一種分離式阻尼耗能三維隔震支座的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境振動和抗震、減震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分離式阻尼耗能三維隔震支座，可用于在普通建筑物、特殊結(jié)構(gòu)、橋梁、以及機械設(shè)備減震/振。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展及城市規(guī)模的擴大，由工業(yè)設(shè)備及軌道交通等眾多振動引發(fā)的環(huán)境振動及噪聲問題逐漸顯現(xiàn)出來，環(huán)境振動已成為影響人類生活和生產(chǎn)的七大公害之一。環(huán)境振動對人類自身的身心健康，生活居住的舒適性，以及精密儀器的生產(chǎn)都產(chǎn)生嚴重影響。例如地鐵振動對沿線周圍的建筑生產(chǎn)、古建筑的安全和住宅的居住環(huán)境均產(chǎn)生影響。為了減小由于外界擾動而產(chǎn)生的微小共振，進行防振設(shè)計具有重要意義。
[0003]強烈地震是威脅人類的嚴重自然災害之一。水平隔震結(jié)構(gòu)體系通過延長上部結(jié)構(gòu)的自振周期增大結(jié)構(gòu)阻尼，降低了結(jié)構(gòu)的地震反應，確保上部結(jié)構(gòu)在大地震時仍可處于彈性狀態(tài)，或保持在彈塑性變形的初期狀態(tài)。隔震技術(shù)不但保證了結(jié)構(gòu)本身的安全，也保護了結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)備、設(shè)施免受破壞。
[0004]對于同時隔離地震和振動的三維隔震裝置，由于水平和豎向振動作用的耦聯(lián)，使得該隔震裝置已成為國際難題。目前，對于通過發(fā)明一個未定的三維隔震支座來減輕水平和豎向地震作用已經(jīng)有過很多的嘗試。許多三維隔震器進行了可行性測試，主要利用空氣彈簧和液壓油進行豎向隔震。很多三維隔震裝置都具有良好的豎向隔震性能或阻尼性能。但這些設(shè)備的缺點也不能忽略不計，因為它們非常昂貴，而且相對來說形狀比較大，從而限制了其大規(guī)模生產(chǎn)的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種分離式阻尼耗能三維隔震支座，能同時隔震三向地震動和環(huán)境振動，采用該支座的被保護結(jié)構(gòu)或設(shè)備，在地震/振動作用下的震/振動響應及震/振動傳遞得到了有效控制，保護地震/振動作用下的安全。
[0006]為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的構(gòu)思如下:
一種分離式阻尼耗能三維隔震支座，包括設(shè)置于上部結(jié)構(gòu)和中部承臺之間的水平隔震單元，中部承臺和基礎(chǔ)承臺之間的豎向隔震單元，裝置的上表面與上部結(jié)構(gòu)錨固，下表面與傾斜的基礎(chǔ)承臺錨固，具體為:
水平隔震單元為軸向豎直安裝的鉛芯橡膠支座，鉛芯橡膠支座的一端與上部結(jié)構(gòu)固定連接，另一端與中部承臺固定連接，形成水平隔震裝置，使鉛芯橡膠支座承載來自上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載，通過鉛芯橡膠支座的水平變形實現(xiàn)水平向隔震。
[0007]豎向隔震單元與中部承臺間裝有上、下摩擦板，摩擦板數(shù)目與豎向隔震單元中鉛芯橡膠支座數(shù)目一致。上摩擦板與中部承臺固定連接，下摩擦板與對應的連接角塊相連。上下摩擦板的接觸面采用摩擦材料，通過采用不同材料使摩擦系數(shù)在一定范圍內(nèi)可調(diào)。在豎向荷載作用下，豎向隔震單元發(fā)生外擴運動，帶動下摩擦板發(fā)生相對滑動。接觸面間的摩擦力可以給上部結(jié)構(gòu)提供一定的初始支持力，同時起到耗能的效果。
