The basic modules of building structures with three-dimensional isolation and vibration reduction mainly include: small steel platform, sliding bearing, laminated special rubber/steel plate bearing with vertical self-adjusting deformation ability combined with variable vertical stiffness, viscoelastic damping energy absorber with parallel center; sliding bearing adopts oil-containing self-lubricating liquid-solid two-phase material, which has low sliding friction coefficient. For the vertical seismic component, the shock absorber and the liquid/Gu special rubber bearing with damping characteristics are connected in parallel, which can absorb energy and reduce vibration, so as to achieve three-dimensional isolation and vibration reduction protection. The technical scheme of the invention is more sensitive and efficient to earthquake action.
【技术实现步骤摘要】
具有三维隔震减振的建筑结构基础模块
本专利技术属于建筑基础隔震、消能减振
技术背景中国强制标准(P149，第12章，隔震和消能减震设计，“建筑抗震设计规范2016年版”GB50011-2010)指出：基础隔震是指在房屋等建筑物的基础、底部或下部结构和上部结构之间设置的由橡胶支座和阻尼装置等部件组成具有整体复位功能的隔震层，利用橡胶在水平方向剪切变形的时滞效应、可以延长整个建筑结构体系的自振周期、避开地震动的主要能量频带，减小输入上部建筑结构的水平地震作用、甚至使上部建筑结构与地面振动相隔离、减少上部结构地震作用、达到预期防震要求；消能减震设计指在房屋结构中设置消能器，通过消能器的相对变形和相对速度提供附加阻尼，以消耗输入结构的地震能量，达到预计防震减震要求。基础隔震是限制地震能量进入上部结构的重要技术和方法，近百年来已经提出许多隔震技术方案，目前国内外常用的隔震机构和体系主要包括：摩擦摆体系(FPS)、叠层钢板橡胶隔震支座、平面滑动和复位弹簧并联机构。以下分别阐述其主要技术特点和优缺点：摩擦摆技术体系(FPS)实际是依靠重力复位的摩擦摆滑动机构，当上部机构的自振周期较短时，隔震结构的自振周期可以延长至T＝2π(R/g)1/2，其中R是滑动球面的半径，g是重力加速度，这种机构只对摆动方向起隔震作用，为满足X/Y平面两个维度的隔震要求，需要设计成双层结构，结构比较复杂、成本也较高，目前该技术方法主要用于调谐质量阻尼系统(TMD)，用于高层建筑的减振。传统叠层钢板/橡胶隔震支座体系目前国内外已经相对比较成熟，自1993年周福霖院士在国内在汕头推广第一...
【技术保护点】
1.具有三维隔震减振的建筑结构基础模块，其特征在于，该结构基础模块主要包括以下四大功能部件：和钢筋混凝土等桩基础牢固连接的钢结构小平台(1)，其主要技术特征是：小平台上的平整滑动支撑面采用镜面不锈钢板或在钢板的表面制备聚四氟乙烯基涂层或采用聚四氟乙烯基垫板作为滑动摩擦副材料(F1)；坐落于钢结构小平台(1)上面的滑动支座(2)，其主要技术特征是：滑动支座(2)的底部镶嵌含油自润滑复合材料作为主要滑动摩擦副材料(F2)，‑40～28℃温度区间、滑动摩擦副(F1)/(F2)界面之间的滑动摩擦系数小于等于0.025，滑动支座(2)在钢结构小平台(1)里面可以相对水平滑动；在滑动支座(2)上坐落配置具有内耗阻尼特性、阶梯竖向刚度组合的叠层特种橡胶/钢板支座(3)和粘弹性消能阻尼减振器(4)，减振器(4)位于支座(3)的中心部位和支座(3)并联使用；叠层特种橡胶/钢板支座(3)其中的特种橡胶层采用液/固两相粘弹性橡胶复合材料，复合材料中包括：具有内耗性能的5万‑300万mPa*s的液体橡胶占复合材料的重量百分比小于35wt.％，余下为固体橡胶；叠层特种橡胶的竖向刚度至少包括在两个区间：介于80～...
