一種三維隔震支座制造技術

本發明專利技術涉及工程結構減隔震領域，提供一種三維隔震支座。該三維隔震支座包括中部支撐平臺、上部支撐平臺及兩者之間的結構組成的臨界解鎖豎向隔震單元，以及中部支撐平臺和下部支撐平臺之間組成的水平隔震單元。其中，臨界解鎖豎向隔震單元可以在保證三維隔震支座具有較強的豎向隔震功能的同時，保證該三維隔震支座的豎向承載能力與穩定性。此外，水平隔震單元同時具有水平滑板支座與阻尼器的功能，使得支撐平臺內部空間得以充分利用；且在水平面任意方向地震作用下，該水平隔震單元均可實現耗能隔震；進一步地，該水平隔震單元在應對水平地震與豎向地震的綜合作用時，具有較大的豎向承載力和抗拉拔能力，用于高層建筑的隔震時可抗搖擺防傾覆。

【技術實現步驟摘要】
一種三維隔震支座
本專利技術涉及工程結構減隔震領域，尤其涉及一種三維隔震支座。
技術介紹
減隔震(振)技術是近年來用于房屋建筑、橋梁等結構中的技術，其特點是：通過在結構合適位置安裝耗能隔震裝置，有效隔斷和消耗地震作用時由基礎傳遞至上部結構的能量，減小結構在動力荷載作用下的響應，進而提高結構安全性和整體經濟性。現有技術中，豎向地震引起的豎向振動的隔震研究較少。其中，建筑物豎向隔震設計的難點在于如何在保證為上部結構提供穩定豎向支撐的同時，增大隔震后結構的豎向周期。公告號為CN104455189A的專利技術專利，其公開了一種“三維隔震支座”，其豎向隔震部分是由一組碟形彈簧與粘滯流體阻尼器組成的粘彈性組合。由于建筑物的隔震層首先需要為上部結構提供豎向穩定支撐，因此該三維隔震支座的豎向隔震部分仍舊無法顯著降低豎向剛度。鑒于該專利技術專利三維隔震支座的穩定支撐需求和豎向隔震功能相互矛盾，該專利技術主要針對小質量的多層建筑設計。此外，較之豎向地震引起的豎向振動的隔震，建筑結構的水平減隔震技術研究較多。然而現有水平隔震技術也存在以下缺點：第一、現有減隔震技術中應用的減隔震產品主要為普通橡膠隔震支座、鉛芯橡膠隔震支座或高阻尼橡膠支座等，這些隔震支座的特點是水平方向上剛度較小，主要依靠豎向高度上的層層剪切變形產生阻尼耗能。但這些隔震支座的豎向抗拉剛度特別是抗拉拔能力不足，在罕遇地震發生時，由于隔震支座可能受到較大拉力，此時隔震支座上部的建筑結構穩定性降低從而有傾覆風險。第二，將隔震支座安裝在橋梁結構中時，由于橋梁在罕遇地震作用下容易發生橫橋向或縱橋向的落梁災害，為了避免此類災害，一般考慮設置防落梁桿或在隔震支座邊緣設置限位裝置。這些限位措施靠主梁與限位裝置的剛性碰撞等來防止落梁，它需要考驗橋墩與限位裝置的極限抗沖擊能力和橋墩的側向抗剪抗彎強度。并且，在橋梁工程中，一般研究的是縱橋向單向隔震或縱橫橋向雙向隔震支座，能滿足建筑結構三維減隔震的支座更少。第三，橋梁的活動墩墩頂與主梁連接處的隔震支座，其在一般使用狀態下需要適應主梁的溫度、活載、收縮徐變等引起的小變形，以避免主梁和墩柱產生額外應力。而現有技術中的有些水平隔震產品無法很好的適應橋梁的活動墩墩頂與主梁連接處的變形。在上述基礎上，粘滯流體阻尼器擁有飽滿的橢圓型滯洄曲線，其耗能能力強、在靜荷載下無附加剛度，能在地震和大風荷載下重復使用，因此受到工程界的青睞。但粘滯流體阻尼器在基礎隔震中使用時必須配合其他支座共同作用，其自身不具備豎向承載力，占據空間只能單向耗能。在橋梁中使用粘滯流體阻尼器時，一般要將粘滯流體阻尼器與滑動支座配合使用，且需要為粘滯流體阻尼器單獨制作、安裝或設置專門的錨固區。在房屋建筑結構中也同樣要單獨安裝且占據空間。
技術實現思路
