CN112177056A - 一种低温储罐三维减隔震装置 - Google Patents

一种低温储罐三维减隔震装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低温储罐三维减隔震装置，其特征在于：包括高阻尼橡胶支座，连接于所述高阻尼橡胶支座的底部的连接轴部，以及碟簧阻尼能耗***；所述碟簧阻尼能耗***包括导向套筒、下连接板、碟簧阻尼结构和支座底板；所述导向套筒滑动套设在所述连接轴部的外部；所述下连接板连接于所述连接轴部的底部，并能够沿所述导向套筒轴向滑动；所述支座底板连接在所述导向套筒的底部；所述碟簧阻尼结构至少为一个，与导向套筒的中心轴线重合地设置在所述下连接板和支座底板之间，所述碟簧阻尼结构能够沿所述导向套筒的轴向发生变形。

Description

一种低温储罐三维减隔震装置
技术领域
本发明涉及一种低温储罐三维减隔震装置，属于低温储罐技术领域。
背景技术
在低温储罐设计中，地震荷载是储罐大部分结构的控制荷载。为了满足地震荷载的设计要求，在早期人们通常采用抗震的方法进行储罐设计，即增加储罐构件的尺寸、强度以抵抗地震荷载的作用，但是这种方法大大增加了储罐的建造成本；随着技术的发展，减隔震技术被引入储罐设计中，目前常用的方法是在储罐承台与基础之间设置橡胶支座，由于橡胶刚度远低于储罐外罐结构，这样可以对地震荷载向上传递时起到一个隔离的作用，降低地震荷载对上部构件的作用。然而，橡胶支座只对水平地震荷载有隔震效果，对竖向地震的隔震作用非常小，但在储罐的设计中，竖向地震荷载不可忽略，对于穹顶这种大跨度弧面结构，其竖向地震响应远大于水平地震，竖直地震荷载为控制荷载；另外在内罐设计中，竖向地震作用下罐内液体竖向呼吸模态的加速度是水平冲击加速度的2/3，当采用橡胶支座隔震后，水平地震加速度降低一半以上，竖向地震荷载未降低而成为控制荷载。由于橡胶支座不能降低竖向地震荷载，使得储罐在设计方面存在“瓶颈”。
因此，在低温储罐设计中，开发一种既具有水平减隔震作用，又具有竖向减隔震作用的三维减隔震装置是十分有必要的。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种低温储罐三维减隔震装置，该装置既能够降低储罐水平方向地震作用，又能够降低竖向地震作用，从而降低地震荷载对储罐结构的影响，更大程度地降低储罐建造成本，提高储罐安全性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种低温储罐三维减隔震装置，包括高阻尼橡胶支座，连接于所述高阻尼橡胶支座的底部的连接轴部，以及碟簧阻尼能耗***；
所述碟簧阻尼能耗***包括导向套筒、下连接板、碟簧阻尼结构和支座底板；所述导向套筒滑动套设在所述连接轴部的外部；所述下连接板连接于所述连接轴部的底部，并能够沿所述导向套筒轴向滑动；所述支座底板连接在所述导向套筒的底部；所述碟簧阻尼结构至少为一个，与导向套筒的中心轴线重合地设置在所述下连接板和支座底板之间，所述碟簧阻尼结构能够沿所述导向套筒的轴向发生变形从而产生阻尼力。。
在一些实施例中，所述碟簧阻尼能耗***包括多个碟簧阻尼结构，多个所述碟簧阻尼结构周向均布在所述下连接板和支座底板之间。
在一些实施例中，所述碟簧阻尼结构包括位于中部的圆筒形粘滞阻尼器，以及穿设在所述粘滞阻尼器外部的蝶形弹簧。
在一些实施例中，所述导向套筒包括圆筒以及固定设置在所述圆筒顶部的环形板，所述环形板和连接轴部之间设置橡胶阻尼环，所述下连接板和圆筒之间设置橡胶阻尼环。
在一些实施例中，所述高阻尼橡胶支座包括支座顶板、上连接板和高阻尼橡胶叠层部；所述高阻尼橡胶叠层部连接于所述支座顶板和上连接板之间，所述高阻尼橡胶叠层部能够发生水平变形从而起到水平减隔震的作用。
在一些实施例中，所述连接轴部包括连接内筒、连接外筒和加劲肋板，所述连接外筒套在所述连接内筒的外部，若干所述加劲肋板沿周向均布地连接在所述连接内筒和连接外筒之间，所述连接内筒和连接外筒的上、下端均分别固定在所述高阻尼橡胶支座和下连接板上。
