CN112459258A - 一种组合式三维隔震支座 - Google Patents

Abstract

本发明属于减震装置技术领域，公开了一种组合式三维隔震支座，包括第一连接板、第二连接板以及位于第一连接板和第二连接板之间的支撑部，所述第一连接板和第二连接板之间还设有多个缓冲机构，所述支撑部包括橡胶层、钢板和保护套，所述橡胶层和钢板设置有多个且依次相间叠层设置，所述钢板上设置有翻边，所述翻边与橡胶层相扣，所述保护套将橡胶层和钢板的周围包裹，所述缓冲机构包括活动铰链、阻尼器、连杆和销轴；本发明钢板与橡胶的叠层结构以及翻边钢板的设计，高效改善竖向和水平的隔震效果，缓冲机构受力形变有效起到减震和耗能作用，解决了传统隔震支座同时实现水平和竖直隔震能力不足以及稳定性不够的问题。

Description

一种组合式三维隔震支座

技术领域

本发明涉及减震装置技术领域，具体涉及一种组合式三维隔震支座。

背景技术

隔震技术是近些年来发展的应用于工程结构的一种振动控制技术，其特点是可以显著减少上部结构受地震或其它振动的作用，以有效保护上部结构的安全性。

三维隔震的研究近年来虽已取得一些进展，但有效应用的实践项目较少；在三维地震作用下，特别是建筑结构竖向荷载及刚度要求较高的环境下，进行竖向隔震的难度较大，并且现阶段的研究，主要为橡胶隔震支座，弹性滑板支座，摩擦摆支座等，虽已广泛应于多、高层建筑以及桥梁隔震结构当中，但由于其主要局限于水平方向的地震隔震，且对震动的余力不能主动消耗，属于一种被动的振动控制技术，隔震支座不能有效起到隔离竖向震动的作用；所以本发明在传统水平隔震支座的基础上，创造出一种能够用于三维隔震的新型支座，是同时解决工程结构水平向和竖向三维隔震难题的一种有效方式。另外，随着城市轨道交通的发展，地铁沿线以及上盖建筑的居住舒适度受到振动的影响，使得本发明的实施更具意义和价值。

发明内容

为此，本发明提供一种组合式三维隔震支座，以解决现有技术中由于传统减震设备结构单一而导致的难以同时对水平向和竖向的震动起到良好隔震效果的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种组合式三维隔震支座，包括第一连接板、第二连接板以及设置在第一连接板和第二连接板之间的支撑部，所述第一连接板和第二连接板之间且位于支撑部的周围绕设有多个缓冲机构；

所述支撑部包括橡胶层、钢板和保护套，所述橡胶层和钢板设置有多个且依次相间叠层设置，所述钢板上设置有翻边，所述翻边与橡胶层相扣，所述保护套将橡胶层和钢板的周围包裹；

所述缓冲机构包括活动铰链、阻尼器、连杆和销轴，所述连杆设置有四个且长度相等，四个连杆首尾依次通过活动铰链和销轴活动连接，且活动铰链和销轴两两间隔对立设置，两个销轴之间设置有阻尼器，两个活动铰链分别对应第一连接板和第二连接板固定连接。

进一步地，所述第一连接板、第二连接板、橡胶层和钢板呈同心设置的圆形状。

基于上述技术特征，更有利于橡胶层的挤压扩张，提高支座整体的挤压抗震性能。

进一步地，所述翻边同侧绕设在钢板的四周边缘位置处，且橡胶层四周边缘设有开槽与翻边相契合。

基于上述技术特征，通过设置翻边钢板增加橡胶层厚度，高效改善竖向刚度和水平刚度的相关性，使其在水平刚度不变的情况下降低竖向刚度，同时又能保障橡胶层形态的稳定性，钢板四周翻边对内部橡胶层产生环向约束，实现了支座在竖向荷载作用下橡胶层横向变形受控并提供较大的竖向位移解决了传统隔震橡胶支座的不足保证橡胶层与钢板的结构稳定同时提高抗震强度。

