CN112627375A - 一种隔震装置以及隔震*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隔震装置，布置在两个侧壁之间用于进行水平隔震，包括顶板、底板、弹簧和粘滞阻尼器，所述顶板与两个侧壁中的一侧壁相连，所述底板与另一侧壁相连，所述粘滞阻尼器设于所述顶板和所述底板之间，其两端分别与顶板和底板相抵，所述弹簧的数量为平行设置的多根，多根弹簧均匀分布在所述粘滞阻尼器的外部，每根弹簧的两端分别与所述顶板和所述底板相抵。相应的，本发明还提供一种隔震***。该隔震装置能够防止隔震结构出现较大的水平摆动效应。

Description

一种隔震装置以及隔震***
技术领域
本发明具体涉及一种隔震装置以及包含所述隔震装置的隔震***。
背景技术
在传统的隔震***中，往往将叠层橡胶支座布置在隔震结构的底部来实现隔震。在这种隔震***中，隔震结构的质心都高于隔震层，隔震结构不可避免地会出现水平摆动效应，具体表现就是在发生地震时，隔震支座会随着地面的往复运动出现拉压应力的变化。
对于地震水平较低的地区，采用上述高宽比较小的隔震结构，由于水平摆动效应较小，隔震支座的拉压应力能够控制在规范限值以内，并不会对隔震效果造成明显影响。但是，在一些地震水平较高的地区，如果存在一些重要性较高且高宽比较大的内部结构，例如供热核反应堆中的堆水池，在这种结构中采用上述传统的隔震***，往往会带来水平摆动效应过大的问题，进而导致叠层橡胶支座出现过大的拉应力。当叠层橡胶支座受拉时，内部会产生很多微孔，这些内部损伤会降低叠层橡胶支座的力学性能，当拉应力超过限值后，叠层橡胶支座甚至会发生破坏，最终造成隔震结构倾覆的严重后果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种防止隔震结构出现较大的水平摆动效应的隔震装置以及包含所述隔震装置的隔震***。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种隔震装置，布置在两个侧壁之间用于进行水平隔震，其包括顶板、底板、弹簧和粘滞阻尼器，
所述顶板与两个侧壁中的一侧壁相连，所述底板与另一侧壁相连，
所述粘滞阻尼器设于所述顶板和所述底板之间，其两端分别与顶板和底板相抵，
所述弹簧的数量为平行设置的多根，多根弹簧均匀分布在所述粘滞阻尼器的外部，每根弹簧的两端分别与所述顶板和所述底板相抵。
优选的，该装置还包括导向套杆，所述导向套杆穿设在所述顶板和所述底板之间，其数量与弹簧的数量相同，单根弹簧套设在单根导向套杆上。
优选的，所述顶板通过一个锚固螺杆与两个侧壁中的一侧壁相连，所述底板也通过一个锚固螺杆与另一侧壁相连，
所述隔震装置还包括万向节组件，所述万向节组件设置在顶板和锚固螺杆之间，和/或，设置在底板和锚固螺杆之间。
本发明还提供一种隔震***，包括隔震结构，还包括上述的隔震装置，所述隔震结构设于非隔震结构内部，所述隔震结构和所述非隔震结构之间的间隙构成隔震沟，所述隔震装置设置在所述隔震沟中。
优选的，所述隔震装置采用多个，多个隔震装置对称布置在相对设置的两个隔震沟中。
优选的，所述***还包括滑板式支座，所述滑板式支座设置在所述非隔震结构内部，所述隔震结构支撑在所述滑板式支座上。
优选的，所述滑板式支座包括依次相连的法兰板、橡胶层、聚四氟乙烯板和镜面不锈钢板，