在一些实施例中，所述蝶形弹簧由多片蝶簧片叠设形成。
在一些实施例中，三维减隔震装置设置在储罐承台和桩基之间，所述支座顶板和支座底板上均预留有螺栓孔。
本发明采用以上技术方案，其具有如下优点：本发明提供的三维减隔震装置，包括通过连接轴部连接在一起的高阻尼橡胶支座和碟簧阻尼能耗***，高阻尼橡胶支座***能够发生水平变形，碟簧阻尼能耗***能够发生竖向变形，使得本发明相较于现有的橡胶隔震支座，既能够降低低温储罐水平地震响应，又能降低竖向地震响应，彻底降低地震荷载对储罐结构的影响，从而达到真正减隔震的作用，更大程度地降低储罐建造成本，提高储罐安全性。
附图说明
图1是本发明实施例一中三维减隔震装置的结构示意图；
图2是图1的的A-A向结构示意图；
图3是图1的B-B向结构示意图；
图4是本发明实施例二中三维减隔震装置的结构示意图；
图5是图4的C-C向结构示意图；
图中，1、高阻尼橡胶支座***；11、支座顶板；12、上连接板；13、高阻尼橡胶叠层部；131、高阻尼橡胶；132、钢板；
2、连接轴部；21、连接内筒；22、连接外筒；23、加劲肋板；
3、碟簧阻尼能耗***；31、导向套筒；32、下连接板；33、碟簧阻尼结构；34、支座底板；331、粘滞阻尼器；332、碟形弹簧。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
实施例一
如图1所示，本实施例提供的一种低温储罐三维减隔震装置，该装置设置在储罐承台和桩基之间；该装置包括高阻尼橡胶支座1、连接轴部2和碟簧阻尼能耗***3；连接轴部2连接于高阻尼橡胶支座1的底部；碟簧阻尼能耗***3包括导向套筒31、下连接板32、碟簧阻尼结构33和支座底板34；导向套筒31滑动套设在连接轴部2的外部；下连接板32连接于连接轴部2的底部，并能够沿导向套筒31轴向滑动；支座底板34连接在导向套筒31的底部；碟簧阻尼结构33设置在下连接板32和支座底板34之间，碟簧阻尼结构33能够沿导向套筒31的轴向发生变形，以使碟簧阻尼能耗***3具有竖向隔震作用。
在上述实施例中，优选地，碟簧阻尼结构33的中心轴线与导向套筒31的中心轴线重合，碟簧阻尼结构33包括位于中部的圆筒形的粘滞阻尼器331以及穿设在粘滞阻尼器331外部的蝶形弹簧332；当承受较大荷载时，圆筒形的粘滞阻尼器331位于中部作为中间轴，使得蝶形弹簧332的中心不会偏离，使得碟簧阻尼结构33具有较好稳定性，能够达到较好的竖向隔震效果。可以理解的是，粘滞阻尼器331为现有的成套设备，通常可以根据设计参数直接选用。
在上述实施例中，优选地，蝶形弹簧332由多片蝶簧片叠设形成，可以理解的是，碟簧片的数量可根据所需刚度和阻尼计算确定。
在上述实施例中，优选地，导向套筒31包括圆筒311以及固定设置在圆筒311顶部的环形板312，环形板312和连接轴部2之间设置橡胶阻尼环，下连接板32和圆筒311之间设置橡胶阻尼环，以增加摩擦系数，提高竖向阻尼隔震效果。
在上述实施例中，优选地，高阻尼橡胶支座1包括支座顶板11、上连接板12和高阻尼橡胶叠层部13；高阻尼橡胶叠层部13连接于支座顶板11和上连接板12之间，高阻尼橡胶叠层部13能够发生水平变形，以使高阻尼橡胶支座1具有水平隔震作用。
在上述实施例中，优选地，高阻尼橡胶叠层部13为若干高阻尼橡胶131和若干钢板132之间交错叠加而成，钢板132的上下面和与之相邻的高阻尼橡胶131之间粘接在一起；可以理解的是，高阻尼橡胶131厚度及层数根据所需第一水平刚度和第二水平刚度计算确定。
在上述实施例中，优选地，高阻尼橡胶131和钢板132之间通过高温硫化结合在一起。
在上述实施例中，优选地，连接轴部2包括连接内筒21、连接外筒22和加劲肋板23，连接外筒22套在连接内筒21的外部，若干加劲肋板23沿周向均布地连接在连接内筒21和连接外筒22之间，连接内筒21和连接外筒22的上、下端均分别固定在高阻尼橡胶支座1和下连接板32上。
