抗拔的三维隔振支座

专利2025-04-21  36


本发明涉及土木工程减震结构,具体涉及一种抗拔的三维隔振支座。


背景技术:

1、隔振支座,作为隔振技术体系中的核心组件,一般设置于建筑与基础之间,起到与地面的软连接作用。在地震发生时,地面震动所携带的能量首先传递至隔振支座,隔振支座能够显著减少地震能量向上部结构的传递。隔振支座通过延长上部结构的自振周期,有效降低了其在地震作用下的动力响应,从而减轻结构破坏和非结构构件的损坏。

2、既有研究的隔振支座主要是橡胶与钢板交替叠合的二维隔振支座,如天然橡胶隔振支座(lnr支座)、中心铅芯橡胶支座(lrb支座)、高阻尼橡胶隔振支座(hdr支座)等,均展现出了对水平振动能量的显著阻隔效果。然而,在应对环境竖向振动方面,这些支座却表现出明显的局限性,缺乏相应的隔振能力。此类二维隔振支座主要依赖于橡胶与钢板的弹性变形和耗能机制来实现对水平振动的隔离。但在面对竖向振动时,由于其设计结构和材料特性的限制,无法有效地吸收和分散竖向振动能量,从而导致上部结构仍可能受到较大的竖向影响。

3、随着交通与城市建设的集约化发展,不少城市开始在车辆段及车站上盖空间建设生活小区和商业区。这些建筑物与构筑物在设计与建造过程中,不仅需满足抵御地震的基本要求,还需应对列车运行带来的竖向振动问题。然而,传统的二维隔振支座在应对这种复合振动环境时无法满足现代城市建设的实际需求。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术中的问题,提供一种抗拔的三维隔振支座,能够同时实现水平振动、竖向振动双控,从而具备优良的水平和竖向隔振性能,有效隔离地震带来的水平振动和列车运行产生的竖向振动,确保上部的建筑结构的安全与稳定。

2、本发明提供了一种抗拔的三维隔振支座,包括顶板、中心铅芯橡胶支座、中间板和底板,顶板与建筑结构连接,底板与地基连接,所述中心铅芯橡胶支座用于缓解建筑结构在水平方向的振动,还包括:

3、多个斜支座组,以中心铅芯橡胶支座为中心呈环向布置,多个斜支座组的顶端通过中间板与所述中心铅芯橡胶支座连接,多个斜支座组的底端与底板连接,多个斜支座组用于缓解建筑结构在竖直方向的振动,多个斜支座组结构相同,均包括楔体、上斜铅芯橡胶支座和上连接块;

4、所述上连接块顶端与中间板连接,上连接块底端设有第一斜面,所述第一斜面与水平面存在夹角;

5、所述楔体上端设有第二斜面,所述第二斜面与第一斜面平行,楔体底端与底板连接;

6、所述上斜铅芯橡胶支座设于楔体与上连接块之间,上斜铅芯橡胶支座顶端与第一斜面连接,上斜铅芯橡胶支座底端与第二斜面连接。

7、较佳地,所述楔体与底板之间还设有下斜铅芯橡胶支座,楔体底端设有第三斜面,第三斜面与第一斜面相对水平面对称,所述下连接块底端与底板顶端连接,下连接块顶端设有第四斜面,所述第四斜面与第三斜面平行,下斜铅芯橡胶支座顶端与第三斜面连接,下斜铅芯橡胶支座底端与第四斜面连接。

8、较佳地,所述多个斜支座组之间设有碟形弹簧组,所述碟形弹簧组竖直设置,碟形弹簧组顶端与所述中间板连接,碟形弹簧组的底端与所述底板连接,所述碟形弹簧组用于缓解建筑结构在竖直方向的振动。

9、较佳地,所述碟形弹簧组包括圆环筒和多个碟形弹簧片,所述圆环筒的顶端与中间板连接,多个碟形弹簧片相互堆叠,多个碟形弹簧片的顶端与圆环筒的底端连接,多个碟形弹簧片的底端与底板顶端连接。

10、较佳地,所述碟形弹簧组设有第一通孔,所述第一通孔内设有导向件,所述导向件包括内导杆和外导套,所述外导套竖直设置于所述第一通孔内,外导套底端与所述底板连接,所述内导杆顶端与所述中间板连接,内导杆外设有粘弹性阻尼件,内导杆通过粘弹性阻尼件与外导套滑动连接。

11、较佳地,所述顶板底端设有上导轨,所述中间板顶端设有下导轨,所述上导轨与下导轨相垂直,所述上导轨滑动连接有滑块,所述滑块与下导轨滑动连接,滑块与上导轨之间或滑块与下导轨之间存在竖直方向的间隙,上导轨能向滑块施加竖直向上的拉力,滑块能向下导轨施加竖直向上的拉力。

12、较佳地,所述中间板与底板之间设有多个垂直导向装置,所述垂直导向装置包括套筒和活塞,所述套筒竖直设置,套筒底端与底板连接,活塞滑动连接于所述套筒内,活塞的活塞杆与中间板连接。