进一步地，所述活动铰链为球型铰，所述球型铰与相邻的第一连接板和第二连接板之间设置有脚垫。

基于上述技术特征，球型铰可以保证缓冲机构在多方向受力时能够正常工作，为支座的三维方向受力起到良好的隔震作用，脚垫保证了缓冲机构更好的连接和受力。

进一步地，所述销轴为超限自毁栓，其受力强度小于活动铰链、阻尼器以及连杆的受力强度。

基于上述技术特征，销轴在受力超载时及时剪坏失效，以保护橡胶支座、阻尼器及连杆。

进一步地，所述橡胶层和钢板的中心处设置有定位孔，便于橡胶层和钢板的安装定位。

进一步地，所述第一连接板和第二连接板边缘位置处均匀设置有多个安装孔，便于支座的安装稳定。

本发明具有如下优点：

(1)本发明在叠层橡胶隔震支座的基础上，通过设置翻边钢板增加橡胶层厚度，高效改善竖向刚度和水平刚度的相关性，使其在水平刚度不变的情况下降低竖向刚度，同时又能保障橡胶层形态的稳定性，翻边对内部橡胶层产生环向约束，使得支座受竖向荷载作用下橡胶层横向变形受控并提供较大的竖向位移，解决了传统隔震橡胶支座同时实现水平和竖直隔震能力不足以及稳定性不够的问题。

(2)本发明在支座之间设置有由活动铰链、阻尼器、连杆和销轴组成的缓冲机构，在支座受震动压力竖向变形值较小时，连杆形状收缩将压力传递给阻尼器，阻尼器受力形变有效起到减震作用，同时阻尼器起到耗能的作用，防止震动的余力回弹，起到更佳的隔震作用。

(3)本发明的缓冲机构的连杆之间采用超限自毁功能的销轴，当震动压力过大，支座水平位移可能超过连杆及阻尼器的工作幅度时，销轴会因超载及时剪坏失效，以保护支座、阻尼器及其连杆。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明提供的一种组合式三维隔震支座的整体结构图；

图2为本发明提供的一种组合式三维隔震支座的内部结构图；

图3为本发明的支撑部的组装示意图；

图4为本发明的钢板示意图；

图5为本发明的缓冲机构结构图；

图6为图1中的A部放大图；

图7为图1中的B部放大图；

图8为图2中的C部放大图。

图中：1-第一连接板、11-安装孔、2-第二连接板、3-支撑部、31-橡胶层、32-钢板、321-翻边、33-保护套、34-定位孔、4-缓冲机构、41-活动铰链、42-阻尼器、43-连杆、44-销轴、45-脚垫。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种组合式三维隔震支座，包括第一连接板1、第二连接板2、支撑部3和缓冲机构4，其中，支撑部3和缓冲机构4设置在第一连接板1和第二连接板2之间，缓冲机构4设置有多个并分布在支撑部3的周围。

如图2和图3所示，支撑部3包括橡胶层31、钢板32和保护套33，橡胶层31和钢板32同第一连接板1和第二连接板2一样呈同心设置的圆形状，且橡胶层31和钢板32的直径小于第一连接板1和第二连接板2。橡胶层31和钢板32设置有多个且依次相间叠层设置将两端的第一连接板1和第二连接板2支撑。在本实施例中，通过设置钢板32，单层橡胶层31的厚度有效增加，使得竖向刚度降低的同时，又能保证橡胶层31在上部竖向力作用下不会产生明显的侧向(挤出)变形，为隔震支座较大的竖向变形提供有利条件，从而对环境振动和地震的竖向分量起到较好的隔震效果，同时又能保障橡胶层31形态的稳定性。橡胶层31采用较大的厚度，在支座水平方向，水平刚度会相对变小，增强了水平向隔震效果。

如图4和图8所示，钢板32上设置有翻边321，且翻边321同侧绕设在钢板32的四周边缘位置处，同时橡胶层31四周边缘设有开槽与翻边321相契合。翻边321对内部橡胶层31产生环向约束，使得支座受竖向荷载作用下橡胶层31横向变形受控并提供较大的竖向位移，并能有效防止支撑部3的偏移变形，解决了传统隔震橡胶难以同时实现水平和竖直隔震以及稳定性不够的问题。

保护套33采用弹性材料，将橡胶层31和钢板32的周围包裹，对支撑部3起到保护作用，同时起到隔离支座本体和外部环境的作用，增强支座耐久性。

如图1和图5所示，每个缓冲机构4包括两个活动铰链41、一个阻尼器42、四个连杆43以及两个销轴44，四个连杆43长度相等且首尾依次通过活动铰链41和销轴44活动连接，其中，活动铰链41和销轴44两两间隔对立设置，两个销轴44之间设置有阻尼器42，两个活动铰链41分别对应第一连接板1和第二连接板2固定连接。在本实施例中，缓冲机构4起到了一个受力形变减压耗能的功能，即第一连接板1和第二连接板2受力时，连杆43压缩变形，使得阻尼器42向两边拉伸，阻尼器42拉伸耗能，将压力抵消，防止震动的余力回弹，起到更佳的隔震作用。