在上述实施例中，优选地，支座顶板11和支座底板34上均预留有螺栓孔，以方便装置连接在储罐承台和桩基之间。
本发明提供的低温储罐三维减隔震装置在使用时，支座底板11通过螺栓固定连接在储罐承台上，支座底板34通过螺栓固定连接在桩基上；当未发生地震时，碟簧阻尼能耗***3中的碟簧阻尼结构33处于压缩状态，整个减隔震装置主要承受储罐自重产生的竖向荷载。当发生水平地震时，由于橡胶的刚度远小于储罐罐体的刚度，位于上部的高阻尼橡胶支座1发生水平变形，吸收地震大部分的能量，只有少部分能量传递至罐体，以起到减隔震的作用；当发生竖向地震时，地震荷载通过支座底板34传递给碟簧阻尼能耗***3，碟簧阻尼能耗***3的导向套筒31与连接轴部2之间发生上下滑动，碟簧阻尼结构33在导向套筒31内产生上下变形，吸收地震能量，另外，导向套筒31上的环形板311和连接轴部2之间的橡胶阻尼环、圆筒312和下连接板32之间的橡胶阻尼环增加导向套筒31与连接轴部2之间上下滑动的阻力，也起到能耗作用，从而大大降低地震能量向上传递，从而达到竖向减震的目的。
实施例二
如图4、图5所示，与实施一相比，其他结构不变，主要区别在于：碟簧阻尼能耗***3包括导向套筒31、下连接板32、多个碟簧阻尼结构33和支座底板34；多个蝶簧阻尼结构33周向均布在下连接板32和支座底板34之间，碟簧阻尼结构33包括位于中部的圆筒形的粘滞阻尼器331，以及穿设在粘滞阻尼器331外部的蝶形弹簧332。通过调整碟簧阻尼结构的数量、尺寸及力学参数调整该减隔震装置的竖向能耗效果，可以调整的参数较多，更容易达到所需竖向隔震效果。
本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (8)

1.一种低温储罐三维减隔震装置，其特征在于：包括高阻尼橡胶支座，连接于所述高阻尼橡胶支座的底部的连接轴部，以及碟簧阻尼能耗***；
所述碟簧阻尼能耗***包括导向套筒、下连接板、碟簧阻尼结构和支座底板；所述导向套筒滑动套设在所述连接轴部的外部；所述下连接板连接于所述连接轴部的底部，并能够沿所述导向套筒轴向滑动；所述支座底板连接在所述导向套筒的底部；所述碟簧阻尼结构至少为一个，与导向套筒的中心轴线重合地设置在所述下连接板和支座底板之间，所述碟簧阻尼结构能够沿所述导向套筒的轴向发生变形。
2.如权利要求1所述的一种低温储罐三维减隔震装置，其特征在于：所述碟簧阻尼能耗***包括多个碟簧阻尼结构，多个所述碟簧阻尼结构周向均布在所述下连接板和支座底板之间。
3.如权利要求1或2所述的一种低温储罐三维减隔震装置，其特征在于：所述碟簧阻尼结构包括位于中部的圆筒形粘滞阻尼器，以及穿设在所述粘滞阻尼器外部的蝶形弹簧。
4.如权利要求1所述的一种低温储罐三维减隔震装置，其特征在于：所述导向套筒包括圆筒以及固定设置在所述圆筒顶部的环形板，所述环形板和连接轴部之间设置橡胶阻尼环，所述下连接板和圆筒之间设置橡胶阻尼环。
5.如权利要求1所述的一种低温储罐三维减隔震装置，其特征在于：所述高阻尼橡胶支座包括支座顶板、上连接板和高阻尼橡胶叠层部；所述高阻尼橡胶叠层部连接于所述支座顶板和上连接板之间，所述高阻尼橡胶叠层部能够发生水平变形。
6.如权利要求1所述的一种低温储罐三维减隔震装置，其特征在于：所述连接轴部包括连接内筒、连接外筒和加劲肋板，所述连接外筒套在所述连接内筒的外部，若干所述加劲肋板沿周向均布地连接在所述连接内筒和连接外筒之间，所述连接内筒和连接外筒的上、下端均分别固定在所述高阻尼橡胶支座和下连接板上。
7.如权利要求3所述的一种低温储罐三维减隔震装置，其特征在于：所述蝶形弹簧由多片蝶簧片叠设形成。
8.如权利要求5所述的一种低温储罐三维减隔震装置，其特征在于：三维减隔震装置设置在储罐承台和桩基之间，所述支座顶板和支座底板上均预留有螺栓孔。
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