CN116163574A - 一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座 - Google Patents

一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座 Download PDF

Info

Publication number
CN116163574A
CN116163574A CN202310419584.5A CN202310419584A CN116163574A CN 116163574 A CN116163574 A CN 116163574A CN 202310419584 A CN202310419584 A CN 202310419584A CN 116163574 A CN116163574 A CN 116163574A
Authority
CN
China
Prior art keywords
support
rubber
connecting plate
spring
spring support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310419584.5A
Other languages
English (en)
Inventor
刘文光
张强
何文福
许浩
姚俊杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN202310419584.5A priority Critical patent/CN116163574A/zh
Publication of CN116163574A publication Critical patent/CN116163574A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/98—Protection against other undesired influences or dangers against vibrations or shocks; against mechanical destruction, e.g. by air-raids
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E04H9/022—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings and comprising laminated structures of alternating elastomeric and rigid layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座，组合支座包括内部弹簧支座和外部弹性橡胶支座。本发明通过内部弹簧支座和外部弹性橡胶支座为结构提供刚度的同时起到竖向减振和水平隔震的作用，并且能够通过调整摩擦副的接触与橡胶支座刚度表现出多种自适应刚度实现多级减振效果，总体能够有效减少水平和竖向振动作用，具有良好的三维隔震减振及水平自复位能力，且构造简单。采用该支座的上部结构和设备，在地震及轨道交通或环境振动作用下的振动响应可以得到有效控制，确保上部结构和设备在地震和振动作用下的安全性和舒适性。

