四個支撐柱呈矩陣式分布。

當建筑、設備和館藏文物受到較小地震作用下，細長型軟鋼處于工作狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，隔震效率較高，這是第一道防線。當受到較大地震作用時，臺座發(fā)生較大位移，若不對位移進行控制，可能會引起臺座和被保護物體的嚴重破壞。當臺座發(fā)生較大位移后，頂箱不僅僅與水平細長型軟鋼接觸還與水平粗短型軟鋼接觸；同理，頂板不僅僅與豎向細長型軟鋼接觸還與豎向粗短型軟鋼接觸；粗短型軟鋼的剛度大于細長型軟鋼的剛度，因此可以有效地限制臺座的變形，保證建筑、設備和館藏文物不發(fā)生倒塌破壞，這也就形成了第二道防線。同理，可以設置更多道的防線。

與現(xiàn)有技術相比較，采用上述技術方案的本發(fā)明具有的優(yōu)點在于：本發(fā)明解決了建筑、設備和館藏文物三維減震的問題，達到了對被建筑、設備和館藏文物提供保護的目的，同時為不同地震動強度設計了不同的對應措施，在小地震作用下盡量提高隔震效率，在大地震作用下，控制臺座的位移，形成了抵御地震的多道防線。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體軸測圖；

圖2為本發(fā)明整體正立面圖；

圖3為本發(fā)明下部連接安裝軸測圖；

圖4為本發(fā)明支撐柱與多防線水平隔震單元和多防線豎向隔震單元軸測圖；

圖5為本發(fā)明支撐柱與多防線水平隔震單元和多防線豎向隔震單元立面圖；

圖6為本發(fā)明頂箱和頂板軸測圖；

圖7為本發(fā)明多防線隔震單元原理示意軸測圖；

圖8為本發(fā)明多防線隔震單元原理示意剖面圖；

圖9為本發(fā)明多防線隔震豎向單元原理示意軸測圖；

圖10為本發(fā)明多防線隔震豎向單元原理示意剖面圖；

附圖標記說明：1-臺座底板；2-支撐柱；3-多防線水平隔震單元；4-多防線豎向隔震單元；5-頂箱；6-頂板；7-水平隔震單元底板；8-水平細長型軟鋼；9-水平粗短型軟鋼；10-豎向隔震單元底板；11-豎向細長型軟鋼；12-豎向粗短型軟鋼。

具體實施方式

下面主要結合附圖及具體實施例對本發(fā)明的一種具有多道防線的三維隔震臺座進一步詳細的說明。

如圖1-圖6所示，本發(fā)明提供的一種具有多道防線的三維隔震臺座，包括：

臺座底板1，供置于地面或其他穩(wěn)固平面上；

四個支撐柱2，呈矩陣式分布，各支撐柱2的底端固定在所述臺座底板1上；

頂板6，用于安放建筑、設備或館藏文物等待保護物，頂板6底面固定有一個頂箱5；

四個多防線水平隔震單元3，各多防線水平隔震單元3呈水平向地連接在一個支撐柱2的側面與頂箱5的一個側面之間；

四個多防線豎向隔震單元4，各多防線豎向隔震單元4呈豎向地連接在一個支撐柱2的頂端與頂箱5的底面之間；

通過四個多防線水平隔震單元3隔絕水平的四個方向傳遞過來的震動，并通過四個多防線豎向隔震單元4隔絕豎向傳遞過來的震動，能夠保護頂板6上的待保護物不受地震的破壞。

具體來說，所述多防線水平隔震單元3的結構如圖7、圖8所示，包括一個水平隔震單元底板7，在所述水平隔震單元底板7的一個側面上設有數(shù)個水平細長型軟鋼8與數(shù)個水平短粗型軟鋼9，較佳的情況下，所述水平細長型軟鋼8與水平短粗型軟鋼9交替分布。

所述多防線水平隔震單元3布置的時候，所述水平隔震單元底板7的另一個側面與一個支撐柱2的一個側面固定連接，所述水平細長型軟鋼8的外伸端與所述頂箱5的一個側面接觸，而所述水平短粗型軟鋼9的外伸端朝向所述頂箱5的所述側面懸伸。

具體來說，所述多防線豎向隔震單元4的結構如圖9、圖10所示，包括一個豎向隔震單元底板10，在所述豎向隔震單元底板10的一個側面上設有數(shù)個豎向細長型軟鋼11與數(shù)個豎向短粗型軟鋼12，較佳的情況下，所述豎向細長型軟鋼11與豎向短粗型軟鋼12交替分布。

所述多防線豎向隔震單元4布置的時候，所述豎向隔震單元底板10的另一個側面與一個支撐柱2的頂端固定連接，所述豎向細長型軟鋼11的外伸端與所述頂板6的底面接觸，而所述豎向短粗型軟鋼12的外伸端朝向所述頂板6的底面懸伸。

當建筑、設備和館藏文物等待保護物受到較小地震作用下，細長型軟鋼處于工作狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，隔震效率較高，這是第一道防線。當受到較大地震作用時，臺座底板1發(fā)生較大位移，若不對位移進行控制，可能會引起頂板6和被保護物的嚴重破壞。當臺座底板1發(fā)生較大位移后，頂箱5不僅僅與水平細長型軟鋼8接觸還與水平粗短型軟鋼接觸；同理，頂板6不僅僅與豎向細長型軟鋼11接觸還與豎向粗短型軟鋼接觸；粗短型軟鋼的剛度大于細長型軟鋼的剛度，因此可以有效地限制臺座的變形，保證建筑、設備和館藏文物不發(fā)生倒塌破壞，這也就形成了第二道防線。

同理，可以設置更多道的防線，即：

在所述水平隔震單元底板7的所述一個側面上還設有其他水平軟鋼，所述其他水平軟鋼的外伸端朝向所述頂箱5的所述側面懸伸，而且所述其他水平軟鋼的剛度與所述水平細長型軟鋼8的剛度以及所述水平短粗型軟鋼9的剛度均不相同。

在所述豎向隔震單元底板10的所述一個側面上還設有其他豎向軟鋼，所述其他豎向軟鋼的外伸端朝向所述頂板6的底面懸伸，而且所述其他豎向軟鋼的剛度與所述豎向細長型軟鋼11的剛度以及所述豎向短粗型軟鋼12的剛度均不相同。

以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脫離權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。