本專利技術旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。本專利技術的其中一個目的是：提供一種三維隔震支座，解決現有技術中存在的隔震支座豎向穩定支撐需求與豎向隔震功能有沖突；粘滯流體阻尼器需要與隔震支座配合使用，且需要專門的錨固區；隔震支座豎向大承載力不大、抗拉拔防傾覆能力不足的問題。為了實現該目的，本專利技術提供了一種三維隔震支座，其特征在于，從下至上依次包括下部支撐平臺、中部支撐平臺和上部支撐平臺；所述中部支撐平臺的上表面和所述上部支撐平臺的下表面之間設置有第一阻尼器和第一彈性件；所述上部支撐平臺朝所述中部支撐平臺伸出第一鎖緊部件，所述中部支撐平臺朝所述上部支撐平臺伸出第二鎖緊部件，所述第一鎖緊部件和所述第二鎖緊部件上設置有互相配合的鎖舌和鎖孔，且所述第一鎖緊部件和所述第二鎖緊部件可相對轉動，以使得鎖舌插入或者離開所述鎖孔；當所述鎖舌插入所述鎖孔時，所述中部支撐平臺和所述上部支撐平臺相對鎖緊，并使得第一彈性件被所述中部支撐平臺和所述上部支撐平臺壓縮；所述下部支撐平臺和所述中部支撐平臺內分別設置有一個水平柱狀腔室，各個所述水平柱狀腔室的兩端均分別設置有第二彈性件和第二阻尼器，且所述第二彈性件和第二阻尼器之間連接有運動桿，使得運動桿在所述水平柱狀腔室中做往復運動時，帶動所述第二彈性件和所述第二阻尼器做阻尼運動；兩個所述運動桿之間通過連接桿連接，且在所述下部支撐平臺的上表面和中部支撐平臺的下表面上均開設有運動槽，使得所述運動桿在所述水平柱狀腔室中運動時所述連接桿沿著所述運動槽運動；兩個所述水平柱狀腔室之間呈設定角度。本專利技術的技術方案具有以下優點：本專利技術的三維隔震支座，第一鎖緊部件、第二鎖緊部件、第一彈性件、上部支撐平臺和中部支撐平臺組成臨界解鎖豎向隔震單元。通過第一鎖緊部件、第二鎖緊部件和第一彈性件，在上部支撐平臺和中部支撐平臺之間施加預應力，從而可以部分消除該臨界解鎖豎向隔震單元承受荷載后的變形，以使得第一鎖緊部件和所述第二鎖緊部件鎖緊時，所述臨界解鎖豎向隔震單元具有較大的豎向初始剛度，以獲得更好的豎向支撐作用，同時實現了第一彈性件可設置更小剛度的目的。并且，設防地震作用時，當上部支撐平臺上的壓力值達到設定值時，上部支撐平臺和中部支撐平臺相向運動后，鎖舌和鎖孔在外力作用下分離解鎖，進一步使得該臨界解鎖豎向隔震單元具有較強的豎向隔震功能。在上述基礎上，由于第二阻尼器和第二彈性件均融入支撐平臺內部，使該三維隔震支座的下部支撐平臺和所述中部支撐平臺組成的水平隔震單元，其同時具有水平滑板支座與阻尼器的功能，且支撐平臺內部空間得以充分利用。此外，由于中部支撐平臺和下部支撐平臺之間的任意錯動均可被解耦成各自運動桿的分運動，因此在水平面任意方向地震作用下，該水平隔震單元均可實現耗能隔震。并且，由于該水平隔震單元的豎向支撐結構主要為中部支撐平臺、下部支撐平臺和連接桿，而這些結構均為剛性件，從而其可以使得水平隔震單元在應對水平地震與豎向地震的綜合作用時，具有較大的豎向承載力和抗拉拔能力，用于高層建筑的隔震時可抗搖擺防傾覆。優選的，所述第一鎖緊部件與所述上部支撐平臺鉸接，在所述第一鎖緊部件與所述上部支撐平臺之間設置有拉簧，用于帶動所述第一鎖緊部件轉動，以使得所述鎖舌離開所述鎖孔；或者，所述第二鎖緊部件與所述中部支撐平臺鉸接，在所述第二鎖緊部件與所述上部支撐平臺之間設置有拉簧，用于帶動所述第二鎖緊部件轉動，以使得所述鎖舌離開所述鎖孔。優選的，所述第一鎖緊部件和/或所述第二鎖緊部件包括螺紋桿段，所述上部支撐平臺和/或所述中部支撐平臺上設置有與所述螺紋桿段互相配合的螺紋孔，所述螺紋桿段穿過所述螺紋孔之后通過螺母固定。優選的，所述第一彈性件為蝶形彈簧，所述上部支撐平臺或中部支撐平臺朝所述蝶形彈簧伸出限位擋塊。優選的，所述第一阻尼器包括用于容納粘滯流體的缸體，以及活塞頭位于所述缸體內的活塞；其中，所述缸體與所述上部支撐平臺固定連接，所述活塞的活塞桿與所述中部支撐平臺固定連接；或者，所述缸體與所述中部支撐平臺固定連接，所述活塞的活塞桿與所述上部支撐平臺固定連接。