Description

一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座
技术领域
本发明涉及一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座。
背景技术
强烈地震是目前威胁人类的严重自然灾害。面对传统设计的结构是依靠结构和构件的塑性变形来耗散能量，其抗震性能很大程度上取决于结构的延性水平。同时大量地震记录显示，地震作用竖直方向的分量对建筑物的破坏作用是不能忽视的。
随着城市建设的飞速发展，轨道交通、高速铁路、车辆振动及机械设备振动等环境振动对建筑物的安全性和使用功能的影响也不容忽视，并逐渐发展成为影响建筑物使用的主要因素。
一方面，目前应用于建筑结构领域的传统竖向减振支座如厚肉橡胶支座、钢弹簧（螺旋弹簧或蝶形弹簧）隔振支座等，其竖向（Z向）刚度较小，因此可以有效降低结构的竖向刚度，达到隔离竖向振动的效果。但是，由于其水平向的支座变形能力较差，在遭遇水平地震作用时，在水平向（X向和Y向）发生较大的水平变形，将直接造成弹簧失稳或厚肉橡胶失稳，造成隔振支座失效，丧失竖向承载能力，甚至导致上部结构出现倾覆的危险。因此竖向减振支座在水平向的变形能力较小，无法实现隔离水平向地震作用的效果。
另一方面，目前应用于建筑结构领域的传统水平隔震支座如天然橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、弹性滑板橡胶支座、摩擦摆支座等，其一般在水平的两个方向（X向和Y向）的刚度较小，而其竖向（Z向）的刚度较大，因此隔震支座变形主要为水平方向的变形。通过在结构适当位置设置隔震支座，可以降低结构水平向的刚度，从而达到降低上部结构水平向地震作用的效果；但是由于隔震支座竖向刚度较大，无法降低隔震结构的竖向地震作用和竖向振动作用。因此传统的水平隔震支座无法满足“振震双控”类的工程结构的设计要求。
因此，有必要设计水平及竖向震振双控装置，以解决水平震动或竖向振动作用对主体结构稳定性的不利影响，提高结构的安全性和舒适性。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座，能同时减少三向地震动和环境振动，采用该支座的被保护结构和设备，在地震/振动作用下的震/振动响应及震/振动传递得到了有效控制，保护地震/振动作用下的安全。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座，包括上承台和下承台，上承台和下承台之间的中心设有弹簧支座，弹簧支座的周围分布有多个橡胶支座，橡胶支座与弹簧支座之间留有空间；
弹簧支座包括分别设置在上承台和下承台中的上预埋板和下预埋板，弹簧支座上连接板和弹簧支座下连接板分别通过上预埋板和下预埋板来确定设置的位置；上预埋板与弹簧支座上连接板之间设有摩擦副，弹簧支座上连接板的表面涂有PTFE涂层，弹簧支座上连接板和弹簧支座下连接板之间设有弹簧，弹簧支座上连接板和弹簧支座下连接板的外侧设有多个限位板；
橡胶支座包括固定在下承台上的橡胶支座承台，橡胶支座承台上设有橡胶支座下连接板，橡胶支座下连接板上设有弹性橡胶，弹性橡胶上设有橡胶支座上连接板，橡胶支座上连接板的周围设有多个L型水平限位装置，L型水平限位装置固定在上承台底面。
本发明的进一步改进在于：摩擦副可以为钢板、镜面不锈钢或者其他摩擦材料。
本发明的进一步改进在于：限位板与弹簧支座上连接板和弹簧支座下连接板之间设有柔性填充物。
本发明的进一步改进在于：弹簧为厚肉橡胶或碟形弹簧。
本发明的进一步改进在于：橡胶支座为铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座或滑板支座。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明通过内部弹簧支座和四周橡胶支座的组合使用，可以同时为结构提供水平向隔震效果和竖直向减振效果，使上部结构在受到水平震动及竖向振动时均得到保护，使振动传递得到有效衰减，适用于建筑结构、大型设备的地震和振动保护。
本发明可以通过调节内部弹簧预压高度与弹性橡胶高度适配各种不同安装高度；可以通过调整弹簧数量和橡胶尺寸适配各种不同场合；两者之间可以相互协调，达到不改变大小而满足多种不同荷载需求。
PTFE涂层、摩擦副、限位板和柔性填充的使用可以有效改善组合支座力学性能，为支座主体提供保护，有效提升支座使用寿命。
附图说明
图1为本发明的总体示意图；
图2为弹簧支座的结构示意图；
图3为橡胶支座的结构示意图；
图中标号：1-上承台、2-下承台、3-上预埋板、4-下预埋板、5-弹簧支座上连接板、6-弹簧支座下连接板、7-摩擦副、8-PTFE涂层、9-弹簧、10-限位板、11-橡胶支座承台、12-橡胶支座下连接板、13-弹性橡胶、14-橡胶支座上连接板、15-L型水平限位装置、16-柔性填充物。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。在本发明的一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图对本发明做进一步描述：一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座，组合支座包括内部弹簧支座和外部弹性橡胶支座，通过内部弹簧支座和四周橡胶支座的组合使用，可以同时为结构提供水平向隔震效果和竖直向减振效果，使上部结构在受到水平震动及竖向振动时均得到保护，使振动传递得到有效衰减，适用于建筑结构、大型设备的地震和振动保护。
组合支座具体结构包括上承台1和下承台2，上承台1和下承台2之间的中心设有弹簧支座，弹簧支座的周围分布有多个橡胶支座，橡胶支座与弹簧支座之间留有空间，四周的橡胶支座与内部的弹簧支座之间的水平双轴向距离可以根据实际工况进行调整，避免弹簧上连接板和橡胶支座承台之间发生碰撞即可。
弹簧支座包括分别设置在上承台1和下承台2中的上预埋板3和下预埋板4，预埋板4用于定位且方便与连接板连接；弹簧支座上连接板5和弹簧支座下连接板6分别通过上预埋板3和下预埋板4来确定设置的位置；上预埋板3与弹簧支座上连接板5之间设有摩擦副7，摩擦副起到使两者之间产生接触摩擦并且允许弹簧支座产生一定水平位移；弹簧支座上连接板5的表面涂有PTFE涂层8，起到耐热、耐磨、耐老化的作用，并且能够自润滑，避免弹簧支座与承台连接发生剪切破坏；弹簧支座上连接板5和弹簧支座下连接板6之间设有弹簧9，弹簧个数、布置位置可以根据弹簧支座大小、形状等实际需求进行调整，弹簧刚度可以通过调节弹簧预压高度来满足弹簧支座规格和所需性质的设计，弹簧支座主要用于承载结构重量、提供竖向刚度并且对结构进行竖向减振；弹簧可以替换或者组合使用其他种类弹簧以满足不同的需求与工况，比如采用厚肉型橡胶支座或碟形弹簧，可以同时提供非线性刚度与对弹簧支座的限位作用；弹簧支座上连接板5和弹簧支座下连接板6的外侧设有多个限位板10；
橡胶支座包括固定在下承台2上的橡胶支座承台11，橡胶支座承台11上设有橡胶支座下连接板12，橡胶支座下连接板12上设有弹性橡胶13，可以更改弹性橡胶厚度使其与弹簧支座高度保持一致，保证组合支座的整体稳定性与良好的力学性能；弹性橡胶13上设有橡胶支座上连接板14；橡胶支座上连接板14的周围设有多个L型水平限位装置15，L型水平限位装置15固定在上承台1底面，橡胶支座上连接板14与L型水平限位装置15之间无固定连接，L型水平限位装置15可以带动橡胶支座发生相对水平位移来使橡胶支座发挥耗能的作用，另一方面也可以限制橡胶支座发生相对于承台的较大水平位移，避免橡胶支座发生剪切破坏导致橡胶支座失效，有效保护橡胶支座的同时可以允许橡胶支座承台能够产生一定相对竖向位移，以此保证弹簧支座充分耗能；L型水平限位装置15和橡胶支座承台11跟上、下承台发生水平运动，带动橡胶支座上下连接板发生水平运动，使弹性橡胶13发生水平剪切，发挥其水平隔震和隔振的作用，弹性橡胶13的直径、厚度可以根据支座规格需求和性能需求进行调节，橡胶支座主要用于为结构提供水平隔震。
摩擦副7可以替换成摩擦摆或滑板支座的形式来起到允许水平位移与水平隔震的作用，如钢板、镜面不锈钢或者其他摩擦材料。限位板10与弹簧支座上连接板5和弹簧支座下连接板6之间设有柔性填充物16，可以起到防止内弹簧支座发生剪切破坏导致弹簧支座失效的作用，柔性材料可以起到缓冲的作用，避免弹簧支座与连接板直接接触导致过早失效，增加弹簧使用寿命与整体的稳定性。橡胶支座为铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座或滑板支座。PTFE涂层、摩擦副、限位板和柔性填充物的使用可以有效改善组合支座力学性能，为组合支座主体提供保护，有效提升组合支座的使用寿命。
本发明可以通过改变预压弹簧高度和弹性橡胶支座满足不同需求适配多种安装高度。本发明通过内部弹簧支座和外部弹性橡胶支座为结构提供刚度的同时起到竖向减振和水平隔震的作用，并且能够通过调整摩擦副的接触与橡胶支座刚度表现出多种自适应刚度实现多级减振效果，总体能够有效减少水平和竖向振动作用，具有良好的三维隔震减振及水平自复位能力，且构造简单。采用该支座的上部结构和设备，在地震及轨道交通或环境振动作用下的振动响应可以得到有效控制，确保上部结构和设备在地震和振动作用下的安全性和舒适性。
最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (5)

