一种自适应解耦式三维隔震支座的制作方法

本实用新型属于工程结构减隔震技术领域，具体涉及一种自适应解耦式三维隔震支座。

背景技术：

基础隔震技术被看作是20世纪地震工程领域最重要的技术进步之一，在世界范围内得到了较为广泛的应用。隔震技术的基本原理是通过在建筑底部设置隔震支座，得到水平刚度较小的隔震层，通过滤波效应减小上部结构地震加速度响应。并通过在隔震层设置耗能装置吸收消耗地震动能量。现代隔震技术已有近60年的历史，属于一种被动的振动控制技术。

然而，目前已有的传统建筑隔震支座存在以下的不足：一是不能隔离竖向地震动以及水平向微振动。大量震害观察及有限元分析表明，竖向地震作用能导致结构竖向承压构件受压破坏。随着城市轨道交通发展，地铁等环境振动，尤其是微振动的竖向分量会对人们的居住舒适度产生较为严重的影响。另一方面传统的隔震支座在水平方向上存在着取得较好的隔震效果和控制隔震层极限位移的矛盾。通常来说，设置水平刚度更小的隔震层，能取得更好的隔震效果。但同时，过小的水平刚度会导致过大的隔震层位移，在大震作用下结构的安全性难以保障。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种自适应解耦式三维隔振支座，能够对竖向地震和环境微振动以及水平向地震动等具有良好的隔震效果。

本实用新型所提供的技术方案如下：

一种自适应解耦式三维隔震支座，包括：

竖直隔震机构；

以及固定在所述竖直隔震机构上端面上的水平隔震机构。

上述技术方案所提供的自适应解耦式三维隔震支座，可以实现运动解耦。一方面，能使竖向隔震系统和水平向隔震系统相对独立工作，另一方面使支座在地震作用下，竖直隔震机构和水平隔震机构之间没有相对竖向位移，避免支座过大的摇摆作用。