所述法兰板与所述隔震结构的底部相连，所述镜面不锈钢板与所述非隔震结构的底部相连。
优选所述聚四氟乙烯板和所述镜面不锈钢板之间的摩擦系数小于等于0.03。
优选的，所述隔震结构的底部上设有上支墩，所述法兰板与所述上支墩相连，
所述非隔震结构的底部设有下支墩，所述滑板式支座还包括预埋钢板，所述预埋钢板埋设在所述下支墩内部，并与所述镜面不锈钢板相连。
优选的，所述上支墩内埋设有第一锚固钢筋，所述第一锚固钢筋与所述法兰板连接；
所述下支墩内埋设有第二锚固钢筋，所述第二锚固钢筋与所述预埋钢板连接。
本发明隔震装置安装在隔震沟的侧壁间，能够满足建筑隔震要求的工作变形量及刚度。具体来说，该隔震装置通过利用弹簧的轴向刚度来实现水平隔震，能够防止出现较大的水平摆动，并且，由于该隔震装置的刚度、数量、安装高度均可以调整，并且能够实现隔震***的水平刚心高度等于隔震结构的质心高度，因而可以彻底避免隔震结构的水平摆动效应。同时，该隔震装置的工作变形量、刚度和阻尼系数可以通过选用不同规格的弹簧和粘滞阻尼器来实现，可以通过将多个隔震装置进行组合使用以适用于不同地震水平的隔震结构，因此适用范围广。
本发明隔震装置特别适用于地震水平较高、且高宽比较大的内部结构中，能够有效的避免水平摆动效应，且构造简单、易实现。
在本发明的隔震***中，隔震结构的竖向荷载是由滑板式支座来承担，由于滑板式支座的竖向刚度大、水平摩擦系数小，既避免了隔震结构的竖向位移对上述隔震装置的干扰，也保证了隔震***的水平刚心在高度方向能够始终与隔震结构的质心重合。
附图说明
图1为本发明实施例1中隔震装置的结构主视图；
图2为本发明实施例1中隔震装置的侧视图；
图3为本发明实施例1中多个隔震装置布置在非隔震结构中的位置俯视图；
图4为本发明实施例2中隔震***的结构示意图；
图5为本发明实施例2中滑板式支座的结构示意图。
图中：1-顶板；2-底板；3-弹簧；4-粘滞阻尼器；5-导向套杆；6-锚固螺杆；7-万向节支座；8-导向孔；9-隔震沟；10-隔震结构；11-非隔震结构；12-隔震装置；13-滑板式支座；14-地基；15-法兰板；16-橡胶层；17-聚四氟乙烯板；18-镜面不锈钢板；19-预埋钢板；20-上支墩；21-下支墩；22-第二锚固钢筋；23-第一锚固钢筋。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供一种隔震装置，布置在两个侧壁之间用于进行水平隔震，包括顶板、底板、弹簧和粘滞阻尼器，
所述顶板与两个侧壁中的一侧壁相连，所述底板与另一侧壁相连，
所述粘滞阻尼器设于所述顶板和所述底板之间，其两端分别与顶板和底板相抵，
所述弹簧的数量为平行设置的多根，多根弹簧均匀分布在所述粘滞阻尼器的外部，每根弹簧的两端分别与所述顶板和所述底板相抵。
相应的，本发明还提供一种隔震***，包括隔震结构，还包括上述的隔震装置，所述隔震结构设于非隔震结构内部，所述隔震结构和所述非隔震结构之间的间隙构成隔震沟，所述隔震装置设置在所述隔震沟中。
实施例1：
如图1、2所示，本实施例公开了一种隔震装置，其布置在两个侧壁之间用于进行水平隔震，该装置包括顶板1、底板2、弹簧3和粘滞阻尼器4。本实施例中，该隔震装置设置在隔震沟9中，隔震沟9为隔震结构10和非隔震结构11之间的间隙。
其中，顶板1与非隔震结构11的侧壁相连，底板2与隔震结构10的侧壁相连。顶板1和底板2均用于承接弹簧3和粘滞阻尼器4。