1.一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座，包括上承台（1）和下承台（2），其特征在于：上承台（1）和下承台（2）之间的中心设有弹簧支座，弹簧支座的周围分布有多个橡胶支座，橡胶支座与弹簧支座之间留有空间；
弹簧支座包括分别设置在上承台（1）和下承台（2）中的上预埋板（3）和下预埋板（4），弹簧支座上连接板（5）和弹簧支座下连接板（6）分别通过上预埋板（3）和下预埋板（4）来确定设置的位置；上预埋板（3）与弹簧支座上连接板（5）之间设有摩擦副（7），弹簧支座上连接板（5）的表面涂有PTFE涂层（8），弹簧支座上连接板（5）和弹簧支座下连接板（6）之间设有弹簧（9），弹簧支座上连接板（5）和弹簧支座下连接板（6）的外侧设有多个限位板（10）；
橡胶支座包括固定在下承台（2）上的橡胶支座承台（11），橡胶支座承台（11）上设有橡胶支座下连接板（12），橡胶支座下连接板（12）上设有弹性橡胶（13），弹性橡胶（13）上设有橡胶支座上连接板（14），橡胶支座上连接板（14）的周围设有多个L型水平限位装置（15），L型水平限位装置（15）固定在上承台（1）底面。
2.根据权利要求1所述一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座，其特征在于：摩擦副（7）可以为钢板、镜面不锈钢或者其他摩擦材料。
3.根据权利要求1所述一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座，其特征在于：限位板（10）与弹簧支座上连接板（5）和弹簧支座下连接板（6）之间设有柔性填充物（16）。
4.根据权利要求1所述一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座，其特征在于：弹簧（9）为厚肉橡胶或碟形弹簧。
5.根据权利要求1所述一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座，其特征在于：所述橡胶支座为铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座或滑板支座。
CN202310419584.5A 2023-04-19 2023-04-19 一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座 Pending CN116163574A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310419584.5A CN116163574A (zh) 2023-04-19 2023-04-19 一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310419584.5A CN116163574A (zh) 2023-04-19 2023-04-19 一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116163574A true CN116163574A (zh) 2023-05-26

