[发明专利]一种被动型自适应多方向宽频域的隔减振/震装置

说明书

本发明公开了一种被动型自适应多方向宽频域的隔减振/震装置，主要包括粘弹性隔减振支座、弹簧阻尼隔减振单元、粘弹性碰撞块；具体地，包括相对设置的上钢板和下钢板，以及上、下钢板之间的异型钢板；异型钢板与下钢板之间设有粘弹性隔减振支座，粘弹性隔减振支座外侧环绕设置粘弹性碰撞块；上钢板与异型钢板的之间设有粘弹性隔减振块以及均匀布置在粘弹性隔减振块周围的弹簧隔振器，弹簧隔振器上、下端分别与上钢板和异型钢板固定连接。本发明能够在较宽的频率范围内自适应激励形态触发相应工作机制，兼顾水平向和竖向进行有效的隔减振/震控制，提升了多方向隔减振/震性能，改善了装置的侧向稳定性，性能优异且鲁棒性高。

技术领域

本发明涉及一种隔减振装置，特别提供了一种被动型自适应多方向宽频域的隔减振/震装置。

背景技术

我国处于环太平洋地震带，属于地震多发国家，大部分建筑结构均需要针对水平地震灾害进行抗震设计，而对于重要建筑设施及不规则建筑，尚需要考虑竖向地震作用。除此之外，随着国家轨道交通的快速发展，轨道交通运行产生的振动激励也逐渐成为一种影响建筑结构的振动灾害形式。不同激励的组合形式，使得结构常常遭受多方向宽频域的振动影响，造成结构安全性、使用性和舒适性降低等问题，如何减小复杂多变的振动效应成为一个重要课题。结构振动控制是一种新型的抗振措施，它通过在结构中设置减振或隔振装置来消耗或隔离振动能量，或者施加外部的能量以抵消外部激励对结构的作用。隔减振装置作为被动振动控制的一种常见形式，具有构造相对简单，无需人工干预，强鲁棒性和稳定性的优点而被广泛应用。

传统的多维隔减振装置对多方向振动的控制并不理想。在建筑隔震领域，结构需要足够的竖向承载力与较低隔振刚度之间存在难以协调的矛盾。在轨道振动控制领域，地铁运行产生的振动具有很宽的频带，单纯依赖隔振装置难以实现全频段的隔振，易造成隔振后建筑高频段被激起或者低频段仍未隔离出振动频带的问题。另外，目前传统多维隔减振装置阻尼较低，几乎没有耗能能力，造成结构隔振层位移过大。除了上述问题，为了实现多方向隔振，装置往往具有较高的高度，难以满足形状系数要求，尽管理论上实现了控制效果，但造成的侧向稳定性较差的问题大大限制了实际应用。

针对隔减振装置存在的问题，将粘弹性阻尼材料应用于装置中以改善耗能能力是一种有效措施。粘弹性阻尼材料是一种十分有效的高耗能阻尼材料，其在外力作用下，同时存在弹性和粘性两种变形机制。通过选择合适的粘弹性阻尼材料，能够在较宽的频带范围内均获得较高的阻尼。再通过装置机构设计，实现多方向隔减振控制，并保证装置的侧向稳定性。因此，本发明提出一种被动型自适应多方向宽频域的隔减振/震装置，实现有效的多方向宽频域动力激励下的振动控制、改善结构振动特性，很有必要且极具工程应用前景。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种被动型自适应多方向宽频域的隔减振/震装置，该装置能够在较宽的频率范围内自适应激励形态触发相应工作机制，兼顾水平向和竖向进行有效的隔减振控制，提升多方向隔减振性能，并改善装置的侧向稳定性，性能优异且鲁棒性高。

技术方案：一种被动型自适应多方向宽频域的隔减振/震装置，包括弹簧阻尼隔减振单元、粘弹性隔减振单元和异型钢板，所述弹簧阻尼隔减振单元通过异型钢板与粘弹性隔减振单元连接，所述弹簧阻尼隔减振单元包括上钢板、同轴安装于上钢板和异型钢板之间的粘弹性隔减振块以及环绕粘弹性隔减振块对称分布的弹簧隔振器，所述粘弹性隔减振块上下两端分别与上钢板和异型钢板硫化粘结为一体，所述弹簧隔振器上下两端分别与上钢板和异型钢板固定连接，所述粘弹性隔减振单元包括下钢板、同轴安装于下钢板和异型钢板之间的粘弹性隔减振支座以及环绕粘弹性隔减振支座对称分布的限位装置，所述粘弹性隔减振支座上下两端分别与异型钢板和下钢板固定连接，所述限位装置与下钢板固定连接。