一种变刚度三维隔震支座制造技术

本发明专利技术提供一种变刚度三维隔震支座，包括多个锚杆、下支座板、竖向隔震垫和多个隔震垫圈，多个锚杆成等距离圆周排列，每个锚杆的一端埋设在混凝土基础承台之中，所述竖向隔震垫位于混凝土基础承台之上，所述下支座板位于竖向隔震垫之上，每个锚杆的另一端依次穿过竖向隔震垫和下支座板，每个锚杆通过螺栓将竖向隔震垫、下支座板、隔震垫圈与混凝土基础承台紧密固定在一起，下滑块位于所述下支座板的球曲面之上，上滑块位于所述下滑块之上，上支座板位于所述上滑块之上，本发明专利技术能有效隔离竖向和横向地震动，减少被隔震的结构与隔震沟挡土墙或者相邻构造物之间的碰撞，保护变电站设施中瓷套管等元件的完整性。

【技术实现步骤摘要】
一种变刚度三维隔震支座
本专利技术涉及抗震领域，具体涉及一种变刚度三维隔震支座。
技术介绍
基础隔震技术能够显著减少传入上部结构的地震能量，减小地震对上部结构的破坏，因此在世界范围内得到了长期的推广和大量的应用，但由于基础隔震耗能装置多为延性构件，水平刚度小，因此在地震作用下水平侧移很大，可能导致隔震结构的基底与周边隔震沟、挡土墙或其他构造物发生碰撞，相关人员对美国Northridge地震中2层基础隔震结构——FCC大楼进行了地震响应实测，发现结构的地震响应曲线在某一时间段出现突变，通过对该结构进行了系统识别，发现在地震中结构基底板与周边挡墙之间产生了碰撞。变电站设施上包含陶瓷套管等容易发生脆性破坏的元件，套管结构细长，自振频率较低，在地震作用下容易共振，而变压器本体对地面运动有放大作用，会在套管根部产生很大的弯矩和剪力，瓷件本身为脆性材料，变形能力差，而在使用传统摩擦式摆隔震支座后，变压器水平位移很大，使瓷套管更容易破坏。在地震中，绝缘套管经常发生根部断裂、上瓷套与法兰相互错动并将橡胶垫圈挤出的现象，从而导致套管漏油，引发火灾。结合以上两点可以看出，虽然传统摩擦摆式隔震支座能够提供较高的竖向承载力和很强的水平变形能力，但仍有如下问题：1)不能有效隔离竖向地震动；2)在强烈地震动下会产生的较大水平位移，引起上部结构与隔震沟、挡土墙或者相邻构造物之间的碰撞或者引起变电站设施中瓷套管等元件的脆性破坏。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种变刚度三维隔震支座，实现对横向地震动的隔离，在实现隔震功能的同时可以有效降低上部被隔震结构的位移，从而防止上部结构与隔震沟、挡土墙或相邻构造物之间的碰撞，以及防止变电站设施中瓷套管等低延性连接构件由于变形过大而引发的脆性破坏。本专利技术的目的是这样实现的：一种变刚度三维隔震支座，包括多个锚杆、下支座板、竖向隔震垫和多个隔震垫圈，每个锚杆的一端埋在混凝土基础承台之中，多个锚杆沿圆周排列，每两个相邻的锚杆之间距离相同，所述竖向隔震垫位于混凝土基础承台之上，所述下支座板位于竖向隔震垫之上，所述下支座板和所述竖向隔震垫为圆形，每个锚杆的另一端依次穿过竖向隔震垫和下支座板，隔震垫圈位于下支座板之上，并且每个隔震垫圈分别套在一个锚杆上，锚杆通过螺栓将竖向隔震垫、下支座板、隔震垫圈与混凝土基础承台紧密固定在一起，所述下支座板的上表面固定连接有第一圆柱形挡板，所述圆柱形挡板内形成一个圆柱形空间，位于这个圆柱形空间内的所述下支座板上表面为下凹的球曲面，下滑块位于所述下支座板的球曲面之上，上滑块位于所述下滑块之上，上支座板位于所述上滑块之上，所述上支座板的下表面固定连有第二圆柱形挡板，所述上滑块和所述下滑块位于第二圆柱形挡板所形成的圆柱形空间内，水平隔震环位于第一圆柱形挡板和第二圆柱形挡板之间。