專利名稱：水平剪切式三維隔振裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水平鉛剪切式三維隔振裝置，主要用于房屋及橋梁等建筑物的基礎(chǔ)隔振，屬于結(jié)構(gòu)隔震控制與振動(dòng)控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
軌道交通會(huì)誘發(fā)周圍建筑物的二次振動(dòng)，這種振動(dòng)會(huì)影響到人們的正常生活。目前國內(nèi)外對軌道交通誘發(fā)的環(huán)境振動(dòng)多從振源入手，而對建筑物基礎(chǔ)隔振裝置的研究很少。地震動(dòng)本身具有多維特性，目前三維基礎(chǔ)隔震裝置主要為鉛芯疊層橡膠支座與厚橡膠疊層橡膠支座或碟形彈簧的串聯(lián)組合裝置。三維隔震裝置把建筑物上部結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)“隔離”，改變上部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，可以極大地減輕地震對上部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力作用，從而達(dá)到“以柔克剛”的減震效果。在水平方向上鉛芯疊層橡膠支座隔震是一種較為成熟的工程水平隔震技術(shù)，通過鉛芯的剪切變形提供阻尼力，耗散水平方向地震能量。在豎直方向上厚橡膠疊層橡膠支座或碟形彈簧只能降低結(jié)構(gòu)的豎向剛度，并未提供豎向阻尼，這將不能有效地耗散地震的豎向能量，而且不能抑制共振區(qū)的放大作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種水平鉛剪切式三維隔振裝置，本裝置不僅能有效地提供豎向阻尼，抑制共振放大作用，而且能夠結(jié)合軌道交通振源的特點(diǎn)，應(yīng)用于隔離環(huán)境振動(dòng)之中。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。本裝置主要包括有鉛芯疊層橡膠支座、下連接板1、上連接板11、導(dǎo)向件8，其中，在鉛芯疊層橡膠支座的上、下表面都設(shè)置有封鋼板2，鉛芯疊層橡膠支座下表面的封鋼板2與下連接板1連接，下連接板1上設(shè)置有用于與基礎(chǔ)相連的螺栓孔；鉛芯疊層橡膠支座上表面的封鋼板2與導(dǎo)向件8連接，導(dǎo)向件8的上面設(shè)置有上連接板11，導(dǎo)向件8上表面中心位置的導(dǎo)桿部分設(shè)置在上連接板11下表面中心位置的套筒部分的內(nèi)部，上連接板11與建筑物的上部結(jié)構(gòu)相連，其特征在于在套筒部分的下表面、導(dǎo)桿部分的外表面設(shè)置有N腳碟簧10，N腳碟簧10的上端為圓環(huán)形平臺(tái)，沿該圓環(huán)形平臺(tái)的圓周延伸出N個(gè)腳，N個(gè)腳底部有一平臺(tái)與導(dǎo)向件8之間平面接觸，在N個(gè)腳和導(dǎo)向件8相接觸的部位、在兩個(gè)部件上都開有凹槽，兩個(gè)部件的凹槽相互配合形成一空腔，在該空腔內(nèi)注有鉛塊9。
所述的N為4或8且沿圓環(huán)形平臺(tái)的圓周均勻分布。
N腳碟簧10是由碟形彈簧改進(jìn)而來。將碟形彈簧的上端改為一圓環(huán)形平臺(tái)，下端改為N腳支撐，將N個(gè)腳做成平面，與導(dǎo)向件8之間有足夠的接觸面積。當(dāng)有豎向振動(dòng)時(shí)，豎向位移通過上連接板11的套筒部分傳遞給N腳碟簧的圓環(huán)形平臺(tái)，使N腳碟簧10的N個(gè)腳產(chǎn)生水平方向的滑動(dòng)，這種滑動(dòng)帶動(dòng)鉛塊水平剪切變形，從而為本整個(gè)隔振裝置提供豎向阻尼力。
由于本發(fā)明主要應(yīng)用于載荷相對較輕的建筑中，通過選擇碟形彈簧的厚度，使用單個(gè)碟形彈簧便可提供適宜的豎向剛度，這樣可使整個(gè)裝置高度得到控制，從而能夠安全穩(wěn)定的工作。該裝置通過對N腳碟簧參數(shù)的改變對其豎向剛度進(jìn)行調(diào)節(jié)，并通過改變凹槽面積，從而改變鉛塊的水平剪切面積，對豎向阻尼進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到有效隔離振動(dòng)的目的。對于軌道交通誘發(fā)建筑物的二次振動(dòng)，以豎向振動(dòng)為主。本發(fā)明能夠有效的控制軌道交通誘發(fā)建筑物的豎向振動(dòng)和地震引起的水平振動(dòng)，同時(shí)可以一定程度上減小地震動(dòng)引起建筑物的豎直方向的振動(dòng)。
本發(fā)明的有益效果在對碟形彈簧構(gòu)造做一定改動(dòng)后，提高了彈簧下端的水平位移，從而可使N腳處的鉛塊產(chǎn)生較大的水平剪切變形，提高豎向隔振能力，減小結(jié)構(gòu)的豎向動(dòng)力反應(yīng)；本發(fā)明中的鉛剪切阻尼器位于碟簧與導(dǎo)向件內(nèi)部，既可以節(jié)省空間，在設(shè)計(jì)、加工和安裝上也較為有利；本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣泛，可適用于隔離軌道交通所誘發(fā)建筑物的二次振動(dòng)，以及現(xiàn)有三維隔震裝置所適用的任何場合以隔離地面震動(dòng)，減小結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)。


