[发明专利]一种三维隔震减振装置及其隔震减振方法在审
申请号: | 201710220772.X | 申请日: | 2017-04-06 |
公开(公告)号: | CN106869568A | 公开(公告)日: | 2017-06-20 |
发明(设计)人: | 杨维国;安鹏 | 申请(专利权)人: | 杨维国 |
主分类号: | E04H9/02 | 分类号: | E04H9/02;E04B1/98;E04B1/36 |
代理公司: | 北京万象新悦知识产权代理事务所(普通合伙)11360 | 代理人: | 王岩 |
地址: | 100044 北京*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 三维 隔震减振 装置 及其 方法 | ||
1.一种三维隔震减振装置,其特征在于,所述三维隔震减振装置包括:竖向隔振装置、中间连接板和橡胶支座;其中,所述中间连接板设置在橡胶支座上,所述竖向隔振装置安装在中间连接板上;所述竖向隔振装置包括上支座板、约束钢管、碟形弹簧组、抗倾覆导向套筒、限位块、限位孔、中心导向组件、衬板和预留孔;所述抗倾覆导向套筒固定在中间连接板上,衬板位于抗倾覆导向套筒内固定在中间连接板上,中心导向组件的底端固定在衬板的中心上,抗倾覆导向套筒、衬板和中心导向组件共轴;所述碟形弹簧组通过中心空腔套在中心导向组件上,并且位置限定;所述约束钢管固定在上支座板的下表面,二者连接为一个整体,放置在碟形弹簧组上,碟形弹簧组支撑起作为整体的上支座板和约束钢管,约束钢管的管壁位于抗倾覆导向套筒与衬板之间,约束钢管的内壁与碟形弹簧组的外径之间有空隙,并且中心导向组件的外壁与碟形弹簧组的内径之间有空隙,保证蝶形弹簧组在竖向载荷作用下能够自由变形;所述约束钢管的内壁不小于衬板的直径,外径不大于抗倾覆导向套筒的内径;碟形弹簧组的高度大于中心导向组件的高度,从而上支座板的下表面与中心导向组件的顶端之间有距离,此距离为极限滑动距离,提供竖向变形的空间;所述约束钢管的底端与中间连接板的上表面之间有距离,从而在约束钢管的底端与中间连接板之间形成一圈预留孔,预留孔的高度等于极限滑动距离;所述抗倾覆导向套筒中开设有限位孔,在约束钢管的外壁上与限位孔相对应的位置设置有限位块,限位块伸入至抗倾覆导向套筒中相应的限位孔;所述限位孔的高度等于极限滑动距离;上部建筑结构连接在上支座板上,三维隔震减振装置与上部建筑结构一起构成隔震体系;所述橡胶支座的水平刚度小,在地震作用下,隔震体系的周期被延长,避开地震动的卓越频率,从而减小地震作用向上部建筑结构的传递,从而隔离水平向震动;所述竖向隔振装置采用碟形弹簧组,竖向刚度小,在地铁运行引起的地面竖向振动波作用下,降低隔震体系的竖向基频,避开地铁振动波的卓越频率,从而减小竖向振动向建筑结构的传递;同时通过碟形弹簧组的变形和恢复过程,实现弹性支承,从而将地铁振动波产生的动能转换为势能,减小结构受到的竖向振动;在变形过程中,摩擦阻力又消耗一部分振动能量,从而隔离竖向轨道交通的竖向振动。
2.如权利要求1所述的三维隔震减振装置,其特征在于,所述碟形弹簧组采用多个蝶形弹簧组合在一起,蝶形弹簧采用金属弹簧材料,加工成截锥形;按组合方式划分,碟形弹簧组分为叠合组合、对合组合和复合组合三种组合方式。
3.如权利要求1所述的三维隔震减振装置,其特征在于,所述衬板的厚度大于极限滑动距离;衬板的外侧面涂覆有润滑油。
4.如权利要求1所述的三维隔震减振装置,其特征在于,在所述抗倾覆导向套上设置有多个呈中心对称的限位孔;抗倾覆导向套筒的内表面涂覆有润滑油。
5.如权利要求1所述的三维隔震减振装置,其特征在于,所述中心导向组件包括导向杆和上封帽;其中,所述导向杆的底端固定在衬板上,所述导向杆的顶端设置上封帽,导向杆的直径小于碟形弹簧组的内径,上封帽的直径大于碟形弹簧组的内径。
6.如权利要求1所述的三维隔震减振装置,其特征在于,所述上支座板上设置有多个螺栓孔,通过螺栓与上部建筑结构连接。
7.如权利要求1所述的三维隔震减振装置,其特征在于,所述中间连接板包括上层钢板和下层钢板,两层钢板之间通过螺栓连接;上层钢板承接上部的竖向隔振装置,下层钢板连接下部的橡胶支座。
8.如权利要求1所述的三维隔震减振装置,其特征在于,所述橡胶支座包括橡胶片、薄钢板片、铅芯和下支座板;其中,多片橡胶片和多片薄钢板片相互叠合放置,中心开一圆孔,铅芯从圆孔穿过组合在一起,固定在下支座板上。
9.如权利要求8所述的三维隔震减振装置,其特征在于,所述下支座板设置有多个螺栓孔,通过螺栓固定在预埋板上,与下部结构连接。
10.一种如权利要求1所述的三维隔震减振装置的隔震减振方法,其特征在于,所述隔震减振方法包括以下步骤:
1)根据实际场地条件及结构形式确定橡胶支座的水平刚度和碟形弹簧组的竖向刚度,通过计算、分析确定橡胶支座以及碟形弹簧组的尺寸和组合方式,并验算装置的水平变形和竖向位移是否满足规范和相关标准的要求;
2)按照规范进行加工、制作、装配、运输和现场安装,在工程场地,三维隔震减振装置通过预埋板与下部结构连接,上支座板与上部建筑结构连接,三维隔震减振装置与上部建筑结构一起构成隔震体系;
3)在地震作用下,橡胶支座能够发生水平变形,上部的建筑结构仅发生整体平动,一方面,隔震体系的周期被延长,避开地震动的卓越频率,从而减小地震作用向上部建筑结构的传递;另一方面,通过橡胶支座的往复运动,耗散地震能量,保护结构的安全,从而隔离水平向震动;
4)当地铁运行时,会产生振动波向周围的土层传播,传递到建筑结构底部后,通过碟形弹簧组实现弹性支承,降低隔震体系的竖向基频,避开地铁振动波的卓越频率,从而减小竖向振动向上部建筑结构的传递;同时,在碟形弹簧变形过程中,地铁振动波产生的动能转换为势能,摩擦阻力又消耗一部分振动能量,从而隔离竖向轨道交通的竖向振动。
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