一种性能自适应抗倾覆震振双控支座的制作方法

专利2025-05-19  20


本发明涉及一种隔震/振装置,属于结构隔震与振动控制,特别涉及一种性能自适应抗倾覆震振双控支座结构。


背景技术:

1、结构被动隔震减震控制技术始于20世纪70年代,由于其对结构地震响应的出色控制,得到了广大学者的关注,展开了广泛研究并在实际工程当中得到广泛应用。在高烈度区尤其是在发震断层或震中附近,竖向地震分量较大,对建筑物的破坏作用不容忽视。

2、同时随着城市轨道交通的发展,尤其是轨道距离建筑较近时,列车运行会引起建筑结构振动,对建筑物的安全和人们居住舒适度造成影响。近年来“工业上楼”得到大力推广,建筑物内部机器设备的运行,同样会引起建筑物的振动超标,影响结构安全与人的舒适度。

3、竖向隔震/振技术的研发多数是伴随着隔震/振支座的研发进行的,目前所研发的隔震/振支座只适用于地震或者地铁/机械振动,不能根据所遭受的激励不同而进行性能变化。结构在其全生命周期中可能遭受多种类型外部激励,亟需发明一种可根据所受激励作用不同而进行性能自调节的支座。


技术实现思路

1、本发明针对现有技术中支座适用场景单一且抗拉能力差的工程问题,提供一种力学性能可根据所受激励的不同而改变,而且当支座受拉力作用时可防止支座提离上部结构倾覆的性能自适应抗倾覆震振双控支座,对于地震及地铁、机械运行引起的振动均有控制效果。

2、其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。

3、一种性能自适应抗倾覆震振双控支座,其特点为,包括:

4、一开口朝上并呈筒状体结构的上凸外筒(12),其筒底形成支座的下固定连接板(2);

5、一开口朝下并呈筒状体结构的下凸外筒(11),其筒底形成支座的上固定连接板(1);所述下凸外筒(11)的内侧筒壁套设在所述上凸外筒(12)外侧筒壁外部;

6、一竖直安置于下凸外筒(11)的筒底和上凸外筒(12)的筒底之间的限位导向体,自上而下,所述限位导向体上依次套设有一阶弹簧(5)、限位隔板(7)、二阶弹簧(6)和下限位垫板(8),所述一阶弹簧(5)的上端抵接在所述下凸外筒(11)的筒底内侧,所述一阶弹簧(5)的下端抵接在所述限位隔板(7)的上端面,所述二阶弹簧(6)的上端抵接在所述限位隔板(7)的下端面,所述二阶弹簧(6)的下端抵接在所述下限位垫板(8)的上端面;所述限位导向体的上端与下凸外筒(11)的筒底固定连接,所述限位导向体的下端与一阻尼抗拉板(4)固定连接,所述阻尼抗拉板(4)位于上凸外筒(12)的筒底和下限位垫板(8)之间,所述上凸外筒(12)的筒底内侧与下限位垫板(8)之间的空隙内充填有阻尼液;

7、所述上凸外筒(12)的内侧筒壁上设有上限位固定件和下限位固定件,所述上限位固定件用于限制或确定所述限位隔板(7)的上移极限位,所述下限位固定件用于限制或确定所述下限位垫板(8)的下移极限位。

8、其中,处于压缩状态的二阶弹簧(6)为支座提供初始预压力,通过所述上限位固定件和下限位固定件限制所述限位隔板(7)与下限位垫板(8)的竖向位移,保持二阶弹簧(6)的预压力。

9、进一步,所述下凸外筒(11)的筒壁的内径不小于所述上凸外筒(12)筒壁的外径。

10、优选的,所述限位导向体为一呈筒体结构的限位导向筒(3)。

11、优选的,所述下凸外筒(11)的内侧筒底上设有凸出筒底表面的下凸螺杆(16);所述限位导向筒(3)的上端与所述下凸螺杆(16)螺纹连接。

12、优选的,所述阻尼抗拉板(8)的上侧端面设有凸出端面的上凸螺杆(17),所述限位导向筒(3)的下端与所述上凸螺杆(17)螺纹连接。

13、优选的,所述上限位固定件为一呈筒状体结构的上限位固定筒(10),其经上固定螺栓(13)固定于上凸外筒(12)筒体的上侧端;所述下限位固定件为一呈筒状体结构的下限位固定筒(9),其经下固定螺栓(14)固定于上凸外筒(12)筒体的下侧端。

14、进一步,所述下限位垫板(4)与所述下限位固定件固定连接或一体成型。

15、进一步,所述阻尼抗拉板(4)上开设有便于阻尼液通过的通孔。

16、进一步,所述一阶弹簧(5)为碟形弹簧、波形弹簧或螺旋弹簧;所述二阶弹簧(6)为碟形弹簧、波形弹簧或螺旋弹簧。

17、本发明所述的性能自适应抗倾覆震振双控支座主要具有如下优点和有益效果:

