[发明专利]隔震支座的多方向减震与抗拉拔装置及其隔减振方法

权利要求书

1.一种隔震支座的多方向减震与抗拉拔装置，包括：橡胶隔震支座，其特征在于，所述橡胶隔震支座的上钢板和下钢板的对应位置分别开设螺纹孔，多组多方向耗能单元通过螺栓安装于上钢板和下钢板之间，且围绕橡胶隔震支座中心处的核心减震垫对称布置，每组多方向耗能单元均包括：外钢筒、设置在外钢筒上端的上端板、设置在外钢筒下端的下端板、以及设置在外钢筒内腔且沿外钢筒轴向上、下对称设置的两个粘弹性耗能单元，分别是第一粘弹性耗能单元和第二粘弹性耗能单元；

第一钢丝绳，其一端通过第一传力构件带动所述第一粘弹性耗能单元在外钢筒内向上端板方向压缩耗能，所述第一传力构件包括：第一外传力钢板、第一传力空心杆、第一内传力钢板以及第一弹簧，其中，第一外传力钢板设置于所述外钢筒内腔中心处，上表面与所述第一粘弹性耗能单元紧密接触，所述第一传力空心杆一端封闭、另一端开口，第一传力空心杆的开口端从第一粘弹性耗能单元的轴心穿过后与第一外传力钢板固定连接；

第一钢丝绳的一端伸入第一传力空心杆的空心内腔后与所述第一内传力钢板固定连接，另一端伸出所述外钢筒后与螺栓铰接；

所述第一弹簧设置在第一传力空心杆杆腔内部位于所述第一内传力钢板和第一传力空心杆封闭端之间；

第二钢丝绳，其一端通过第二传力构件带动所述第二粘弹性耗能单元在外钢筒内向下端板方向压缩耗能，所述第二传力构件包括：第二外传力钢板、第二传力空心杆、第二内传力钢板以及第二弹簧，其中，第二外传力钢板设置于装置外钢筒内腔中心处，下表面与第二粘弹性耗能单元紧密接触，所述第二传力空心杆一端封闭、另一端开口，第二传力空心杆的开口端从第二粘弹性耗能单元的轴心穿过后与第二外传力钢板固定连接；

第二钢丝绳的一端伸入第二传力空心杆的空心内腔后与所述第二内传力钢板固定连接，另一端伸出所述外钢筒后与螺栓铰接；

所述第二弹簧设置在第二传力空心杆杆腔内部位于所述第二内传力钢板和第二传力空心杆封闭端之间。

2.根据权利要求1所述的隔震支座的多方向减震与抗拉拔装置，其特征在于，所述第一粘弹性耗能单元和第二粘弹性耗能单元均为高耗散粘弹性材料，形状为中心带孔的圆柱体。

3.根据权利要求1所述的隔震支座的多方向减震与抗拉拔装置，其特征在于，所述传力空心杆封闭端的中心开有孔道供钢丝绳穿过，另一端外表面设有螺纹，所述弹簧置于传力空心杆的内腔之中，钢丝绳从传力空心杆封闭端孔道及弹簧的中间穿过，与内传力钢板连接；

内传力钢板为中心开有孔道的圆柱体，位于传力空心杆内腔中与弹簧接触，用于压缩弹簧；内传力钢板沿厚度设有两种直径的孔道，其中，钢丝绳从小直径的孔道中穿过后在大直径孔道处设置扩大端头，实现与内传力钢板之间固定连接。

4.根据权利要求1所述的隔震支座的多方向减震与抗拉拔装置，其特征在于，所述弹簧为金属螺旋弹簧或金属蝶形弹簧。

5.根据权利要求1所述的隔震支座的多方向减震与抗拉拔装置，其特征在于，所述上端板和下端板的中心处分别开有供所述传力空心杆通过的端板中心孔，所述传力空心杆与所述端板中心孔之间间隙配合。

6.根据权利要求1所述的隔震支座的多方向减震与抗拉拔装置，其特征在于，所述外传力钢板与外钢筒内壁之间滑动连接；

所述内传力钢板与传力空心杆的内壁之间滑动连接。

7.所述传力空心杆上封闭端的中心处设有供钢丝绳穿过的钢丝绳孔，所述钢丝绳孔的孔内壁和钢丝绳之间设有橡胶环；

所述上端板和外钢筒之间、下端板和外钢筒之间均采用螺纹连接或焊接。

8.一种基于权利要求1~6中任一所述隔震支座的多方向减震与抗拉拔装置的隔减震方法，其特征在于，

通过在橡胶隔震支座的四角处开设螺纹孔，多组多方向耗能单元通过螺栓安装于上钢板和下钢板之间，为橡胶隔震支座提供多方向的减震性能和竖向的抗拉拔能力，

当发生水平方向的地震或振动时，隔减震支座发生水平方向的往复剪切变形，核心橡胶隔震垫受剪切力后发生变形产生隔震效果，同时，随着核心橡胶隔震垫变形的增大，装置发生倾斜使多方向耗能单元中的钢丝绳产生拉力，当地震或振动作用较小时，装置的变形或刚度主要由钢丝绳带动内传力钢板压缩弹簧提供；

当地震或振动作用较大时，弹簧产生较大变形后会带动外传力钢板压缩外钢筒内的粘弹性耗能单元，粘弹性耗能单元在往复压缩荷载的作用下会大量消耗地震或振动能量，提供水平方向的减振效果，通过调节弹簧的刚度，可以对粘弹性耗能单元提供较大耗能能力时装置受的外力和变形进行控制；

当弹簧因发生较大变形达到其极限而无法继续压缩，由于粘弹性耗能单元具备很大的压缩变形能力，随着钢丝绳拉力进一步增大，可继续带动传力构件压缩粘弹性耗能单元，耗能元件可继续随核心橡胶隔震垫的水平位移而消耗能量，提供水平方向的减震能力；

当发生竖向方向的地震或振动时，通过粘弹性耗能单元的压缩来消耗大量地震能量，实现竖向的减震效果；

当隔震支座受到建筑物因侧向倾覆产生的竖向提离作用时，粘弹性耗能单元和弹簧的压缩能够产生很大的刚度，为支座提供很大的抗拉拔力，防止核心橡胶隔震垫被拉开；

随着地震或振动的结束，核心橡胶隔震垫回复到初始的平衡位置，钢丝绳提供的拉力消失，粘弹性耗能单元及弹簧的变形均得到恢复。