【技术特征摘要】
1.具有三维隔震减振的建筑结构基础模块，其特征在于，该结构基础模块主要包括以下四大功能部件：和钢筋混凝土等桩基础牢固连接的钢结构小平台(1)，其主要技术特征是：小平台上的平整滑动支撑面采用镜面不锈钢板或在钢板的表面制备聚四氟乙烯基涂层或采用聚四氟乙烯基垫板作为滑动摩擦副材料(F1)；坐落于钢结构小平台(1)上面的滑动支座(2)，其主要技术特征是：滑动支座(2)的底部镶嵌含油自润滑复合材料作为主要滑动摩擦副材料(F2)，-40～28℃温度区间、滑动摩擦副(F1)/(F2)界面之间的滑动摩擦系数小于等于0.025，滑动支座(2)在钢结构小平台(1)里面可以相对水平滑动；在滑动支座(2)上坐落配置具有内耗阻尼特性、阶梯竖向刚度组合的叠层特种橡胶/钢板支座(3)和粘弹性消能阻尼减振器(4)，减振器(4)位于支座(3)的中心部位和支座(3)并联使用；叠层特种橡胶/钢板支座(3)其中的特种橡胶层采用液/固两相粘弹性橡胶复合材料，复合材料中包括：具有内耗性能的5万-300万mPa*s的液体橡胶占复合材料的重量百分比小于35wt.％，余下为固体橡胶；叠层特种橡胶的竖向刚度至少包括在两个区间：介于80～600或大于600KN/mm；粘弹性消能阻尼减振器(4)采用具有内摩擦吸能机制的微多孔金属纤维组合物作为阻尼元件、采用500-300000mPa*s的硅油作为阻尼介质，金属碟簧经叠层后在内部起到主要的竖向支撑作用和弹性回复功能，减振器(4)还起到对上部的安装板与下部的滑动支座(2)之间的结构连接和竖向的防拉脱防护作用，减振器(4)与套装在减振器外圈部位的叠层特种橡胶/钢板支座(3)并联在一起、起到分担竖向减振的功能；减振器(4)的上部活塞杆固定连接于上部的安装板、其下部设有球面或圆弧面可转动支撑、允许下面的滑动支座(2)以及钢结构小平台(1)跟随地面沉降等导致的基础倾斜而倾斜、减振器外圈部位的叠层特种橡胶/钢板支座(3)其中的竖向刚度介于80-600KN/mm的叠层特种橡胶材料具有一定的压缩弹塑性变形能力，在圆柱截面上可以自适应调整发生不同的竖向变形、跟随下部滑动支座(2)发生的平面倾斜；减振器(4)的下部和滑动支座(2)之间设置轴向及径向限位装置、限位装置对支座(3)具有水平滑移限位和防竖向拉脱功能，减振器(4)的周圈和支座(3)之间灌注动力粘度介于20万-200万mPa*s的液体橡胶、起到碰撞缓冲作用和阻尼作用。2.根据权利要求1所述的具有三维隔震减振的建筑结构基础模块，其特征在于，叠层特种橡胶/钢板支座(3)其中的特种橡胶层采用液/固两相粘弹性橡胶复合材料，复合材料中包括：25℃下动力粘度介于20万-300万mPa*s的二甲基硅油或过量的端乙烯基聚甲基乙烯基硅氧烷作为液体橡胶组分，液体橡胶占复合材料的重量百分比介于10-35wt.％，余下为固体加成型硅橡胶，加成型硅橡胶的原料胶为25℃下动力粘度介于20万-300万mPa*s的端乙烯基聚甲基乙烯基硅氧烷液体硅胶、交联剂为多官能度的含氢硅氧烷，填料为白炭黑；叠层特种橡胶半成品板材可在170-185℃下/5-20分钟预交联并在模具中热压成形为含5-20％体积百分比环槽的半成品圆环板状物，叠层特种橡胶/钢板支座(3)中所用的钢板采用多孔钢板，其两面及厚度方向的通孔内部可预先注射特种橡胶原料混合物，并在170-185℃下/5-25分钟预交联并热压成形为三明治结构，将上述两种预交联的半成品多组叠层后压在一起，在0.3-1MPa平均压强下于195-210℃下进行二次高温交联4-24小时并实现一体化连接功能，得到的叠层模块在竖向的抗拉脱强度大于1.5MPa，叠层特种橡胶的竖向刚度至少主要包含在三个可调节区间：90～400、400-600、大于600KN/mm，可以满足竖向压缩变形能力和承载的要求。...
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