CN105019566B - 一种具有抗拉功能的三维隔震装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑、桥梁工程隔震技术领域，具体涉及一种具有抗拉功能的三维隔震装置，包括顶部钢平台、水平隔震支座、竖向抗拉组件、过渡钢平台、竖向隔震构件，所述水平隔震支座分别与顶部钢平台的底部及过渡钢平台的顶部连接，所述竖向隔震构件设置于过渡钢平台的底部，所述竖向抗拉组件套设于水平隔震支座的外周，并且分别与顶部钢平台的底部及过渡钢平台的顶部连接，不仅在水平方向和竖向均能够起到良好的隔震功能，而且在水平及竖向隔震功能相互解耦，互不牵连，安全性高；所述竖向抗拉构件在不妨碍水平隔震构件和竖向隔震构件运动的前提下，提供了较大的抗拉强度，为防止结构因支座被拉坏提供了较高的安全储备。
Description
技术领域
本发明涉及建筑、桥梁工程隔震技术领域，具体涉及一种具有抗拉功能的三维隔震装置。
背景技术
叠层橡胶隔震技术对减轻水平地震给建筑、桥梁结构带来的破坏具有重要的作用，其具有良好的水平变形能力和耗能效果，因此应用于建筑、桥梁隔震层中能有效地隔阻地震的水平振动对建筑、桥梁的破坏，并在近年来的多次实际地震中得到了很好的考验。但叠层橡胶隔震支座缺点是其在竖向不具有减震功能，且竖向抗拉强度小，从历次大地震所测到的地震记录来看，竖向地震在整个地震能量中占有不少份量，如何解决竖向隔震一直是困扰整个隔震界的重大难题，特别是对一些特重要的建筑物、桥梁及重要设备仪器设备，同时对高宽比大的高层隔震建筑，如何增强隔震支座的抗拉能力也是一个难题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种具有抗拉功能的三维隔震装置，其不仅在水平方向和竖向均能够起到良好的隔震功能，而且在垂直方向具有竖向抗拉的功能，另外其在水平及竖向隔震功能相互解耦，互不牵连，安全性高。
本发明通过以下技术方案实现该目的：
一种具有抗拉功能的三维隔震装置，包括顶部钢平台、水平隔震支座、竖向抗拉组件、过渡钢平台、竖向隔震构件，所述水平隔震支座分别与顶部钢平台的底部及过渡钢平台的顶部连接，所述竖向隔震构件设置于过渡钢平台的底部，所述竖向抗拉组件套设于水平隔震支座的外周，并且分别与顶部钢平台的底部及过渡钢平台的顶部连接。
其中，所述顶部钢平台包括平行设置的顶板和底板，还包括设置在所述顶板与底板之间的隔震支撑板，所述隔震支撑板上间隔设置有若干上加劲肋。
其中，所述过渡钢平台包括平行设置的上平板和下平板，还包括设置在所述上平板与下平板之间的竖向支撑板，所述竖向支撑板上间隔设置有若干下加劲肋。
其中，所述竖向抗拉组件包括与所述底板连接的上部抗拉构件、与所述上平板连接的下部抗拉构件，所述上部抗拉构件与下部抗拉构件相互垂直交叉套接，并且两者之间留有空隙，在水平方向相互解耦、互不牵连。
作为优选的，所述上部抗拉构件、下部抗拉构件的数量均为两对或以上。
其中，所述上部抗拉构件为呈“凹”字形的一体成型结构，包括上水平杆，所述上水平杆的两端分别垂直延伸构成两个上竖杆，所述上竖杆的末端分别设置有上连接板，所述上部抗拉构件通过该上连接板与所述底板连接；所述下部抗拉构件为呈“∏”形的一体成型结构，包括下水平杆，所述下水平杆的两端分别垂直延伸构成两个下竖杆，所述下竖杆的末端分别设置有下连接板，所述下部抗拉构件通过该下连接板与所述上平板连接；所述上水平杆穿过下水平杆与两下竖杆构成的空间，所述下水平杆穿过上水平杆与两上竖杆构成的空间，彼此在水平方向相互解耦、互不牵连。
作为优选的，所述水平隔震支座为橡胶隔震支座、弹性滑板支座、刚性滑板支座或摩擦摆支座。