優選的，上部支撐平臺和所述中部支撐平臺上設置有互相配合的限位導向板。優選的，所述第二彈性件為彈簧；所述運動桿靠近所述彈簧的一端設置有導向腔室，所述導向腔室與所述彈簧同軸；所述彈簧的一端和所述水平柱狀腔室內壁固定連接，另一端伸入所述導向腔室內后與所述導向腔室的內壁連接。優選的，所述第二阻尼器為粘滯流體阻尼器；所述粘滯流體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三維隔震支座，其特征在于，從下至上依次包括下部支撐平臺、中部支撐平臺和上部支撐平臺；所述中部支撐平臺的上表面和所述上部支撐平臺的下表面之間設置有第一阻尼器和第一彈性件；所述上部支撐平臺朝所述中部支撐平臺伸出第一鎖緊部件，所述中部支撐平臺朝所述上部支撐平臺伸出第二鎖緊部件，所述第一鎖緊部件和所述第二鎖緊部件上設置有互相配合的鎖舌和鎖孔，且所述第一鎖緊部件和所述第二鎖緊部件可相對轉動，以使得鎖舌插入或者離開所述鎖孔；當所述鎖舌插入所述鎖孔時，所述中部支撐平臺和所述上部支撐平臺相對鎖緊，并使得第一彈性件被所述中部支撐平臺和所述上部支撐平臺壓縮；所述下部支撐平臺和所述中部支撐平臺內分別設置有一個水平柱狀腔室，各個所述水平柱狀腔室的兩端均分別設置有第二彈性件和第二阻尼器，且所述第二彈性件和第二阻尼器之間連接有運動桿，使得運動桿在所述水平柱狀腔室中做往復運動時，帶動所述第二彈性件和所述第二阻尼器做阻尼運動；兩個所述運動桿之間通過連接桿連接，且在所述下部支撐平臺的上表面和中部支撐平臺的下表面上均開設有運動槽，以使得所述運動桿在所述水平柱狀腔室中運動時所述連接桿沿著所述運動槽運動；兩個所述水平柱狀腔室之間呈設定角度。...

【技術特征摘要】
1.一種三維隔震支座，其特征在于，從下至上依次包括下部支撐平臺、中部支撐平臺和上部支撐平臺；所述中部支撐平臺的上表面和所述上部支撐平臺的下表面之間設置有第一阻尼器和第一彈性件；所述上部支撐平臺朝所述中部支撐平臺伸出第一鎖緊部件，所述中部支撐平臺朝所述上部支撐平臺伸出第二鎖緊部件，所述第一鎖緊部件和所述第二鎖緊部件上設置有互相配合的鎖舌和鎖孔，且所述第一鎖緊部件和所述第二鎖緊部件可相對轉動，以使得鎖舌插入或者離開所述鎖孔；當所述鎖舌插入所述鎖孔時，所述中部支撐平臺和所述上部支撐平臺相對鎖緊，并使得第一彈性件被所述中部支撐平臺和所述上部支撐平臺壓縮；所述下部支撐平臺和所述中部支撐平臺內分別設置有一個水平柱狀腔室，各個所述水平柱狀腔室的兩端均分別設置有第二彈性件和第二阻尼器，且所述第二彈性件和第二阻尼器之間連接有運動桿，使得運動桿在所述水平柱狀腔室中做往復運動時，帶動所述第二彈性件和所述第二阻尼器做阻尼運動；兩個所述運動桿之間通過連接桿連接，且在所述下部支撐平臺的上表面和中部支撐平臺的下表面上均開設有運動槽，以使得所述運動桿在所述水平柱狀腔室中運動時所述連接桿沿著所述運動槽運動；兩個所述水平柱狀腔室之間呈設定角度。2.根據權利要求1所述的三維隔震支座，其特征在于，所述第一鎖緊部件與所述上部支撐平臺鉸接，在所述第一鎖緊部件與所述上部支撐平臺之間設置有拉簧，用于帶動所述第一鎖緊部件轉動，以使得所述鎖舌離開所述鎖孔；或者，所述第二鎖緊部件與所述中部支撐平臺鉸接，在所述第二鎖緊部件與所述上部支撐平臺之間設置有拉簧，用于帶動所述第二鎖緊部件轉動，以使得所述鎖舌離開所述鎖孔。3.根據權利要求1所述的三維隔震支座，其特征在于，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李愛群，劉勝強，
申請(專利權)人：北京建筑大學，
類型：發明
國別省市：北京,11