圖1本發(fā)明的縱剖面構(gòu)造2圖1的A-A剖面中1、下連接板，2、封鋼板，3、鉛芯，4、六角螺栓，5、薄鋼板，6、橡膠層，7、外包橡膠，8、導(dǎo)向件，9、鉛塊，10、N腳碟簧，11、上聯(lián)結(jié)板。
具體實(shí)施例下面將結(jié)合圖1～圖2對本實(shí)施例作進(jìn)一步說明，實(shí)例中采用四腳彈簧。
如圖1所示，本實(shí)施例由鉛芯疊層橡膠支座與四腳碟簧10串聯(lián)而成的三維隔振裝置。鉛芯疊層橡膠支座下部的封鋼板2通過六角螺栓4與下連接板1相聯(lián)，下連接板1上設(shè)置有用于與基礎(chǔ)相連的螺栓孔。鉛芯疊層橡膠支座上部的封鋼板通過六角螺栓4與導(dǎo)向件8相聯(lián)。導(dǎo)向件8的上面設(shè)置有上連接板11。導(dǎo)向件8的導(dǎo)桿部分設(shè)置在上連接板11的套筒部分的內(nèi)部，上連接板11與建筑物的上部結(jié)構(gòu)相連。在套筒部分的下部、導(dǎo)桿部分的外部設(shè)置有四腳碟簧10。該四腳碟簧10的上端為圓環(huán)形平臺(tái)，沿該圓環(huán)形平臺(tái)的圓周延伸出四個(gè)腳，四個(gè)腳底部設(shè)置有一平臺(tái)與導(dǎo)向件8之間平面接觸。在四角碟簧10的四個(gè)腳和導(dǎo)向件8相接觸的位置、在兩個(gè)部件上同一水平位置都開有凹槽，兩個(gè)部件的凹槽相互配合形成一空腔，在該空腔內(nèi)注有鉛塊9。
導(dǎo)向件8是四腳碟簧10的導(dǎo)向裝置，同時(shí)提供豎向隔振裝置的水平剛度，它的直徑略小于四腳碟簧10的內(nèi)徑，以方便四腳碟簧10的安裝。四腳碟簧10的四個(gè)腳作成平面且應(yīng)與導(dǎo)向件4有足夠的接觸面積。四腳碟簧10與上連接板11的邊緣有一定的空隙，以保證四腳碟簧的水平位移。上連接板11與建筑物的上部結(jié)構(gòu)相聯(lián)，將建筑物的自重通過其與四腳碟簧10接觸的表面?zhèn)鬟f到基礎(chǔ)。上連接板11的套筒部分有足夠的厚度這樣既可以提高本裝置的水平剛度又可以保證其與四腳碟簧10的接觸面積。上連接板11的圓柱曲面將整個(gè)豎向隔振裝置包住，并與導(dǎo)向件4的邊緣接觸增加了本裝置的水平剛度。
權(quán)利要求
1.一種水平剪切式三維隔振裝置，主要包括有鉛芯疊層橡膠支座、下連接板(1)、上連接板(11)、導(dǎo)向件(8)，其中，在疊層橡膠支座的上、下表面都設(shè)置有封鋼板(2)，疊層橡膠支座下表面的封鋼板(2)與下連接板(1)連接，下連接板(1)上設(shè)置有用于與基礎(chǔ)相連的螺栓孔；疊層橡膠支座上表面的封鋼板(2)與導(dǎo)向件(8)連接，導(dǎo)向件(8)的上面設(shè)置有上連接板(11)，導(dǎo)向件(8)的導(dǎo)桿部分設(shè)置在上連接板(11)的套筒部分的內(nèi)部，其特征在于在套筒部分的下表面、導(dǎo)桿部分的外表面設(shè)置有N腳碟簧(10)，N腳碟簧(10)的上端為圓環(huán)形平臺(tái)，沿該圓環(huán)形平臺(tái)的圓周延伸出N個(gè)腳，N個(gè)腳底部與導(dǎo)向件(8)之間平面接觸，在N個(gè)腳和導(dǎo)向件(8)相接觸的部位、在兩個(gè)部件上都開有凹槽，兩個(gè)部件的凹槽相互配合形成一空腔，在該空腔內(nèi)注有鉛塊(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平鉛剪切式三維隔振裝置，其特征在于所述的N為4或8。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水平剪切式三維隔振裝置，屬于結(jié)構(gòu)隔震控制與振動(dòng)控制領(lǐng)域。本裝置中的疊層橡膠支座的上、下表面都設(shè)置有封鋼板(2)，下表面的封鋼板(2)與下連接板(1)連接，下連接板(1)與基礎(chǔ)相連；上表面的封鋼板(2)與導(dǎo)向件(8)連接，導(dǎo)向件(8)的上面設(shè)置有上連接板(11)，導(dǎo)向件(8)的導(dǎo)桿部分設(shè)置在上連接板(11)的套筒部分的內(nèi)部。在套筒部分的下表面、導(dǎo)桿部分的外表面設(shè)置有四腳碟簧(10)，在四腳碟簧10的四個(gè)腳底部與導(dǎo)向件8之間平面接觸的部位、在兩個(gè)部件上都開有凹槽，兩個(gè)凹槽形成一空腔，在該空腔內(nèi)注有鉛塊9。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、易于加工，可適用于隔離軌道交通所誘發(fā)建筑物的二次振動(dòng)。
文檔編號(hào)E04B1/36GK1932180SQ200610113690
公開日2007年3月21日 申請日期2006年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者閆維明, 唐偉力, 馮軍和, 張向東 申請人:北京工業(yè)大學(xué)