其中，所述竖向隔震构件包括顶部开口的下圆筒，所述下圆筒内部设置有中导向杆，一上圆筒穿过该中导向杆并套设在下圆筒的内部，所述下圆筒内部还设置有减震支座，所述减震支座环绕套设在中导向杆的外周，所述减震支座的顶部通过上部连接板与上圆筒连接，所述减震支座的底部通过下部连接板与下圆筒连接。
其中，所述减震支座包括位于内部的内环钢桶，所述内环钢桶的外周依次设置有内环橡胶层、中环钢板层、外环橡胶层、外环钢板层，所述内环钢桶与中环钢板层夹紧内环橡胶层，所述中环钢板层与外环钢板层夹紧外环橡胶层。
进一步的，所述减震支座与上连接板之间还设置有顶部橡胶层，所述减震支座与下连接板之间还设置有底部橡胶层。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
1、本发明的具有抗拉功能的三维隔震装置不仅在水平方向和竖向均能够起到良好的隔震功能，而且在垂直方向具有竖向抗拉的功能，另外其在水平及竖向隔震功能相互解耦，互不牵连，安全性高。
2、本发明的竖向抗拉构件在不妨碍水平隔震构件和竖向隔震构件运动的前提下，提供了较大的抗拉强度，为防止结构因支座被拉坏提供了较高的安全储备。
3、对竖向隔震构件而言，采用内部环形叠层橡胶，在竖向运动时具有较小竖向刚度，从而延长上部结构的竖向周期，减小地震作用，同时提供阻尼功能，从而通过消能进一步减轻竖向地震作用。
4、竖向隔震构件中上圆筒与下圆筒相对滑动、中间导向杆与上圆筒之间的相对滑动对其内部的减震支座形成了很好的导向功能，保证竖向隔震构件的稳定性。
5、在仅有竖向荷载或遇到竖向超大地震时，竖向隔震构件中底部缓冲橡胶由于被限制在一个被约束的三维环境中，在竖向被完全压缩时，会提供较大的竖向抗压刚度，保证了上部结构的安全性。
6、该具有抗拉功能的三维隔震装置取材容易，施工安装、免维护。
附图说明
图1为本发明的具有抗拉功能的三维隔震装置的结构示意图。
图2为顶部钢平台的结构示意图。
图3为过渡钢平台的结构示意图。
图4为上部抗拉构件的结构示意图。
图5为下部抗拉构件的结构示意图。
图6为竖向隔震构件的结构示意图。
图中：1-顶部钢平台，11-顶板，12-底板，13-隔震支撑板，14-上加劲肋，2-水平隔震支座，3-竖向抗拉组件，4-过渡钢平台，41-上平板，42-下平板，43-竖向支撑板，44-下加劲肋，5-竖向隔震构件，51-下圆筒，52-中导向杆，53-上圆筒，54-减震支座，541-内环钢桶，542-内环橡胶层，543-中环钢板层，544-外环橡胶层，545-外环钢板层，55-上部连接板，56-下部连接板，57-顶部橡胶层，58-底部橡胶层，6-上部抗拉构件，61-上水平杆，62-上竖杆，63-上连接板，7-下部抗拉构件，71-下水平杆，72-下竖杆，73-下连接板。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1。
如图1所示，本实施例的一种具有抗拉功能的三维隔震装置，包括顶部钢平台1、水平隔震支座2、竖向抗拉组件3、过渡钢平台4、竖向隔震构件5，所述水平隔震支座2分别与顶部钢平台1的底部及过渡钢平台4的顶部连接，所述竖向隔震构件5设置于过渡钢平台4的底部，所述竖向抗拉组件3套设于水平隔震支座2的外周，并且分别与顶部钢平台1的底部及过渡钢平台4的顶部连接。
本发明的具有抗拉功能的三维隔震装置不仅在水平方向和竖向均能够起到良好的隔震功能，而且在水平及竖向隔震功能相互解耦，互不牵连，安全性高；所述水平隔震支座2能够在水平方向起到隔震功能，所述竖向抗拉构件在不妨碍水平隔震构件和竖向隔震构件5运动的前提下，提供了较大的抗拉强度，为防止结构因支座被拉坏提供了较高的安全储备；该具有抗拉功能的三维隔震装置取材容易，施工安装、免维护。
