[发明专利]一种抗拉、抗扭转的隔震装置

说明书

技术领域

本发明属于结构工程减震与隔震技术领域，涉及到一种摩擦系数很小的直线导轨，并且设置上下两层垂直的导轨，从而可以满足两个垂直方向的隔震要求，同时设置能提供结构刚度的弹簧和控制位移和耗能的阻尼器等一些辅助的构件组成一种完善的隔震装置。该发明成本低廉、具有很强的抗拉、抗扭转能力、隔震效果突出、施工方便，具有良好的发展前景。

背景技术

在国内外土木领域中，中低高度建筑的隔震技术趋近于成熟，主要技术有：橡胶支座隔震、摩擦滑移支座隔震、滚动隔震。国内外成功运用以上隔震技术的建筑样例很多，比如：结构形式为8层框架结构的南加州大学医院采用隔震技术后，在6.7级地震下室内花瓶没有倾倒、各种设施未被损坏、震后无须恢复，医院工作正常，隔震效果非常明显；甘肃陇南的一幢居民住宅为6层砖混结构，采用隔震技术后房屋上部主体结构没有损伤，墙体上无地震印发的裂缝，房屋缓慢平动，人员震感不强烈，没有站不稳的感觉，内部家具等无倾倒现象。但是目前的国内外的这些隔震装置有一定的局限性，如：橡胶支座的抗拉能力、抗扭转能力，竖向承载能力较低；摩擦滑移隔震支座和滚动隔震支座强度较低，动、静摩擦系数、弧面形状等参数不好确定，并且加工工艺复杂、一般只适合中低高度的建筑。针对于橡胶支座的竖向刚度低和阻尼小的问题，一些专家又研制出了夹层橡胶垫和铅芯橡胶垫，这两种隔震装置虽然竖向刚度和阻尼提高了，但是抗拉能力和抗扭能力没有得到好的改善，任然不实用于高层建筑和一些高柔的结构和设备。因此开发一种适合高层结构或者高柔设备具有较强的抗拉能力、抗扭转能力的隔震装置，在地震中降低结构的地震响应具有重大的工程意义。

发明内容

本发明给出了一种能双向（纵向、横向）滑动的直线导轨形式的隔震支座、减震弹簧、粘滞阻尼器、隔震台座等组成的隔震装置，发明目的在于通过限位滑块和直线导轨之间的咬合力来提供上部结构的抗拉能力和抗扭转能力，通过减震弹簧来提供整个结构的水平刚度，通过粘滞阻尼器来消耗地震的能量和限制结构的水平位移，通过上、下隔震台座来支撑上部结构的自重，在地震时，各种构件协同工作，形成隔震机制，从而降低上部结构的地震响应。此装置隔震效果好，易于施工和维护、更换，成本较低。

本发明的技术方案如下：

一种抗拉、抗扭转的隔震装置，包括高层结构1、上部刚性台座2、基底隔热层3、粘滞阻尼器4、减震弹簧5、弹簧、阻尼器支撑6、下部刚性台座7、横向限位滑块8、底部横向隔震直线导轨9、底部纵向隔震直线导轨10、纵向限位滑块11；高层结构1的隔震装置采用双向工字型直线导轨组成的隔震支座；将加工预制好的底部横向隔震直线导轨9、底部纵向隔震直线导轨10沿上下两层布置，两层导轨之间设置限位滑块8；隔震装置中构件自上而下的连接方式为：高层结构1和上刚性台座2用焊缝连接，上刚性台座2和下刚性台座7用焊缝连接，下刚性台座7和横向限位滑块8刚性连接，横向限位滑块8和底部横向隔震直线导轨9用截面形状的咬合来连接，底部横向隔震直线导轨9和纵向限制滑块11用刚性连接，纵向限制滑块11和底部纵向隔震直线导轨10采用截面形状的咬合来连接，底部纵向隔震直线导轨10和地面刚接，用粘滞阻尼器4、减震弹簧5连接下刚性台座7和弹簧、阻尼器支撑6，两端均采用铰接；上部高层结构1、上部刚性台座2、下部刚性台座7和横向限位滑块8作为整体可以沿上层底部横向隔震直线导轨9横向滑动；上部高层结构或高柔设备1、上部刚性台座2、下部刚性台座7、纵向限位滑块11和上层底部横向隔震直线导轨9作为整体沿下层底部纵向隔震直线导轨10纵向滑动；滑块和导轨接触面上涂抹润滑油或者四氟乙烯，使其摩擦系数保证在千分之五到千分之十之间，以保证上部高层结构1能够沿底部横向隔震直线导轨9、底部纵向隔震直线导轨10滑动。

在上部刚性台座2、下部刚性台座7之间纵向和横向两个方向分别设置四个粘滞阻尼器4，四个粘滞阻尼器4之间的夹角为90度；粘滞阻尼器4对上部高层结构1可以起到限制水平位移和耗能的作用。

在上部刚性台座2、下部刚性台座7之间与纵向和横向成45度夹角的方向安装四个减震弹簧5，减震弹簧5之间的夹角为90度；减震弹簧5的作用在于提供高层结构1的水平刚度，每根减震弹簧5都需设置成受拉弹簧以便能使结构自动复位；根据高层结构(1)的隔震要求可以调整减震弹簧5的刚度来控制结构的刚度，从而达到预期的隔震周期。