粘滞阻尼器4用于提供阻尼，其设于顶板1和底板2之间，粘滞阻尼器4的两端分别与顶板1和底板2相抵。弹簧3用于提供轴向刚度，弹簧3的数量为平行设置的多根，多根弹簧3围设在粘滞阻尼器4的外部，每根弹簧3的两端分别与顶板1和底板2相抵。本实施例中，多根弹簧3在粘滞阻尼器4的外部均匀分布。
本实施例中，顶板1和底板2的尺寸和形状均相同，且两者相对设置，粘滞阻尼器4的两端分别与顶板1和底板2的中心位置相连。弹簧3的数量为8根。
为保证弹簧在受压时的稳定性，该装置还包括导向套杆5。导向套杆5通过顶板1上的导向孔8穿设在顶板1和底板2之间，导向孔8便于导向套杆5的运动。本实施例中，导向套杆5的数量与弹簧3的数量相同，单根弹簧3套设在单根导向套杆5上，即在弹簧内部设置导向套杆5，弹簧3和导向套杆5之间可以预留很小的间隙以保证两者的相对运动。
需要说明的是，弹簧3和粘滞阻尼器4的布置形式、数量和规格等可根据实际工程需求进行灵活组合，而不限于本实施例中提及的上述形式。
本实施例中，顶板1通过一个锚固螺杆6与非隔震结构11的侧壁相连，底板2通过一个锚固螺杆6与隔震结构10的侧壁相连。
本实施例中，该隔震装置还包括两个万向节组件，其中一个万向节组件设置在顶板1和一个锚固螺杆6之间，另一个万向节组件设置在底板2和另一个锚固螺杆6之间。
万向节组件包括万向节支座7，万向节支座7的一侧通过锚固螺杆6固定在隔震结构10的侧壁上，另一侧焊接在顶板1(或底板2)上，万向节支座7能够灵活的适应非隔震结构11和隔震结构10之间的相对错动位移。
本实施例中的隔震装置能够有效避免水平摆动效应，特别适用于地震水平较高、且高宽比较大的内部结构中。
实施例2：
如图3、4所示，本实施例公开一种隔震***，包括隔震结构，以及实施例1中的隔震装置12。其中，隔震结构10设于非隔震结构11内部，隔震结构10和非隔震结构11之间的间隙构成隔震沟9，隔震装置12设置在隔震沟9中。
隔震装置12可采用多个，多个隔震装置12对称布置在相对设置的两个隔震沟9中。本实施例中，多个隔震装置12对称布置在隔震沟9的两两相对设置的四个隔震沟中。
本实施例中，该隔震***还包括滑板式支座13，滑板式支座13设置在非隔震结构11内部，隔震结构10支撑在滑板式支座13上。
如图5所示，滑板式支座13包括依次相连的法兰板15、橡胶层16、聚四氟乙烯板17和镜面不锈钢板18。其中，法兰板15用于连接橡胶层16和隔震结构10；橡胶层16是作为聚四氟乙烯板17的基层，用于缓冲、平衡聚四氟乙烯板17的不均匀受力；镜面不锈钢板18作为聚四氟乙烯板17的摩擦面，在保持水平方向可滑动的同时还用于支承整个上部结构。
其中，橡胶层16可以采用多层。法兰板15与隔震结构10的底部相连，镜面不锈钢板18与非隔震结构11的底部相连。
本实施例中，隔震结构的底部上设有上支20，上支墩20采用钢筋混凝土材料制成，用于预埋锚筋；法兰板15与上支墩20相连；非隔震结构的底部设有下支墩21，滑板式支座还包括预埋钢板19，预埋钢板19埋设在下支墩21内部，并与镜面不锈钢板18相连。
其中，上支墩20内埋设有第一锚固钢筋23，第一锚固钢筋23与法兰板15连接；下支墩21内埋设有第二锚固钢筋22，第二锚固钢筋22与预埋钢板19连接。