具体的，所述竖直隔震机构包括：

水平设置的下连接板；

竖向设置的管状的弹簧减震结构，所述弹簧减震结构的下端面压接在所述下连接板上；

竖向设置的若干黏滞阻尼器，各所述黏滞阻尼器的下端固定在所述下连接板上，各所述黏滞阻尼器环绕所述弹簧减震结构设置；

水平设置的中下座板，所述中下座板压接在所述弹簧减震结构和各所述黏滞阻尼器的上端面上；

以及，对所述中下座板的竖向运动进行导向的导向机构。

上述技术方案中，碟形弹簧分别固接中下座板的底面和碟形弹簧底部的下连接板。并在黏滞阻尼器限位装置的基础上，通过导向机构进一步的增强了运动导向性能。

上述技术方案中，黏滞阻尼器竖直布置，连接中下座板和下连接板，能够耗散竖直运动的能量。

上述技术方案中，黏滞阻尼器限位装置能够很好抵抗下部支座的水平微振动，防止下部支座导杆因刚度过大承受不了水平力而发生的破坏。

具体的，所述导向机构设置在所述弹簧减震结构内。

上述技术方案充分的利用了结构空间。

具体的，所述导向机构包括：

竖向设置的导向筒，所述导向筒的下端固定在所述下连接板上；

以及竖向插入所述导向筒内的导杆，所述导杆的上端面与所述中下座板的中心处固定连接，所述导杆的下端面与所述下连接板之间预留有空间。

基于上述技术方案，实现了导向机构的结构设置。

具体的，

所述中下座板的下端面设置有第一凹槽，所述弹簧减震结构的上部伸入所述第一凹槽内；

所述中下座板的下端面设置有若干第二凹槽，各所述黏滞阻尼器的上部伸入到对应的一个所述第二凹槽内；

所述下连接板的上端面设置有第三凹槽，所述弹簧减震结构的下部伸入所述第三凹槽内。

基于上述技术方案，各部件伸入凹槽内，即可以起到限位的作用。

进一步的：

所述弹簧减震结构的上部嵌入到所述第一凹槽内；

各所述黏滞阻尼器的上部嵌入到所述第二凹槽内；

所述弹簧减震结构的下部嵌入到所述第三凹槽内。

基于上述技术方案，起到了对弹簧减震结构和黏滞阻尼器端部的限位和固定，减少了不必要的结构设置。

具体的，所述弹簧减震结构为若干竖向堆叠在一起的碟形弹簧。

具体的，所述水平隔震机构包括：

水平的固定在所述中下座板上的中上座板；

压接在所述中上座板中部上的厚肉橡胶支座；

竖向固定在所述中上座板上的若干消能板，各所述消能板环绕所述厚肉橡胶支座设置；

以及上连接板，所述上连接板的下端面压接所述厚肉橡胶支座的上端面，所述上连接板的下端面固定连接各所述消能板的上端面。

基于上述技术方案，上连接板和中上座板通过消能板焊接连接，将上部结构竖向位移锁死，仅产生水平向位移，使支座竖向运动和水平向运动解耦。实现运动解耦的目的一是能使竖向隔震系统和水平向隔震系统相对独立工作，另一方面使支座在地震作用下，上连接板和中下座板之间没有相对竖向位移，避免支座过大的摇摆作用。

厚肉橡胶支座的隔离横向震动的效果显著。由于铅芯叠层橡胶的铅芯会对环境造成污染，以及铅芯后期的替换工序很复杂繁琐。因此，厚肉橡胶支座与碟形弹簧组合而成的三维隔震支座具有良好的隔离三维震动的效果。

基于上述技术方案，支座在静止和运动状态时，厚肉橡胶支座支座和黏滞阻尼器共同承载上部结构。

进一步的，所述厚肉橡胶支座支座包括橡胶体和橡胶体中若干水平设置并相互间隔开的钢板。

具体的，

所述中上座板的上端面设置有第四凹槽，所述厚肉橡胶支座的下部伸入到所述第四凹槽内；

所述上连接板的下端面设置有第五凹槽，所述厚肉橡胶支座的上部伸入到所述第五凹槽内。

基于上述技术方案，各部件伸入凹槽内，即可以起到限位的作用。

基于上述技术方案，通过消能板解决了传统铅芯橡胶支座的不足。消能板能有效地解决铅芯污染以及铅芯腐蚀难以替换的难题。

所述厚肉橡胶支座的下部嵌入到所述第四凹槽内；

所述厚肉橡胶支座的上部嵌入到所述第五凹槽内。

基于上述技术方案了，实现了对厚肉橡胶支座端部的限位和固定，减少了不必要的结构设置。

本实用新型所提供的解耦式三维隔震支座与传统支座相比，优点为：

1)黏滞阻尼器可以消耗地震输入能量。

2)用消能板取代铅芯，能够有效解决后期铅芯对环境造成的污染问题，以及在使用期间铅芯超过服役期难以替换的问题。

本实用新型所提供的解耦式三维隔震支座与传统建筑结构隔震措施相比，优点为：

1)本实用新型在竖向和水平向，能够更为有效地隔离三向环境振动。

2)黏滞阻尼器和消能板可消耗振动输入能量。

附图说明

图1是本实用新型所提供的自适应解耦式三维隔震支座的主视结构示意图。

图2是本实用新型所提供的自适应解耦式三维隔震支座的导向机构部分的水平剖视图。

附图1、2中，各标号所代表的结构列表如下：

1、上连接板，2、厚肉橡胶支座，3、消能板，4、中下座板，5、导杆，6、导向筒，7、碟形弹簧，8、黏滞阻尼器，9、下连接板，10、中上座板。

具体实施方式

以下对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

在一个具体实施方式中，如图1所示，自适应解耦式三维隔震支座包括：竖直隔震机构；以及固定在所述竖直隔震机构上端面上的水平隔震机构。此技术方案所提供的自适应解耦式三维隔震支座，可以实现运动解耦。一方面，能使竖向隔震系统和水平向隔震系统相对独立工作，另一方面使支座在地震作用下，竖直隔震机构和水平隔震机构之间没有相对竖向位移，避免支座过大的摇摆作用。

在一个实施中，竖直隔震机构包括：水平设置的下连接板9、竖向设置的管状的弹簧减震结构、竖向设置的若干黏滞阻尼器8、水平设置的中下座板4、以及，对所述中下座板4的竖向运动进行导向的导向机构。所述弹簧减震结构的下端面压接在所述下连接板9上。各所述黏滞阻尼器8的下端固定在所述下连接板9上，各所述黏滞阻尼器8环绕所述弹簧减震结构设置。所述中下座板4压接在所述弹簧减震结构和各所述黏滞阻尼器8的上端面上。所述弹簧减震结构为若干竖向堆叠在一起的碟形弹簧7。此技术方案中，碟形弹簧分别固接中下座板的底面和碟形弹簧底部的下连接板。并结合黏滞阻尼器限位装置，实现了运动导向设计；黏滞阻尼器竖直布置，连接中下座板和下连接板，能够耗散竖直运动的能量；黏滞阻尼器限位装置能够很好抵抗下部支座的水平微振动，防止下部支座导杆因刚度过大承受不了水平力而发生的破坏。