如图2所示，所述顶部钢平台1包括平行设置的顶板11和底板12，还包括设置在所述顶板11与底板12之间的隔震支撑板13，所述隔震支撑板13上间隔设置有若干上加劲肋14，所述顶板11与隔震层的上部结构连接，所述底板12与过渡钢平台4连接。
如图3所示，所述过渡钢平台4包括平行设置的上平板41和下平板42，还包括设置在所述上平板41与下平板42之间的竖向支撑板43，所述竖向支撑板43上间隔设置有若干下加劲肋44。
其中，所述竖向抗拉组件3包括与所述底板12连接的上部抗拉构件6、与所述上平板41连接的下部抗拉构件7，所述上部抗拉构件6与下部抗拉构件7相互垂直交叉套接，并且两者之间留有空隙，所述具有抗拉功能的三维隔震装置的水平隔震支座2与竖向隔震构件5在竖向荷载作用下，同时承担上部结构的重量。所述水平隔震支座2承担减轻结构水平地震的功能，竖向隔震构件5承担减轻竖向隔震的功能，两者彼此解耦，互不牵连。
作为优选的，所述上部抗拉构件6、下部抗拉构件7的数量均为两对或以上，可由钢材制成，也可以由其它高强度材料制成，多对竖向抗拉组件3有利于进一步提高本发明的具有抗拉功能的三维隔震装置的稳定性及可靠性。
如图4所示，所述上部抗拉构件6为呈“凹”字形的一体成型结构，包括上水平杆61，所述上水平杆61的两端分别垂直延伸构成两个上竖杆62，所述上竖杆62的末端分别设置有上连接板63，所述上部抗拉构件6通过该上连接板63与所述底板12连接。
如图5所示，所述下部抗拉构件7为呈“∏”形的一体成型结构，包括下水平杆71，所述下水平杆71的两端分别垂直延伸构成两个下竖杆72，所述下竖杆72的末端分别设置有下连接板73，所述下部抗拉构件7通过该下连接板73与所述上平板41连接；所述上水平杆61穿过下水平杆71与两下竖杆72构成的空间，所述下水平杆71穿过上水平杆61与两上竖杆62构成的空间，彼此在水平方向相互解耦、互不牵连。
具体的，所述上部抗拉构件6的上水平杆61与下部抗拉构件7的下水平杆71相互垂直并串接，同时在竖向留有一定的缝隙，为竖向隔震构件5在垂直方向的运动留下竖向运动的空间。同时上部抗拉构件6的上水平杆61、下部抗拉构件7的下水平杆71与水平隔震支座2在水平方向均留有一定的距离，以不妨碍水平隔震支座2在水平方向的***。
作为优选的，所述水平隔震支座2为橡胶隔震支座、弹性滑板支座、刚性滑板支座或摩擦摆支座。
如图6所示，所述竖向隔震构件5包括顶部开口的下圆筒51，所述下圆筒51内部设置有中导向杆52，一上圆筒53穿过该中导向杆52并套设在下圆筒51的内部，所述下圆筒51内部还设置有减震支座54，所述减震支座54环绕套设在中导向杆52的外周，所述减震支座54的顶部通过上部连接板55与上圆筒53连接，所述减震支座54的底部通过下部连接板56与下圆筒51连接，当上部结构带动上圆筒53时，而此时减震支座54内环钢桶541与减震支座54的底部结构固定在一起，保持不动，减震支座54将在竖向发生相对变形，其竖向刚度将由其内部橡胶提供，由于内部橡胶刚度较小，将延长上部结构的竖向周期，同时橡胶提供阻尼，形成类似阻尼器的耗能功能，耗散竖向地震能量，两个作用加在一起从而起到竖向减震的功能。
其中，所述减震支座54包括位于内部的内环钢桶541，所述内环钢桶541的外周依次设置有内环橡胶层542、中环钢板层543、外环橡胶层544、外环钢板层545，所述内环钢桶541与中环钢板层543夹紧内环橡胶层542，所述中环钢板层543与外环钢板层545夹紧外环橡胶层544。
