[发明专利]一种三维隔振装置

说明书

本发明为一种三维隔振装置，主要有水平隔振装置，包括导轨、橡胶支座和欧拉梁；竖向隔振装置，包括碟形弹簧、加载环、螺旋弹簧；连接与限位装置等。本发明利用欧拉梁的负刚度特性，结合橡胶支座和导轨得到较低的水平向刚度，起到良好的水平隔震(振)效果；利用碟形弹簧的负刚度特性，结合螺旋弹簧组成带准零刚度特性的竖向隔震(振)装置；二者运动解耦，实现三维隔震(振)的效果。本发明适用于对环境振动敏感的建筑物或者仪器、设备，具有优良的隔震(振)效果，还具有一定的抗拉能力。

技术领域

本发明涉及一种三维隔振装置，属于结构隔震与振动控制领域。

背景技术

隔振技术在建筑结构隔震领域和仪器设备振动控制领域已得到了广泛的研究和应用。隔振的基本原理是通过在被隔振体与其下部基础之间通过支座或者特殊构造来设置刚度较小的隔振层，将变形集中于隔振层，从而减小外部环境振动或者地震动作用下，上部被隔振体的动力响应。

然而，现有隔振装置存在着以下不足：一是现有的橡胶支座在保证竖向承载力的时候，很难达到足够小的水平刚度，限制了水平向隔震的能力；二是目前的建筑隔震主要停留在只隔离水平地震，不隔离竖向地震的阶段。然而，近年来国内外发生的地震中的地震动数据表明，在近断层地震区，地震动的竖向分量十分强烈，峰值加速度甚至超过了水平向分量，因此需要解决建筑的竖向隔震问题；三是在地震中，高宽比较大的隔震建筑物会出现摇摆现象和扭转现象，导致支座受拉，甚至屈服、破坏。所以，隔震装置需要足够的抗拉能力和抗扭转能力。

发明内容

本发明的目的在于针对现有隔振装置的不足，提出一种三维隔振装置，适用于对环境振动敏感的建筑物或者仪器、设备，具有优良的隔振效果，还具有一定的抗拉能力。

技术方案

一种三维隔振装置，其特征在于，包括支架体系、水平隔振装置和竖向隔振装置，其中：

所述支架体系，包括上连接板1、中间连接板8、下连接板17、外围板4；所述外围板4(四个外围板4形成四个侧面)其底部通过中间连接板8连接形成框架体；所述上连接板1用于放置被隔振对象；所述下连接板17与基础连接。

所述水平隔振装置，包括橡胶支座6、导轨、滑块5、欧拉梁(第一欧拉梁21、第二欧拉梁22)；所述橡胶支座6布设于整个水平隔振装置的中央，其上端面与上连接板1连接，其下端面与中间连接板8连接，橡胶支座6为整个装置提供水平向恢复力，使装置具有自复位的特性；所述导轨，为两套，置于所述外围板4形成的框架体内，导轨包括上导轨3、下导轨7，所述上导轨3安装于上连接板1，所述下导轨7安装于中间连接板8，两套导轨位于两个水平面内,并保持异面垂直；所述滑块5，竖直状态，位于所述两个水平面间，并同时连接于上导轨3、下导轨7内；所述欧拉梁，为两套，也呈相互垂直状态，分别垂直于上导轨3、下导轨7。

所述竖向隔振装置，包括碟形弹簧11、加载环(内加载环12、外加载环13)碟形弹簧上支承9、碟形弹簧下支承16，和螺旋弹簧15、螺旋弹簧上支承10、定位管14；所述螺旋弹簧15布设于定位管14内，所述碟形弹簧11、内加载环12和外加载环13配合完成串联叠合后再套于定位管14外，然后通过碟形弹簧下支承16固定于下连接板17上端；所述螺旋弹簧15上方放置螺旋弹簧上支承10，在最顶端的碟形弹簧11开头内设置碟形弹簧上支承9，从而通过螺旋弹簧上支承10、碟形弹簧上支承9连接于中间连接板8。

本发明的有益效果为：

(1)采用本发明的导轨机构设计，实现隔震装置的定向运动，规避了一般橡胶支座的扭转问题；

(2)通过设置欧拉梁，使本发明具有更优的水平向隔振效果；

(3)通过滑块的插销构造，使本发明具有一定的抗拉能力；

(4)结合带准零刚度特性的竖向隔振装置，达到三维隔振。

附图说明