由于隔震结构10的水平相对位移发生在聚四氟乙烯板17和镜面不锈钢板18之间，因此要保证两者之间的摩擦系数≦0.03。
可见，本实施例中，滑板式支座13布置在隔震结构的底部，用于承担隔震结构的竖向荷载；隔震装置12布置在各个隔震沟中，利用弹簧3的轴向刚度来实现水平隔震。该隔震***特别适用于高宽比b/a大于1.5的隔震结构。为保证隔震***的水平刚心高度可以等于隔震结构的质心高度，隔震沟的处于非隔震结构一侧的侧壁的高度c设置为不小于其处于隔震结构一侧的侧壁的高度d的2/3。其中，隔震沟的宽度e应结合选用的隔震装置12的尺寸及隔震结构的最大水平相对位移来确定。
需要说明的是，隔震装置12和滑板式支座13的布置形式、数量和规格等可根据实际工程需要来确定。
综合可知，采用本实施例的隔震***可以防止隔震结构出现过大的水平摆动效应，避免隔震支座破坏。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种隔震装置，布置在两个侧壁之间用于进行水平隔震，其特征在于，包括顶板、底板、弹簧和粘滞阻尼器，
所述顶板与两个侧壁中的一侧壁相连，所述底板与另一侧壁相连，
所述粘滞阻尼器设于所述顶板和所述底板之间，其两端分别与顶板和底板相抵，
所述弹簧的数量为平行设置的多根，多根弹簧均匀分布在所述粘滞阻尼器的外部，每根弹簧的两端分别与所述顶板和所述底板相抵。
2.根据权利要求1所述的隔震装置，其特征在于，还包括导向套杆，所述导向套杆穿设在所述顶板和所述底板之间，其数量与弹簧的数量相同，单根弹簧套设在单根导向套杆上。
3.根据权利要求1所述的隔震装置，其特征在于，所述顶板通过一个锚固螺杆与两个侧壁中的一侧壁相连，所述底板也通过一个锚固螺杆与另一侧壁相连，
所述隔震装置还包括万向节组件，所述万向节组件设置在顶板和锚固螺杆之间，和/或，设置在底板和锚固螺杆之间。
4.一种隔震***，包括隔震结构，其特征在于，还包括权利要求1-3任一项所述的隔震装置，所述隔震结构设于非隔震结构内部，所述隔震结构和所述非隔震结构之间的间隙构成隔震沟，所述隔震装置设置在所述隔震沟中。
5.根据权利要求4所述的隔震***，其特征在于，所述隔震装置采用多个，多个隔震装置对称布置在相对设置的两个隔震沟中。
6.根据权利要求5所述的隔震***，其特征在于，所述***还包括滑板式支座，所述滑板式支座设置在所述非隔震结构内部，所述隔震结构支撑在所述滑板式支座上。
7.根据权利要求6所述的隔震***，其特征在于，所述滑板式支座包括依次相连的法兰板、橡胶层、聚四氟乙烯板和镜面不锈钢板，
所述法兰板与所述隔震结构的底部相连，所述镜面不锈钢板与所述非隔震结构的底部相连。
8.根据权利要求7所述的隔震***，其特征在于，所述聚四氟乙烯板和所述镜面不锈钢板之间的摩擦系数小于等于0.03。
9.根据权利要求7所述的隔震***，其特征在于，所述隔震结构的底部上设有上支墩，所述法兰板与所述上支墩相连，
所述非隔震结构的底部设有下支墩，所述滑板式支座还包括预埋钢板，所述预埋钢板埋设在所述下支墩内部，并与所述镜面不锈钢板相连。
10.根据权利要求9所述的隔震***，其特征在于，所述上支墩内埋设有第一锚固钢筋，所述第一锚固钢筋与所述法兰板连接；
所述下支墩内埋设有第二锚固钢筋，所述第二锚固钢筋与所述预埋钢板连接。
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