进一步的，所述减震支座54与上连接板63之间还设置有顶部橡胶层57，所述减震支座54与下连接板73之间还设置有底部橡胶层58，进一步起到缓冲隔震的作用，在仅有竖向荷载或遇到竖向超大地震时，竖向隔震构件5中底部缓冲橡胶由于被限制在一个被约束的三维环境中，在竖向被完全压缩时，会提供较大的竖向抗压刚度，保证了上部结构的安全性。
本发明的竖向隔震构件5，内部采用环形叠层橡胶，在竖向运动时具有较小竖向刚度，从而延长上部结构的竖向周期，减小地震作用，同时提供阻尼功能，从而通过消能进一步减轻竖向地震作用；同时所述竖向隔震构件5中上圆筒53与下圆筒51相对滑动、中间导向杆与上圆筒53之间的相对滑动对其内部的减震支座54形成了很好的导向功能，保证竖向隔震构件5的稳定性。
以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种具有抗拉功能的三维隔震装置，其特征在于：包括顶部钢平台、水平隔震支座、竖向抗拉组件、过渡钢平台、竖向隔震构件，所述水平隔震支座分别与顶部钢平台的底部及过渡钢平台的顶部连接，所述竖向隔震构件设置于过渡钢平台的底部，所述竖向抗拉组件套设于水平隔震支座的外周，并且分别与顶部钢平台的底部及过渡钢平台的顶部连接；
所述竖向隔震构件包括顶部开口的下圆筒，所述下圆筒内部设置有中导向杆，一上圆筒穿过该中导向杆并套设在下圆筒的内部，所述下圆筒内部还设置有减震支座，所述减震支座环绕套设在中导向杆的外周，所述减震支座的顶部通过上部连接板与上圆筒连接，所述减震支座的底部通过下部连接板与下圆筒连接；
所述减震支座包括位于内部的内环钢桶，所述内环钢桶的外周依次设置有内环橡胶层、中环钢板层、外环橡胶层、外环钢板层，所述内环钢桶与中环钢板层夹紧内环橡胶层，所述中环钢板层与外环钢板层夹紧外环橡胶层；
所述顶部钢平台包括平行设置的顶板和底板，还包括设置在所述顶板与底板之间的隔震支撑板，所述隔震支撑板上间隔设置有若干上加劲肋；
所述过渡钢平台包括平行设置的上平板和下平板，还包括设置在所述上平板与下平板之间的竖向支撑板，所述竖向支撑板上间隔设置有若干下加劲肋；
所述竖向抗拉组件包括与所述底板连接的上部抗拉构件、与所述上平板连接的下部抗拉构件，所述上部抗拉构件与下部抗拉构件相互垂直交叉套接，并且两者之间留有空隙，在水平方向相互解耦、互不牵连；
所述上部抗拉构件、下部抗拉构件的数量均为两对或以上。
2.根据权利要求1所述的具有抗拉功能的三维隔震装置，其特征在于：所述上部抗拉构件为呈“凹”字形的一体成型结构，包括上水平杆，所述上水平杆的两端分别垂直延伸构成两个上竖杆，所述上竖杆的末端分别设置有上连接板，所述上部抗拉构件通过该上连接板与所述底板连接；所述下部抗拉构件为呈“∏”形的一体成型结构，包括下水平杆，所述下水平杆的两端分别垂直延伸构成两个下竖杆，所述下竖杆的末端分别设置有下连接板，所述下部抗拉构件通过该下连接板与所述上平板连接；所述上水平杆穿过下水平杆与两下竖杆构成的空间，所述下水平杆穿过上水平杆与两上竖杆构成的空间，彼此在水平方向相互解耦、互不牵连。
3.根据权利要求1所述的具有抗拉功能的三维隔震装置，其特征在于：所述水平隔震支座为橡胶隔震支座、弹性滑板支座、刚性滑板支座或摩擦摆支座。
4.根据权利要求1所述的具有抗拉功能的三维隔震装置，其特征在于：所述减震支座与上连接板之间还设置有顶部橡胶层，所述减震支座与下连接板之间还设置有底部橡胶层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171121 |