[发明专利]一种双向滚轮式隔震装置的设计方法

摘要

本发明提供了一种双向滚轮式隔震装置的设计方法，其中所述双向滚轮式隔震装置，由下至上依次包括底板、轨道支架组、曲率轨道组、滚轮组和顶板，所述曲率轨道组包括固定曲率轨道和漂浮曲率轨道，所述固定曲率轨道和漂浮曲率轨道沿着底板四边、依次交替围合成矩形结构；所述滚轮组包括固定轨道滚轮和漂浮轨道滚轮。本发明隔震装置构造简单，通过滚轮在曲率轨道上的滚动实现隔震目的，通过调整轨道曲率半径实现不同的隔震效果，且轨道设在同层内从而降低了隔震装置高度，减少了改装置占用的空间。

主权项

一种双向滚轮式隔震装置的设计方法，包括有依据工程应用需求设置隔震装置的平面尺寸、形状以及对各承载部件在设计荷载下的承载力设计；其特征在于，还包括有对固定曲率轨道（5）的曲率半径和接触面的设计以及对漂浮曲率轨道（6）的曲率半径和接触面的设计；其中,双向滚轮式隔震装置由下至上依次包括底板（2）、轨道支架组、曲率轨道组、滚轮组和顶板（1），其特征在于：所述曲率轨道组包括固定曲率轨道（5）和漂浮曲率轨道（6），所述固定曲率轨道（5）和漂浮曲率轨道（6）沿着底板（2）四边、依次交替围合成矩形结构；所述固定曲率轨道（5）上表面、沿其长轴方向设有两段光滑弧面；所述漂浮曲率轨道（6）上表面、沿其长轴方向设有两段光滑弧面；所述滚轮组包括固定轨道滚轮（8）和漂浮轨道滚轮（9）；所述固定轨道滚轮（8）与固定曲率轨道（5）上的光滑弧面对应、有两对，且滑动连接在固定曲率轨道（5）上；所述漂浮轨道滚轮（9）与漂浮曲率轨道（6）上的光滑弧面对应、有两对，且滑动连接在漂浮曲率轨道（6）上;其中对固定曲率轨道（5）的曲率半径和接触面的设计，包括步骤如下：步骤一，确定隔震装置的设计周期T1；取T1大于隔震装置安放处场地或建筑楼层水平卓越周期T0的1.5倍；步骤二，初步确定固定曲率轨道（5）上表面光滑圆弧面的曲率半径R；按照单摆公式，L=( T1/2π)2g，其中g为重力加速度，单位为m/s2；T1单位为s；L为摆长，单位为m；固定曲率轨道（5）上表面凹形光滑圆弧面的曲率半径R≥L；固定曲率轨道（5）上表面凹形光滑圆弧面的曲率半径R以固定曲率轨道（5）上表面长轴线的曲率半径表达；步骤三，初步设计固定轨道滚轮（8）与固定曲率轨道（5）的接触面；通过计算仿真分析初算，得到设防地震作用下装置顶板（1）相对底板（2）的最大位移S1，比较S1与固定曲率轨道（5）长度S0的大小，通过比较的结果，对接触面采取初步调整；步骤四，通过地震模拟振动台试验，测定防震装置的试验设计周期T2和试验行程S2；步骤五，对曲率半径R进行调整，并最终确定曲率半径R；比较步骤四中的试验设计周期T2与步骤一中的设计周期T1的大小，根据比较的结果，对曲率半径作相应调整，直到T2‑ T0≥1.5×T0时，取此时的R为设计值；步骤六，对设计接触面进行调整，并最终确定；比较步骤四中的试验行程S2与S0的大小，根据比较的结果，对接触面进行相应调整，直到S2≤0.9×S0时，取此时的接触面为设计接触面；所述漂浮曲率轨道（6）的曲率半径和接触面的设计步骤与所述固定曲率轨道（5）的曲率半径和接触面的设计步骤相同。