本专利技术还具有如下技术特征：1、如上所述的上支座板上预留有螺栓孔，与上部被隔震结构通过螺栓紧密连接。2、如上所述的下滑块和下支座板上表面之间、所述上滑块和下滑块之间、所述上支座板和上滑块之间，均涂抹有润滑剂。3、如上所述的竖向隔震垫、隔震垫圈和水平隔震环为金属橡胶材质。4、如上所述的下支座板球曲面的曲率半径为2000mm。5、如上所述的上滑块和下滑块的球曲面的曲率半径为200mm。6、如上所述的下支座板、下滑块、上滑块和上支座板之间摩擦系数为0.03～0.05。本专利技术的效果和益处为：1、在竖向地震力的作用下，本装置通过竖向隔震垫和隔震垫圈的竖向变形实现支座的竖向隔震，支座向下运动时，会引起竖向隔震垫拉长变形，而支座向上运动时，会引起竖向隔震垫圈压缩变形，从而消耗地震能量，实现对竖向地震动的隔离，同时也可以实现竖向震动的限位功能。2、在水平地震力的作用下，本装置通过下支座板的球曲面实现上支座板、上滑块及下滑块在水平方向的运动；其中下滑块保证上部结构、上支座板、上滑块及下滑块能够产生相对于下支座板的位移；上支座板、上滑块与下滑块的相对滑动则能够在一定程度上保证上部结构与上支座板相对混凝土基础承台保持水平；上支座板、上滑块及下滑块产生水平位移，引起水平隔震环变形，以此消耗地震能量，实现对横向地震动的隔离。3、本装置中竖向隔震垫、隔震垫圈和水平隔震环采用的金属橡胶材料具有应变硬化特性，即变形较小的时候刚度低，刚度随着变形的增大呈非线性提高；在较小的地震动下，金属橡胶变形较小，此时金属橡胶的刚度较小，对与上部结构相连的上支座板位移的限制作用较小，能较好的实现小震、中震下的隔震作用；在大震作用下，支座的水平刚度呈非线性增大趋势，可以防止支座进一步产生更大的水平变形，在实现隔震功能的同时可以有效降低上部被隔震结构的位移，从而防止上部结构与隔震沟挡土墙或相邻构造物之间的碰撞，以及防止变电站设施中瓷套管等低延性连接构件由于变形过大而引发的脆性破坏。4、本装置中采用的金属橡胶材料在受外力产生变形时，其内部的螺旋弹簧会相互接触并挤压，发生相互滑移，在产生弹性势能的同时也可以通过产生的库伦摩擦消耗一部分能量。这就是金属橡胶材料能够消耗地震能量的原因。附图说明图1为本专利技术的整体结构剖面图。图2为本专利技术的整体结构俯视图。图3为本专利技术的整体结构装配图。具体实施方式下面根据说明书附图举例对本专利技术做进一步解释：实施例1结合图1-3所示，一种变刚度三维隔震支座，包括多个锚杆8、下支座板1、竖向隔震垫6和多个隔震垫圈7，每个锚杆8的一端埋在混凝土基础承台之中，其特征在于：多个锚杆8沿圆周排列，每两个相邻的锚杆8之间距离相同，所述竖向隔震垫6位于混凝土基础承台之上，所述下支座板1位于竖向隔震垫6之上，所述下支座板1和所述竖向隔震垫6为圆形，每个锚杆8的另一端依次穿过竖向隔震垫6和下支座板1，隔震垫圈7位于下支座板1之上，并且每个隔震垫圈7分别套在一个锚杆8上，锚杆通过螺栓将竖向隔震垫6、下支座板1、隔震垫圈7与混凝土基础承台紧密固定在一起，所述下支座板1的上表面固定连接有第一圆柱形挡板10，所述圆柱形挡板10内形成一个圆柱形空间，位于这个圆柱形空间内的所述下支座板1上表面为下凹的球曲面，下滑块4位于所述下支座板1的球曲面之上，上滑块3位于所述下滑块4之上，上支座板2位于所述上滑块3之上，所述上支座板2的下表面固定连有第二圆柱形挡板11，所述上滑块3和所述下滑块4位于第二圆柱形挡板11所形成的圆柱形空间内，水平隔震环5位于第一圆柱形挡板10和第二圆柱形挡板11之间。本实施例中所述的上支座板2上预留有螺栓孔，与上部被隔震结构通过高强螺栓连接。本实施例中所述的下滑块4和下支座板1上表面之间、所述上滑块3和下滑块4之间、所述上支座板2和上滑块3之间，均涂抹有润滑剂。本实施例中所述的竖向隔震垫6、隔震垫圈7和水平隔震环5为金属橡胶材质。本实施例中所述的下支座板1球曲面的曲率半径为2000mm。本实施例中所述的上滑块3和下滑块4的球曲面的曲率半径为200mm。本实施例中所述的下支座板1、下滑块4、上滑块3和上支座板2之间摩擦系数为0.03～0.05。本专利技术的工作原理：将需要被隔震的结构通过高强螺栓与上滑块3连接；当发生竖向地震力时：通过竖向隔震垫6和隔震垫圈7的竖向变形实现支座的竖向隔震，消耗地震能量，实现对竖向地震动的隔离，同时也可以实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变刚度三维隔震支座，包括多个锚杆(8)、下支座板(1)、竖向隔震垫(6)和多个隔震垫圈(7)，每个锚杆(8)的一端埋在混凝土基础承台之中，其特征在于：多个锚杆(8)沿圆周排列，每两个相邻的锚杆(8)之间距离相同，所述竖向隔震垫(6)位于混凝土基础承台之上，所述下支座板(1)位于竖向隔震垫(6)之上，所述下支座板(1)和所述竖向隔震垫(6)为圆形，每个锚杆(8)的另一端依次穿过竖向隔震垫(6)和下支座板(1)，隔震垫圈(7)位于下支座板(1)之上，并且每个隔震垫圈(7)分别套在一个锚杆(8)上，锚杆通过螺栓将竖向隔震垫(6)、下支座板(1)、隔震垫圈(7)与混凝土基础承台紧密固定在一起，所述下支座板(1)的上表面固定连接有第一圆柱形挡板(10)，所述圆柱形挡板(10)内形成一个圆柱形空间，位于这个圆柱形空间内的所述下支座板(1)上表面为下凹的球曲面，下滑块(4)位于所述下支座板(1)的球曲面之上，上滑块(3)位于所述下滑块(4)之上，上支座板(2)位于所述上滑块(3)之上，所述上支座板(2)的下表面固定连有第二圆柱形挡板(11)，所述上滑块(3)和所述下滑块(4)位于第二圆柱形挡板(11)所形成的圆柱形空间内，水平隔震环(5)位于第一圆柱形挡板(10)和第二圆柱形挡板(11)之间。...

【技术特征摘要】
1.一种变刚度三维隔震支座，包括多个锚杆(8)、下支座板(1)、竖向隔震垫(6)和多个隔震垫圈(7)，每个锚杆(8)的一端埋在混凝土基础承台之中，其特征在于：多个锚杆(8)沿圆周排列，每两个相邻的锚杆(8)之间距离相同，所述竖向隔震垫(6)位于混凝土基础承台之上，所述下支座板(1)位于竖向隔震垫(6)之上，所述下支座板(1)和所述竖向隔震垫(6)为圆形，每个锚杆(8)的另一端依次穿过竖向隔震垫(6)和下支座板(1)，隔震垫圈(7)位于下支座板(1)之上，并且每个隔震垫圈(7)分别套在一个锚杆(8)上，锚杆通过螺栓将竖向隔震垫(6)、下支座板(1)、隔震垫圈(7)与混凝土基础承台紧密固定在一起，所述下支座板(1)的上表面固定连接有第一圆柱形挡板(10)，所述圆柱形挡板(10)内形成一个圆柱形空间，位于这个圆柱形空间内的所述下支座板(1)上表面为下凹的球曲面，下滑块(4)位于所述下支座板(1)的球曲面之上，上滑块(3)位于所述下滑块(4)之上，上支座板(2)位于所述上滑块(3)之上，所述上支座板(2)的下表面固定连有第二圆柱形挡板(11)，所述上滑块(3)和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李素超，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23