[0008]豎向隔震單元由至少兩個等尺寸規(guī)格的鉛芯橡膠支座并聯(lián)，鉛芯橡膠支座以相同的角度傾斜設(shè)置，其水平位置按中心對稱方式布置，傾斜角度根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載和隔震所需的豎向位移進行計算確定，在0° — 90°之間調(diào)整，形成一組空間對稱的外擴筒形結(jié)構(gòu)。當豎向隔震單元采用三個或三個以上鉛芯橡膠支座時，每個傾斜支座在同一水平截面上的投影均勻排列在同一圓周上，該圓周的直徑根據(jù)隔震裝置的水平尺寸大小、傾斜支座的斜向位移距離及水平隔震單元的水平尺寸大小確定。傾斜支座上端與剛性連接角塊固定連接，連接角塊的角度與鉛芯橡膠支座傾斜角度相同，角塊上表面保持水平。在豎向荷載作用下，傾斜的鉛芯橡膠支座發(fā)生斜向變形，豎向隔震單元發(fā)生外擴運動，支座整體發(fā)生豎向彈性變形，進而實現(xiàn)對外界豎向激勵的延遲響應和緩沖傳遞，從而實現(xiàn)豎向隔震。
[0009]根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種分離式阻尼耗能三維隔震支座，包括上部結(jié)構(gòu)、中部承臺、下部基礎(chǔ)承臺、水平隔震支座、上摩擦板、下摩擦板、水平限位擋塊、連接角塊、豎向隔震支座；所述上部結(jié)構(gòu)與水平隔震支座通過螺栓相連；水平隔震支座固定在中部承臺上；中部承臺與上摩擦板固定連接；所述上摩擦板與下摩擦板相接觸并能夠自由滑動；連接角塊為三角棱柱體，分別固定連接下摩擦板與豎向隔震支座；豎向隔震支座通過螺栓固定在下部基礎(chǔ)承臺上；所述基礎(chǔ)承臺表面有一定的傾斜角度，此角度與連接角塊的角度相同，使連接角塊上表面保持水平；水平限位擋塊與中部承臺固定連接，防止上摩擦板與下摩擦板發(fā)生整體同向相對水平滑動。
[0010]所述豎向隔震支座最少使用兩只，其水平位置按中心對稱方式布置，根據(jù)具體設(shè)計要求按照圓周對稱放置2~10個，形成一組空間對稱的外擴筒形結(jié)構(gòu)。
[0011 ] 所述豎向隔震支座采用鉛芯橡膠支座，每兩個豎向隔震支座與水平線呈“八”字形或“V”字形以相同的角度傾斜放置，傾斜角度根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載和隔震所需的豎向位移進行計算確定，在0° — 90°之間調(diào)整；受到豎向壓力時，上摩擦板與下摩擦板發(fā)生對稱的外擴相對滑動，豎向隔震支座發(fā)生壓剪變形。
[0012]所述上摩擦板與下摩擦板接觸面采用摩擦材料，不同材料的摩擦系數(shù)在一定范圍內(nèi)變化。
[0013]所述水平隔震支座為鉛芯橡膠支座。所述水平隔震支座的直徑大于豎向隔震支座。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點:
1.本發(fā)明水平隔震單元提供較小的水平剛度，傾斜鉛芯橡膠支座通過斜向壓剪變形提供較小的豎向剛度，隔震裝置能實現(xiàn)隔離水平向和豎向的地震或振動功能，從而實現(xiàn)三維減震/振的目的。本發(fā)明的三維隔震裝置可是上部結(jié)構(gòu)在有水平及豎向振動和震動時均得到保護，使振動設(shè)備的振動傳遞得到有效衰減，適用于建筑結(jié)構(gòu)、大型設(shè)備的地震和振動保護；
2.本發(fā)明可以調(diào)整傾斜鉛芯橡膠支座的傾斜角度，以及通過改變摩擦板接觸面的材料而調(diào)整摩擦系數(shù)，從而適應不同位移和荷載，并可以對該裝置的組成進行調(diào)整，該裝置的大小和承載力之間的關(guān)系并不是恒定的，可以滿足不同荷載而不改變其大小； 3.本發(fā)明設(shè)計了上、下摩擦板，平衡狀態(tài)下，接觸