在一个实施例中，所述导向机构设置在所述弹簧减震结构内。此技术方案充分的利用了结构空间。

在一个实施例中，所述导向机构包括：竖向设置的导向筒6、以及竖向插入所述导向筒6内的导杆5。所述导向筒6的下端固定在所述下连接板9上。所述导杆5的上端面与所述中下座板4的中心处固定连接，所述导杆5的下端面与所述下连接板9之间预留有空间。此技术方案实现了导向机构的结构设置。

在一个实施例中，所述弹簧减震结构的上部嵌入到所述凹槽内；各所述黏滞阻尼器8的上部嵌入到所述凹槽内；所述弹簧减震结构的下部嵌入到所述凹槽内。此技术方案起到了对弹簧减震结构和黏滞阻尼器端部的限位和固定，减少了不必要的结构设置。

在一个实施例中，所述水平隔震机构包括：水平的固定在所述中下座板4上的中上座板10、压接在所述中上座板10中部上的厚肉橡胶支座2、竖向固定在所述中上座板10上的若干消能板3，以及上连接板1。各所述消能板3环绕所述厚肉橡胶支座2设置。所述上连接板1的下端面压接所述厚肉橡胶支座2的上端面，所述上连接板1的下端面固定连接各所述消能板3的上端面。厚肉橡胶支座支座包括橡胶体和橡胶体中若干水平设置并相互间隔开的钢板。此技术方案中，上连接板和中上座板通过消能板焊接连接，将上部结构竖向位移锁死，仅产生水平向位移，使支座竖向运动和水平向运动解耦。实现运动解耦的目的一是能使竖向隔震系统和水平向隔震系统相对独立工作，另一方面使支座在地震作用下，上连接板和中下座板之间没有相对竖向位移，避免支座过大的摇摆作用。厚肉橡胶支座的隔离横向震动的效果显著。由于铅芯叠层橡胶的铅芯会对环境造成污染，以及铅芯后期的替换工序很复杂繁琐。因此，厚肉橡胶支座与碟形弹簧组合而成的三维隔震支座具有良好的隔离三维震动的效果。此技术方案中，支座在静止和运动状态时，厚肉橡胶支座支座和黏滞阻尼器共同承载上部结构。

在一个实施例中，所述中上座板10的上端面设置有凹槽，述厚肉橡胶支座2的下部嵌入到所述凹槽内；所述上连接板1的下端面设置有凹槽，所述厚肉橡胶支座2的上部嵌入到所述凹槽内。基于此技术方案了，实现了对厚肉橡胶支座端部的限位和固定，减少了不必要的结构设置。

基于本实用新型所提供的自适应解耦式三维隔震支座，支座在静止和运动状态时，厚肉橡胶支座支座和黏滞阻尼器共同承载支架上部的结构。在地震时，由于上连接板和中上座板通过消能板焊接连接，将上部结构竖向位移锁死，仅产生水平向位移，使支座竖向运动和水平向运动解耦，从而避免支座过大的摇摆作用。并且，基于导向机构的设置，可以实现在震动过程对竖直隔震机构和水平隔震机构竖向相对位移过程中进行导向，避免两者发生偏移。

本实用新型所提供的自适应解耦式三维隔震支座，可以实现运动解耦。一方面，能使竖向隔震系统和水平向隔震系统相对独立工作，另一方面使支座在地震作用下，竖直隔震机构和水平隔震机构之间没有相对竖向位移，避免支座过大的摇摆作用。具体而言，上连接板和中上座板通过消能板焊接连接，将上部结构竖向位移锁死，仅产生水平向位移，使支座竖向运动和水平向运动解耦。实现运动解耦的目的一是能使竖向隔震系统和水平向隔震系统相对独立工作，另一方面使支座在地震作用下，上连接板和中下座板之间没有相对竖向位移，避免支座过大的摇摆作用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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