[发明专利]一种智能调节三维隔震支座

说明书

本发明公开一种智能调节三维隔震支座，包括底板，底板上表面设有第一凹槽，第一凹槽内放置有下盖板，下盖板与底板之间通过水平隔震弹簧连接，实现水平隔震；下盖板的上表面设置有第二凹槽，第二凹槽内套接有上盖板，上盖板和下盖板之间可实现自由转动并传递竖向及水平方向作用力；上盖板的上表面设有第三凹槽，第三凹槽内套接有顶壳，顶壳下表面设有第四凹槽，上盖板和顶壳共同形成有中空结构，上盖板和顶壳之间通过可调节撑杆和竖向隔震弹簧连接。实现竖向可调节隔震。该隔震支座可避免现有支座刚度过低影响变形和承载力性能，同时避免地震作用下较高刚度的支座影响隔震效果，便于大跨空间结构三维隔震体系的实现。

技术领域

本发明属于结构振动控制隔震技术领域，特别是涉及一种具有三维隔震能力，兼顾静力承载能力和隔震能力的智能调节三维隔震支座。

背景技术

隔震技术是在建筑上部结构与地基之间采用柔性隔震支座连接，从而保护上部结构免受地震破坏的技术。结构在地震作用下，其振动响应幅值和地震动激励频率与结构自振频率之比(频率比)密切相关，如图1所示。频率比在1附近时，结构响应显著高于地震振幅，即发生共振现象；频率比小于1时，结构响应稍高于地震振幅；频率比大于1.414时，结构响应低于地震振幅，并且结构响应随频率比增大而降低。一般住宅、办公的建筑物自振频率较高。隔震技术通过设置隔振支座改变了结构振动特性，使得结构自振频率降低，提高了频率比，降低了结构地震响应，即实现隔震效果。而对于大跨空间结构的竖向振动响应，其竖向自振频率较低，需要设置频率更低的低刚度隔振支座以降低结构竖向自振频率，提高频率比，实现隔震效果。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种智能调节三维隔震支座，使大跨空间结构的隔震支座在满足静力承载的高刚度要求的同时满足地震作用下低刚度隔震需求，避免现有支座刚度过低影响变形和承载力性能，同时避免地震作用下较高刚度的支座影响隔震效果，便于大跨空间结构三维隔震体系的实现。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种智能调节三维隔震支座，包括底板，所述底板上表面设有第一凹槽，所述第一凹槽内放置有下盖板，所述下盖板与底板之间通过水平隔震弹簧连接，实现水平隔震；所述下盖板的上表面设置有第二凹槽，所述第二凹槽内套接有上盖板，所述上盖板和下盖板之间可实现自由转动并传递竖向及水平方向作用力；所述上盖板的上表面设有第三凹槽，所述第三凹槽内套接有顶壳，顶壳下表面设有第四凹槽，所述上盖板和顶壳共同形成有中空结构，所述上盖板和顶壳之间通过可调节撑杆和竖向隔震弹簧连接，实现竖向可调节隔震。

所述可调节撑杆采用磁流变原理，设置有电磁铁和控制器，可通过控制器调节外加电流，控制磁场大小，调节撑杆力学性能为高刚度弹簧至刚接状态或低刚度弹簧至无连接状态。进一步的，所述竖向隔震弹簧与上盖板和顶壳之间采用焊接、螺栓连接或销轴连接。

进一步的，所述水平隔震弹簧与下盖板和底板之间采用焊接、螺栓连接或销轴连接。

进一步的，所述底板为圆形或多边形结构。

进一步的，所述底板与下盖板之间、下盖板与上盖板之间设置有摩擦材料、黏滞材料或润滑材料。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

采用隔震弹簧和可调节撑杆，平时由可调节撑杆提供竖向刚度；地震发生时，可调节撑杆可降低刚度，由隔震弹簧进行竖向以及水平向的耗能隔震。可避免平时支座刚度过低影响变形和承载力性能，同时避免地震作用下较高刚度的支座影响隔震效果，实现兼顾结构平时承载状态下所需的高刚度与地震作用下所需的低刚度的可调节三维隔震支座，并且需要能够根据状态的不同实现智能调节，适用于大跨空间结构三维隔震体系。

附图说明

图1是振动响应幅值和地震动激励频率与结构自振频率之比(频率比)的关系图。