本实施例中，支座在单一或复杂运动状态(含水平向、竖向、平面受扭、立面受弯)时，由支撑部3和缓冲机构4共同承担外部受力，共同工作实现支座的三维隔震。

如图6所示，作为本实施例进一步的改进，活动铰链41为球型铰，球型铰可以保证缓冲机构4在多方向受力时能够正常工作，为支座的三维方向受力起到良好的隔震作用。球型铰与相邻的第一连接板1和第二连接板2之间设置有脚垫45，脚垫45采用可拆卸式连接，保证了缓冲机构更好的连接和受力。

如图7所示，作为本实施例更进一步的改进，销轴44为超限自毁栓，其受力强度小于活动铰链41、阻尼器42以及连杆43的受力强度。当震动压力过大，支座水平位移可能超过连杆43及阻尼器42的工作幅度时，销轴会因超载及时剪坏失效，以保护支座、阻尼器42及其连杆43。此时该阻尼器42退出工作，但不影响支座本身的工作性能。

本实施例中，橡胶层31和钢板32的中心处设置有定位孔34，便于橡胶层31和钢板32的安装定位。第一连接板1和第二连接板2边缘位置处均匀设置有多个安装孔11，便于支座的安装稳定。

本实施例中，钢板32、橡胶层31、阻尼器42等所有组配件的尺寸、形状和性能参数等，均可根据实际工程情况和不同的抗震设防水准和振动控制需求进行设计，有着较强的灵活性和工程应用前景。

本发明结构构造简单，生产工序工艺基本同普通橡胶支座的生产加工，故易生产，性能稳定，成本低，利于推广。

以上是本发明的典型实例，本发明的实施不限于此。特别是翻边钢板的翻边形式不限于此图例中的形式，也不限于翻边是等高的、连续的等等。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种组合式三维隔震支座，包括第一连接板(1)、第二连接板(2)以及设置在第一连接板(1)和第二连接板(2)之间的支撑部(3)，所述第一连接板(1)和第二连接板(2)之间且位于支撑部(3)的周围绕设有多个缓冲机构(4)，其特征在于：

所述支撑部(3)包括橡胶层(31)、钢板(32)和保护套(33)，所述橡胶层(31)和钢板(32)设置有多个且依次相间叠层设置，所述钢板(32)上设置有翻边(321)，所述翻边(321)与橡胶层(31)相扣，所述保护套(33)将橡胶层(31)和钢板(32)的周围包裹；

所述缓冲机构(4)包括活动铰链(41)、阻尼器(42)、连杆(43)和销轴(44)，所述连杆(43)设置有四个且长度相等，四个连杆(43)首尾依次通过活动铰链(41)和销轴(44)活动连接，且活动铰链(41)和销轴(44)两两间隔对立设置，两个销轴(44)之间设置有阻尼器(42)，两个活动铰链(41)分别对应第一连接板(1)和第二连接板(2)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种组合式三维隔震支座，其特征在于：所述第一连接板(1)、第二连接板(2)、橡胶层(31)和钢板(32)呈同心设置的圆形状。

3.根据权利要求2所述的一种组合式三维隔震支座，其特征在于：所述翻边(321)同侧绕设在钢板(32)的四周边缘位置处，且橡胶层(31)四周边缘设有开槽与翻边(321)相契合。

4.根据权利要求1所述的一种组合式三维隔震支座，其特征在于：所述活动铰链(41)为球型铰，所述球型铰与相邻的第一连接板(1)和第二连接板(2)之间设置有脚垫(45)。

5.根据权利要求1所述的一种组合式三维隔震支座，其特征在于：所述销轴(44)为超限自毁栓，其受力强度小于活动铰链(41)、阻尼器(42)以及连杆(43)的受力强度。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种组合式三维隔震支座，其特征在于：所述橡胶层(31)和钢板(32)的中心处设置有定位孔(34)。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种组合式三维隔震支座，其特征在于：所述第一连接板(1)和第二连接板(2)边缘位置处均匀设置有多个安装孔(11)。

Images