[发明专利]一种三维耗能减震装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种土木工程领域使用的减震装置，具体涉及一种具有合理刚度以及较强的 阻尼耗能能力的三维耗能减震装置。

背景技术

地震通常给人类带来巨大人员伤亡和经济损失，人们也在不断寻求能够抵抗或减弱地震 灾害的有效方法。目前在土木工程领域已经形成被动控制、半主动控制与主动控制三大结构 震动控制技术，其中以隔震技术应用最为成熟，世界各主要地震国家均已将其纳入规范，这 些技术主要以水平向地震控制为主。然而，地震工程学研究表明，地震具有多维性，对于一 些重要性结构以及空间、大跨、桥梁等结构，以及某些对振动较为敏感的结构，考虑包括竖 向减震的三维减震是十分必要的。目前虽已有一些三维装置被开发出来，但多数存在竖向刚 度小，竖向阻尼难以实现或者稳定性、实用性差的缺点。

发明内容

本发明的目的是针对现有三维减震装置竖向承载能力差，阻尼耗能能力弱以及抗倾覆性 能差的缺点，提供一种具有合理刚度，优秀的阻尼耗能能力以及整体稳定性好的三维减震装 置。

实现上述发明目的的技术方案是：一种三维耗能减震装置，包括底板、顶板、水平夹层 钢板橡胶垫，该水平夹层钢板橡胶垫下部与底板、上部与下连接板固定连接构成水平减震器， 水平减震器通过螺栓与一块上连接板连接，一个芯柱固定在所述上连接板中间，所述芯柱上 部设置一个竖向主减震器，该竖向主减震器由聚合物材料与夹层钢板竖向交叠硫化而成，该 竖向主减震器中间沿周向设置阻尼棒，该竖向主减震器与一个外部导向传力套筒固定连接在 一起，该导向传力套筒与所述上连接板之间设置一个弹簧，该弹簧固定套在所述芯柱上，所 述导向传力套筒上部与所述顶板固定连接在一起，所述顶板下表面与所述芯柱顶端之间留有 有效间距Y。

所述聚合物材料为高阻尼聚合物弹性材料。

所述弹簧为组合碟形弹簧。

所述阻尼棒为铅阻尼棒；在竖向主减震器内部沿周向均匀设置二至四根阻尼棒。

本发明采用聚合物材料所构成的竖向主减震器与碟形弹簧共同构成竖向减震系统。由于 聚合物材料被夹层钢板约束，外部被导向传力套筒约束，并与碟形弹簧共同设置在芯柱上， 故水平向被严格限制住，仅能在竖直方向产生变形。竖向减震体系具有合理的刚度，并能通 过调节聚合物的厚度以及碟形弹簧的数量进行调整；同时，根据实际情况需要，可调节聚合 物的厚度以及铅阻尼棒的大小及数量控制竖向阻尼比的大小。竖向减震系统通过连接板与水 平减震器固结，共同构成三维耗能减震系统。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：一、竖向 减震系统中采用聚合物阻尼弹性材料，辅以铅阻尼棒，增强了装置的阻尼耗能能力，解决了 以往竖向减震装置阻尼不易发挥的缺点；二、由聚合物材料构成的竖向主减震器与碟形弹簧 并联共同构成竖向减震器，提高了装置的竖向刚度，使装置的承载能力大为提高，装置的适 用范围更广；三、聚合物材料横向受钢板约束，使其压缩刚度得到改善，在导向传力套筒与 芯柱共同约束下，装置的整体性与稳定性提高，抗倾覆能力强；四、水平减震器可直接采用 现成橡胶支座，仅需简单加工就能与竖向减震器固结组合，组合方便，实用性强；五、该装 置加工方便，性能稳定，耐久性好。

附图说明

图1为本发明的立面构造图。

图2为图1的A-A剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例做详细描述：

实施例一：参见图1和图2，本三维耗能减震装置，包括底板1、顶板11、水平夹层钢 板橡胶垫2，该水平夹层钢板橡胶垫2下部与底板1、上部与下连接板3连接构成水平减震器， 它还包括一个芯柱6、一个竖向减震支座系统和一个导向传力套筒10，所述水平减震器与一 块上连接板4通过螺栓固结，一个芯柱6固定在所述上连接板4中间，所述芯柱6上部设置 一个竖向主减震器，该竖向主减震器由聚合物材料9与夹层钢板7竖向交叠硫化而成，该竖 向主减震器中间沿周向设置阻尼棒8，该竖向主减震器与一个外部导向传力套筒10固定连接 在一起，该导向传力套筒10与所述上连接板4之间设置一个弹簧5，该弹簧5固定套在所述 芯柱6上，所述导向传力套筒10上部与所述顶板11固定连接在一起，所述顶板11下表面与 所述芯柱6顶端之间留有有效间距Y。