18、1)、通过上限位固定筒和下限位固定筒分别对限位隔板和下限位垫板进行限位,保持二阶弹簧的预压变形,维持支座预压力。

19、2)、当支座处于受压状态时,支座上部结构遭受外部激励作用导致支座发生较小压缩变形时,一阶弹簧发生压缩变形所产生的弹性力小于二阶弹簧预压力,压缩过程中仅一阶弹簧发生变形,支座受压刚度为较大的一阶刚度;遭受较大外部激励作用使支座发生较大压缩变形时,一阶弹簧受压所产生的弹性力大于二阶弹簧预压力,一阶弹簧与二阶弹簧共同变形,支座刚度变为较小的二阶刚度,实现整体刚度变化。

20、3)、当支座处于受拉状态时,支座上部结构遭受外部激励作用导致支座受到较小提离作用,所受提离力小于二阶弹簧预压力,整体支座处于锁定状态,无变形产生;当支座遭受较大提离作用,提离力超过二阶弹簧预压力,使支座二阶弹簧发生压缩变形,整体呈现出较大的抗提离刚度。

21、4)、支座变形过程中阻尼液流经阻尼孔所产生的流阻力起到耗能作用。

22、5)、性能自适应抗倾覆震振双控支座中各部件均可在工厂中进行规格化批量加工,通过螺纹或高强度螺栓进行拼装固定,便于维修更换。

23、6)、本发明利用性能自适应抗倾覆震振双控支座,使常规支座性能不可变、适应场景单一且抗拉能力弱的问题得以解决,充分发挥了震振双控支座的隔震/振能力,可根据外部激励条件的变化自动调整构件刚度等力学性能,通过支座耗能能力可进一步减小上部结构动力响应,并且具有抗倾覆作用,防止上部结构产生倾覆。可保证结构在风振、地铁振动、机器振动和地震作用复合激励作用下的人体舒适度与结构安全性。



技术特征:

1.一种性能自适应抗倾覆震振双控支座,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的性能自适应抗倾覆震振双控支座,其特征在于,处于压缩状态的二阶弹簧(6)为支座提供初始预压力,通过所述上限位固定件和下限位固定件限制所述限位隔板(7)与下限位垫板(8)的竖向位移,保持二阶弹簧(6)的预压力。

3.根据权利要求1所述的性能自适应抗倾覆震振双控支座,其特征在于,所述下凸外筒(11)的筒壁的内径不小于所述上凸外筒(12)筒壁的外径。

4.根据权利要求1所述的性能自适应抗倾覆震振双控支座,其特征在于,所述限位导向体为一呈筒体结构的限位导向筒(3)。

5.根据权利要求4所述的性能自适应抗倾覆震振双控支座,其特征在于,所述下凸外筒(11)的内侧筒底上设有凸出筒底表面的下凸螺杆(16);所述限位导向筒(3)的上端与所述下凸螺杆(16)螺纹连接。

6.根据权利要求4所述的性能自适应抗倾覆震振双控支座,其特征在于,所述阻尼抗拉板(8)的上侧端面设有凸出端面的上凸螺杆(17),所述限位导向筒(3)的下端与所述上凸螺杆(17)螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的性能自适应抗倾覆震振双控支座,其特征在于,所述上限位固定件为一呈筒状体结构的上限位固定筒(10),其经上固定螺栓(13)固定于上凸外筒(12)筒体的上侧端;所述下限位固定件为一呈筒状体结构的下限位固定筒(9),其经下固定螺栓(14)固定于上凸外筒(12)筒体的下侧端。

8.根据权利要求1所述的性能自适应抗倾覆震振双控支座,其特征在于,所述下限位垫板(8)与所述下限位固定件固定连接或一体成型。

9.根据权利要求1所述的性能自适应抗倾覆震振双控支座,其特征在于,所述阻尼抗拉板(4)上开设有便于阻尼液通过的通孔。

10.根据权利要求1所述的性能自适应抗倾覆震振双控支座,其特征在于,所述一阶弹簧(5)为碟形弹簧、波形弹簧或螺旋弹簧;所述二阶弹簧(6)为碟形弹簧、波形弹簧或螺旋弹簧。


技术总结
本发明提供了一种性能自适应抗倾覆震振双控支座,包括上凸外筒和下凸外筒;限位导向体竖直安置于两外筒筒底间,限位导向体上自上而下依次套设一阶弹簧、限位隔板、二阶弹簧和下限位垫板,一阶弹簧上下两端分别抵接下凸外筒筒底内侧和限位隔板上端面,二阶弹簧上下两端分别抵在限位隔板下端面和下限位垫板上端面;限位导向体上端与下凸外筒筒底固定连接,限位导向体下端与阻尼抗拉板固定连接,阻尼抗拉板位于上凸外筒筒底和下限位垫板间,上凸外筒筒底内侧与下限位垫板间充填有阻尼液;上凸外筒内侧筒壁上设上限位固定件和下限位固定件,分别用于限制或确定限位隔板的上移极限位和下限位垫板的下移极限位。

技术研发人员:田坤,高润东,兰学平,王宁睿,张洛
受保护的技术使用者:上海市建筑科学研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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