[发明专利]一种变刚度三维隔震支座

说明书

本发明提供一种变刚度三维隔震支座，包括多个锚杆、下支座板、竖向隔震垫和多个隔震垫圈，多个锚杆成等距离圆周排列，每个锚杆的一端埋设在混凝土基础承台之中，所述竖向隔震垫位于混凝土基础承台之上，所述下支座板位于竖向隔震垫之上，每个锚杆的另一端依次穿过竖向隔震垫和下支座板，每个锚杆通过螺栓将竖向隔震垫、下支座板、隔震垫圈与混凝土基础承台紧密固定在一起，下滑块位于所述下支座板的球曲面之上，上滑块位于所述下滑块之上，上支座板位于所述上滑块之上，本发明能有效隔离竖向和横向地震动，减少被隔震的结构与隔震沟挡土墙或者相邻构造物之间的碰撞，保护变电站设施中瓷套管等元件的完整性。

技术领域

本发明涉及抗震领域，具体涉及一种变刚度三维隔震支座。

背景技术

基础隔震技术能够显著减少传入上部结构的地震能量，减小地震对上部结构的破坏，因此在世界范围内得到了长期的推广和大量的应用，但由于基础隔震耗能装置多为延性构件，水平刚度小，因此在地震作用下水平侧移很大，可能导致隔震结构的基底与周边隔震沟、挡土墙或其他构造物发生碰撞，相关人员对美国Northridge地震中2层基础隔震结构——FCC大楼进行了地震响应实测，发现结构的地震响应曲线在某一时间段出现突变，通过对该结构进行了系统识别，发现在地震中结构基底板与周边挡墙之间产生了碰撞。

变电站设施上包含陶瓷套管等容易发生脆性破坏的元件，套管结构细长，自振频率较低，在地震作用下容易共振，而变压器本体对地面运动有放大作用，会在套管根部产生很大的弯矩和剪力，瓷件本身为脆性材料，变形能力差，而在使用传统摩擦式摆隔震支座后，变压器水平位移很大，使瓷套管更容易破坏。在地震中，绝缘套管经常发生根部断裂、上瓷套与法兰相互错动并将橡胶垫圈挤出的现象，从而导致套管漏油，引发火灾。

结合以上两点可以看出，虽然传统摩擦摆式隔震支座能够提供较高的竖向承载力和很强的水平变形能力，但仍有如下问题：

1)不能有效隔离竖向地震动；

2)在强烈地震动下会产生的较大水平位移，引起上部结构与隔震沟挡土墙或者相邻构造物之间的碰撞或者引起变电站设施中瓷套管等元件的脆性破坏。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种变刚度三维隔震支座。

本发明的目的是这样实现的：一种变刚度三维隔震支座，包括多个锚杆、下支座板、竖向隔震垫和多个隔震垫圈，每个锚杆的一端埋在混凝土基础承台之中，多个锚杆沿圆周排列，每两个相邻的锚杆之间距离相同，所述竖向隔震垫位于混凝土基础承台之上，所述下支座板位于竖向隔震垫之上，所述下支座板和所述竖向隔震垫为圆形，每个锚杆的另一端依次穿过竖向隔震垫和下支座板，隔震垫圈位于下支座板之上，并且每个隔震垫圈分别套在一个锚杆上，锚杆通过螺栓将竖向隔震垫、下支座板、隔震垫圈与混凝土基础承台紧密固定在一起，所述下支座板的上表面固定连接有第一圆柱形挡板，所述的第一圆柱形挡板内形成一个圆柱形空间，位于这个圆柱形空间内的所述下支座板上表面为下凹的球曲面，下滑块位于所述下支座板的球曲面之上，上滑块位于所述下滑块之上，上支座板位于所述上滑块之上，所述上支座板的下表面固定连有第二圆柱形挡板，所述上滑块和所述下滑块位于第二圆柱形挡板所形成的圆柱形空间内，水平隔震环位于第一圆柱形挡板和第二圆柱形挡板之间。

本发明还具有如下技术特征：

1、如上所述的上支座板上预留有螺栓孔，与上部被隔震结构通过螺栓紧密连接。

2、如上所述的下滑块和下支座板上表面之间、所述上滑块和下滑块之间、所述上支座板和上滑块之间，均涂抹有润滑剂。

3、如上所述的竖向隔震垫、隔震垫圈和水平隔震环为金属橡胶材质。

4、如上所述的下支座板球曲面的曲率半径为2000mm。

5、如上所述的上滑块和下滑块的球曲面的曲率半径为200mm。