[发明专利]三维变波建筑减震装置

说明书

所属技术领域：

本发明属于建筑减震技术领域，尤其涉及一种有效减弱三维地震弹性 波向建筑物进行能量输入的减震装置。

背景技术：

有关建筑防震装置国内外已有不少报道，如以弹性垫原理的减震装置， 钢球盘原理的减震装置，摩擦阻尼减震装置、滑块减震装置及国内专利 00245718.0报道的油浸式三维力建筑减震器等。它们均不同程度地减弱了 地震对建筑物的破坏。但尚存不足之处。

公知的地震破坏力，是由震源处地震能量以弹性波的形式向外传递， 波及的建筑物受到能量巨大的弹性波冲击产生震动而破坏。

地震波在地球内以三维状态传递的为体波，方向关系上分纵波(p波) 横波(s波)，公认的最大破坏力为横波。在地面传递的称面波(L波)多表 现为横向水平波动，且波长大，振幅强，是造成地表建筑物破坏的主要原 因。

根据地震破坏的力学特性，本发明提供一种三维变波建筑减震装置。 该装置除有效吸收衰减纵波能量外，还可将波长大、振幅强、破坏力巨大 的横波能部分转换分解为破坏力较小的纵波能。并使其在能量转换分解过 程中缓冲吸收衰减。

发明内容：

为实现上述目的，本发明的技术方案是：由与建筑物连接的上盖和与基 础连接的底座共同构成本装置。在底座和上盖之间，自下而上依次安装有 钢球支板、钢球、保持架、压板、碟状弹簧、碟簧座。底座上部腔内安装 阻油环，阻油环下面有3个以上均布的小弹簧定位孔与底座内壁凸起环上 的同数定位孔相对应。小弹簧安装其内。压板中部有回油孔和阀片，阀片 呈花瓣形。其上有2个均布的竖剖面为“L”形溢流孔，孔出口均布于压板 外圆水平中线处，出口处有带小孔的溢流微孔螺丝。压板下面有辐射均布 的2环层以上的圆锥凹坑，保持架中的钢球数量及位置与圆锥凹坑中心相 对应。底座外圆及上端面装弹性抗老化塑胶环和塑胶圈。上盖外圆下端面 装压紧环和防尘圈。

当地震波为纵波时，底座以n个g的动加速挤压碟状弹簧，通过碟簧 座传入上盖及与上盖连接的建筑物。此时的能量由碟状弹簧、碟簧腔内的 液油以及底座圆上端面的塑胶环吸收衰减。液压油作为缓冲吸震的机理是： 整个装置安装完毕后，底座腔内油液以淹没碟簧以上5-10mm，不满部分为 空气。由于压板、碟状弹簧、碟簧座、上盖内腔底面的隔断，压板上碟状 弹簧内下部形成一个与外部液压油、空气层完全分开的空间。当碟状弹簧 受压时，阀片被压紧关闭下面回油孔，受压的油液只能通过竖剖面为“L” 形溢流孔经溢流微孔螺丝上的小孔挤出。随着外部油液增加，将压力传至 腔内空气层中。此时因油压缓冲，微孔缓释，空气压缩三个作功而起到减震 功效。反之碟状弹簧内形成负压，阀片开起，外部油液通过压板中部的回 油孔补进。

当地震波为横波时，基础带动底座，底座带动保持架及钢球，全部向 波及水平方向移动，即同时朝所对应压板下面的圆锥凹坑边沿移动，形成 了如纵波相同的对碟状弹簧的挤压力，使一部分横波能转化分解为纵波能。 上述机构同样起到减震缓冲作用。当钢球位移达到一定量时，即接近振幅 最大值时，底座外圆上的弹性塑胶圈与上盖内圆相挤压而缓冲，底座圆上 端面的塑胶环与上盖内腔底面摩擦阻尼而缓冲，带有圆锥凹坑的压板为不 平整界面，起到波散射衰减作用。无外力输入时，钢球复位于圆锥凹坑底 部，自动复位定位。压紧圈、螺丝、防尘圈，便于安装和长期防尘。

本发明的有益效果是：充分运用弹性吸收衰减、介质吸收衰减、不平 整界面波散射衰减及球面扩散的减震缓冲原理，削弱各种地震波引发的动 加速峰值，有效减少地震破坏。

附图说明：

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明结构剖视图。

图2是减震装置K向阀片示意图。

图3是减震装置压板上的圆锥凹坑与钢球关系示意图。

图4是减震装置压板上的溢流孔与溢流微孔螺丝示意图。

图5是塑胶圈与上盖挤压缓冲示意图。

图6是钢球与圆锥凹坑运动示意图。

图中1.上盖，2.碟簧座，3.碟状弹簧，4.阻油环，5.小弹簧，6.塑胶 环，7.塑胶圈，8.压紧环，9.螺丝，10.防尘圈，11.底座，12.溢流微孔螺 丝，13.溢流孔，14.钢球支板，15.钢球，16.圆锥凹坑，17.保持架，18. 压板，19.阀片，20.回油孔，21.小螺丝。