13、较佳地,所述套筒上设有套筒盖,所述套筒盖用于防止活塞从套筒内脱出。

14、较佳地,所述活塞的活塞头上设有粘弹性阻尼层,活塞头通过粘弹性阻尼层与套筒滑动连接。

15、较佳地,所述上导轨和下导轨表面设有聚四氟乙烯涂层。滑块能够在其上实现自由而平滑的滑动。

16、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的一种抗拔的三维隔振支座,其中心铅芯橡胶支座能够有效缓解上方结构在水平方向受到的振动冲击,从而能够有效的缓解建筑结构在水平方向的振动,其上部中心铅芯橡胶支座4的压缩变形、下部倾斜lrb的压剪变形,以及碟形弹簧的竖向挤压变形共同承担了上部结构所受的竖直方向的震动,两者结合能够同时实现水平振动、竖向振动双控,从而具备优良的水平和竖向隔振性能,有效隔离地震带来的水平振动和列车运行产生的竖向振动,确保上部的建筑结构的安全与稳定。通过创新的力学结构设计以及材料选择,提升了其对于多维振动(包括水平向和竖直向)的隔离能力。



技术特征:

1.一种抗拔的三维隔振支座,包括顶板(1)、中心铅芯橡胶支座(4)、中间板(2)和底板(3),顶板(1)与建筑结构连接,底板(3)与地基连接,中心铅芯橡胶支座(4)用于缓解建筑结构在水平方向的振动,其特征在于,还包括:

2.如权利要求1所述的抗拔的三维隔振支座,其特征在于,所述楔体(5)与底板(3)之间还设有下斜铅芯橡胶支座(4),楔体(5)底端设有第三斜面,第三斜面与第一斜面相对水平面对称,所述下连接块(17)底端与底板(3)顶端连接,下连接块(17)顶端设有第四斜面,所述第四斜面与第三斜面平行,下斜铅芯橡胶支座(4)顶端与第三斜面连接,下斜铅芯橡胶支座(4)底端与第四斜面连接。

3.如权利要求2所述的抗拔的三维隔振支座,其特征在于,所述多个斜支座组(5)之间设有碟形弹簧组(8),所述碟形弹簧组(8)竖直设置,碟形弹簧组(8)顶端与所述中间板(2)连接,碟形弹簧组(8)的底端与所述底板(3)连接,所述碟形弹簧组(8)用于缓解建筑结构在竖直方向的振动。

4.如权利要求3所述的抗拔的三维隔振支座,其特征在于,所述碟形弹簧组(8)包括圆环筒(18)和多个碟形弹簧片(19),所述圆环筒(18)的顶端与中间板(2)连接,多个碟形弹簧片(19)相互堆叠,多个碟形弹簧片(19)的顶端与圆环筒(18)的底端连接,多个碟形弹簧片(19)的底端与底板(3)顶端连接。

5.如权利要求4所述的抗拔的三维隔振支座,其特征在于,所述碟形弹簧组(8)设有第一通孔,所述第一通孔内设有导向件(22),所述导向件(22)包括内导杆(21)和外导套(20),所述外导套(20)竖直设置于所述第一通孔内,外导套(20)底端与所述底板(3)连接,所述内导杆(21)顶端与所述中间板(2)连接,内导杆(21)外设有粘弹性阻尼件,内导杆(21)通过粘弹性阻尼件与外导套(20)滑动连接。

6.如权利要求1所述的抗拔的三维隔振支座,其特征在于,所述顶板(1)底端设有上导轨(9),所述中间板(2)顶端设有下导轨(11),所述上导轨(9)与下导轨(11)相垂直,所述上导轨(9)滑动连接有滑块(10),所述滑块(10)与下导轨(11)滑动连接,滑块(10)与上导轨(9)之间或滑块(10)与下导轨(11)之间存在竖直方向的间隙,上导轨(9)能向滑块(10)施加竖直向上的拉力,滑块(10)能向下导轨(11)施加竖直向上的拉力。

7.如权利要求6所述的抗拔的三维隔振支座,其特征在于,所述中间板(2)与底板(3)之间设有多个垂直导向装置(7),所述垂直导向装置(7)包括套筒(25)和活塞,所述套筒(25)竖直设置,套筒(25)底端与底板(3)连接,活塞滑动连接于所述套筒(25)内,活塞的活塞杆(26)与中间板(2)连接。

8.如权利要求7所述的抗拔的三维隔振支座,其特征在于,所述套筒(25)上设有套筒盖(24),所述套筒盖(24)用于防止活塞从套筒(25)内脱出。

9.如权利要求7所述的抗拔的三维隔振支座,其特征在于,所述活塞的活塞头(27)上设有粘弹性阻尼层(23),活塞头(27)通过粘弹性阻尼层(23)与套筒(25)滑动连接。

10.如权利要求1所述的抗拔的三维隔振支座,其特征在于,所述上导轨(9)和下导轨(11)表面设有聚四氟乙烯涂层。


技术总结
本发明公开了一种抗拔的三维隔振支座,属于土木工程减震结构技术领域。该抗拔的三维隔振支座包括顶板、中心铅芯橡胶支座、中间板和底板,还包括:多个斜支座组,顶端通过中间板与中心铅芯橡胶支座连接,多个斜支座组的底端与底板连接,多个斜支座组结构相同,均包括楔体、上斜铅芯橡胶支座和上连接块;上连接块顶端与中间板连接,上连接块底端设有第一斜面;楔体上端设有第二斜面,楔体底端与底板连接;上斜铅芯橡胶支座设于楔体与上连接块之间,上斜铅芯橡胶支座顶端与第一斜面连接。本发明的抗拔的三维隔振支座,具备优良的水平和竖向隔振性能,有效隔离地振带来的水平振动和列车运行产生的竖向振动,确保上部的建筑结构的安全与稳定。

技术研发人员:唐柏赞,董玉英,庄海洋,罗文俊,湛宁懿,张季,黄大维,许紫刚
受保护的技术使用者:华东交通大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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