Family

ID=86411746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310419584.5A Pending CN116163574A (zh) 2023-04-19 2023-04-19 一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116163574A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117127733A (zh) * 2023-08-30 2023-11-28 广州大学 一种圆柱螺旋弹簧-铅芯阻尼三维振震双控支座

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117127733A (zh) * 2023-08-30 2023-11-28 广州大学 一种圆柱螺旋弹簧-铅芯阻尼三维振震双控支座

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2672314C (en) Seismic controller for friction bearing isolated structures
CN116163574A (zh) 一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座
JP5316850B2 (ja) 免震構造
JP6991422B2 (ja) 構造物用制振装置
JP2021121754A (ja) 免震支承構造
CN110965460B (zh) 一种三维减隔震支座
CN219864348U (zh) 一种摩擦滑移自复位三维隔震减振支座
JP3195512B2 (ja) 免震構造物
JP2013189842A (ja) 構造物用の滑り支承
CN108589513B (zh) 一种用于桥梁的减震配重体系及其工作方法
JP2004069067A (ja) 免震装置
JP6420012B1 (ja) 建物用受動型制振装置
JP6483570B2 (ja) 免震装置の交換方法
KR102498283B1 (ko) 볼타입 작동체가 구비된 면진장치
CN114790785B (zh) 一种适用于建筑结构的大承载力高耗能三维隔震支座
JPH102129A (ja) 三次元防振パーツ
JP2000054506A (ja) 免震構造物の浮き上がり防止装置及びこの装置が設けられてなる軽重量構造物の免震構造
CN211690796U (zh) 一种板式橡胶自适应解耦式三维隔震支座
CN112878385A (zh) 组合支座***
JPH0972125A (ja) 箱形構造物の免震装置
JP6051325B1 (ja) 同心円積層型減衰材を備えた免震装置
JP3053604B2 (ja) 免震床構造
CN111926937A (zh) 一种滚摆减振装置
CN218492268U (zh) 一种公路桥梁用抗震机构
CN113668711B (zh) 一种水平双向和竖向变形解耦的三维隔振/震支座

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination