本发明专利技术公开了一种超低频隔震装置及设计方法，安装于被隔震物体底部与基础之间，包括：依次设置的上层隔震装置、下层隔震装置和弹性连接件；所述上层隔震装置和下层隔震装置均具有水平方向滑动减震单元；所述弹性连接件位于所述滑动减震单元之间；本发明专利技术采用双层隔震装置结构，显著降低地震动能量的输入，而且还可实现复位功能。实现复位功能。实现复位功能。
【技术实现步骤摘要】
一种超低频隔震装置及设计方法
[0001]本专利技术涉及隔震领域，具体涉及一种超低频隔震装置及设计方法。
技术介绍
[0002]隔震技术是工程领域为保护结构免遭地震作用破坏而能隔绝或减弱地震能量的技术，主要采用降低结构频率的方式达到隔震目的，但受制于材料性能与隔震装置安全稳定性限制，暂无可显著降低结构频率且可实现自复位功能的隔震装置。本专利旨在提出一种超低频隔震装置，装置起始隔震频率接近于零，具有一定的准零频工作行程，可显著降低地震发生时地震动能量由地面传递至上部被保护结构，准零频行程结束后进入非线性刚度区域，限制上部结构在地震作用下的位移响应，且可实现装置尺寸小型化、造价便宜，地震结束后隔震装置可恢复到初始状态。
[0003]地震时人类无法避免的自然灾害，地震引起的震动对结构破坏是毁灭性的，给生命和财产安全造成了巨大的损失。对于地震多发的国家。
[0004]历次大地震中电力设施的破坏导致国民经济损失惨重，其程度之深、范围之广已经引起人们的深切关注。在大地震中，电网供电设备受到严重破坏，造成难以估量的生命财产损失。震害调查发现，变电站内电力设施具有高、大、重等结构特点，大部分电力设施的套管结构为低强度、高脆性的电瓷材料，在地震作用下破坏现象严重。通过电力设施结构抗震优化的空间较小，附加的经济投入较大，制约了电网规划设计和稳定发展。针对电力设施的结构特点和抗震薄弱环节，有必要采用相关抗震措施降低此类设施的地震响应，保护电力设施地震安全。
[0005]传统抗震技术通过增强结构强度来抵抗地震，以结构构件本身损坏为代价消耗地震能量，经济性和安全性较差。隔震技术是在结构和基础间设置隔震装置，形成隔震层，隔离地震能量向上部结构传递，减小输入到上部结构的地震能量，同时延长上部结构的自振周期，降低上部结构的地震反应，达到预期的抗震防震要求。隔震技术是开始应用于建筑结构中，在过去的几十年中得到了历次地震检验，是近几十年来地震工程最重要成果之一，是一种经济、可靠、有效的防震减灾技术。
[0006]现有技术中专利名称：一种橡胶铅芯隔震支座，公开了：在两块钢板之间交替放置方形橡胶片和薄钢板，并通过硫化粘结在一起，把四角倒成圆角，外周与保护胶硫化成整体，在方形橡胶隔震支座的预留孔中，紧密地压入铅芯。
[0007]该专利主要利用的是橡胶低刚度特性，通过层间钢板约束橡胶变形方向，隔震支座安装在基础和被隔震结构间，地震作用下支座发生水平向剪切变形，隔震支座的水平侧刚度小，通过降低上部结构频率，从而实现隔震功能保护结构在地震作用下的安全性。橡胶铅芯隔震技术已大量应用于大型建筑结构抗震设计中。但存在如下缺点：
[0008](1)橡胶铅芯隔震支座存在最小尺寸型号，单个支座的最小侧向刚度存在极限值，其起始隔震频率高，受力变形中刚度不够小，隔震效率受到限制，不适用于轻型结构。
[0009](2)橡胶采用硫化技术与薄钢板粘接，装置的加工制造工艺要求较高，硫化过程存
在环保污染风险。
[0010](3)专利设计为降低地震灾害，无预防机械隔振或风振功能。
技术实现思路
[0011]针对现有隔震技术起始隔震频率值高、不适用轻型结构、隔震效率不足、震后无法自复位等问题，本专利技术提出了起始隔震频率小，具有宽频域隔震效果，隔震效率高、适用于各类轻型和重型结构，震后可自复位的隔震技术。
[0012]一种超低频隔震装置，安装于被隔震物体底部与基础之间，包括：依次设置的上层隔震装置、下层隔震装置和弹性连接件；所述上层隔震装置和下层隔震装置均具有水平方向滑动减震单元；
[0013]所述弹性连接件位于所述滑动减震单元之间。
[0014]优选的，所述上层隔震装置包括：上层钢框架(21)和第一滑动减震单元，所述第一滑动减震单元包括：上层直线导轨(12)、上层滑块和上层弹性件；
[0015]所述上层直线导轨(12)固定连接在所述上层钢框架(21)上；
[0016]所述上层滑块和所述弹性连接件布置在所述上层直线导轨(12)上；
[0017]所述上层弹性件的一端与所述上层滑块连接，另一端与所述上层钢框架(21)的内边框连接；
[0018]所述上层钢框架(21)与被隔震结构连接。
[0019]优选的，所述上层滑块和所述上层弹性件包括多个；
[0020]所述上层弹性件的个数为所述上层滑块个数的二倍。
[0021]优选的，所述下层隔震装置包括：下层钢框架(1)和第二滑动减震单元，所述第二滑动减震单元包括：下层直线导轨(2)、下层滑块、下层弹性件；
[0022]所述下层直线导轨(2)固定于所述下层钢框架(1)上；
[0023]所述下层滑块和所述弹性连接件均设置与所述下层直线导轨(2)上；
[0024]所述下层弹性件一端与所述下层滑块连接，另一端与所述下层钢框架(1)内边框连接；
[0025]所述下层钢框架(1)与基础连接。
[0026]优选的，所述下层滑块和所述下层弹性件均为多个；
[0027]所述下层弹性件的个数为所述下层滑块个数的二倍。
[0028]优选的，所述弹性连接件包括：中心滑块(3)和弹性件；
[0029]所述中心滑块(3)设置于所述上层直线导轨(12)和所述下层直线导轨(2)交汇点处；
[0030]所述弹性件包括第一弹性件和第二弹性件；
[0031]所述第一弹性件沿所述上层直线导轨(12)方向上设置，一端与所述中心滑块(3)连接，另一端与所述上层直线导轨(12)内边框连接；
[0032]所述第二弹性件沿所述下层直线导轨(2)方向上设置，一端与所述中心滑块(3)连接，另一端与所述下层钢框架(1)内边框连接。
[0033]优选的，所述第一弹性件和所述第二弹性件均包括弹簧；
[0034]所述弹簧采用同规格拉压弹簧。
[0035]优选的，所述中心滑块(3)与上层滑块和下层滑块之间的间距相同。
[0036]优选的，还包括缓冲橡胶垫；
[0037]所述上层直线导轨(12)与所述上层钢框架(21)的内边框连接处设置所述缓冲橡胶垫；
[0038]所述下层直线导轨(2)与所述下层钢框架(1)内边框连接处设置缓冲橡胶垫。
[0039]优选的，所述上层弹性件和所述下层弹性件均包括弹簧。
[0040]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种超低频隔震装置的设计方法，包括：
[0041]依次确定具有水平方向滑动减震单元的上层隔震装置和下层隔震装置；
[0042]基于要满足的地震强度和安装于超低频隔震装置上的被隔震系统的位移范围，利用刚度方程确定，位于所述上层隔震装置和下层隔震装置的滑动减震单元之间的弹簧的设计参数；
[0043]其中，所述刚度方程由所述被隔震系统的位移和所述弹簧的刚度变化曲线关系确定。
[0044]优选的，所述基于要满足的地震强度和安装于超低频隔震装置上的被隔震系统的位移范围，利用刚度方程确本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超低频隔震装置，安装于被隔震物体底部与基础之间，其特征在于，包括：依次设置的上层隔震装置、下层隔震装置和弹性连接件；所述上层隔震装置和下层隔震装置均具有水平方向滑动减震单元；所述弹性连接件位于所述滑动减震单元之间。2.如权利要求1所述的超低频隔震装置，其特征在于，所述上层隔震装置包括：上层钢框架(21)和第一滑动减震单元，所述第一滑动减震单元包括：上层直线导轨(12)、上层滑块和上层弹性件；所述上层直线导轨(12)固定连接在所述上层钢框架(21)上；所述上层滑块和所述弹性连接件布置在所述上层直线导轨(12)上；所述上层弹性件的一端与所述上层滑块连接，另一端与所述上层钢框架(21)的内边框连接；所述上层钢框架(21)与被隔震结构连接。3.如权利要求2所述的超低频隔震装置，其特征在于，所述上层滑块和所述上层弹性件包括多个；所述上层弹性件的个数为所述上层滑块个数的二倍。4.如权利要求2所述的超低频隔震装置，其特征在于，所述下层隔震装置包括：下层钢框架(1)和第二滑动减震单元，所述第二滑动减震单元包括：下层直线导轨(2)、下层滑块、下层弹性件；所述下层直线导轨(2)固定于所述下层钢框架(1)上；所述下层滑块和所述弹性连接件均设置与所述下层直线导轨(2)上；所述下层弹性件一端与所述下层滑块连接，另一端与所述下层钢框架(1)内边框连接；所述下层钢框架(1)与基础连接。5.如权利要求4所述的超低频隔震装置，其特征在于，所述下层滑块和所述下层弹性件均为多个；所述下层弹性件的个数为所述下层滑块个数的二倍。6.如权利要求4所述的超低频隔震装置，其特征在于，所述弹性连接件包括：中心滑块(3)和弹性件；所述中心滑块(3)设置于所述上层直线导轨(12)和所述下层直线导轨(2)交汇点处；所述弹性件包括第一弹性件和第二弹性件；所述第一弹性件沿所述上层直线导轨(12)方向上设置，一端与所述中心滑块(3)连接，另一端与所述上层直线导轨(12)内边框连接；所述第二弹性件沿所述下层直线导轨(2)方向上设置，一端与所述中心滑块(3)连接，另一端与所述下层钢框架(1)内边框连接。7.如权利要求6所述的超低频隔震...
【专利技术属性】
技术研发人员：程永锋，卢智成，刘振林，朱祝兵，高坡，钟珉，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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