【技术实现步骤摘要】
本技术涉及减震设备，具体涉及基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向振震双控支座。
技术介绍
1、地震动的作用方向包括水平和转动六自由度，然而在现行工程设计规范中，着重对于两水平方向的地震作用进行抗震设计，竖向地震作用的影响不受重视。楼板对于竖向地震有放大效应，研究表明：竖向地震虽不会对结构构件的损伤有决定性的影响，但却是大量装修吊顶、通风管线等非结构构件的破坏主要影响因素。对于医院、防灾指挥中心、电力能源基础设置等重要工程结构，非结构构件在震后维持正常使用功能，尤其重要。另一方面，由于近年来城市集约化开发要求，地铁上盖结构形式在国内大中型城市迅速发展。地铁线路在盖下运行，列车轨道耦合振动沿着结构竖向构件向上传播，引发人体振动舒适度问题。
2、现代隔震/振技术已有一百余年历史，然而对于建筑结构的竖向地震和振动的隔震/振问题，当前还未见有广泛工程应用的装置。主要的制约技术瓶颈为：(1)变刚度竖向振震双控支座的承载能力受限，上部结构仅限于低矮楼层建筑；(2)变刚度竖向振震双控支座的耗能能力有限，支座的位移需求和倾覆现象难以避免。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向振震双控支座，以解决竖向地震动引起非结构构件损坏，以及以地铁引发振动为代表的环境振动问题，且具有较强的竖向承载能力并具有提供附加耗能能力，能适用于结构隔离竖向地震和地铁引发微振动。
2、本技术通过下述技术方案实现：
3、基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向
4、所述金属碟形弹簧和高阻尼橡胶碟形弹簧交错叠压形成复合碟形弹簧；
5、所述螺旋弹簧设置在承载筒内；
6、所述复合碟形弹簧设置在承载筒上端面，且所述复合碟形弹簧通过连接杆与螺旋弹簧实现力传递。
7、本技术所述金属碟形弹簧、高阻尼橡胶碟形弹簧、螺旋弹簧均是现有技术，可直接通过市售获得，其中，高阻尼橡胶碟形弹簧在竖向变形的同时，由于橡胶中的阻尼材料作用，为竖向隔震/振支座提供附加耗能；金属碟形弹簧与高阻尼橡胶碟形弹簧交错叠压组成复合碟形弹簧，共同为竖向隔震/振支座提供非线性回复力。
8、本技术所述交错叠压具体是指金属碟形弹簧和高阻尼橡胶碟形弹簧在竖直方向间隔布置，优选金属碟形弹簧与高阻尼橡胶碟形弹簧之间不做粘接处理，允许二者界面之间的相对变形。
9、本技术的连接杆实现了螺旋弹簧与复合碟形弹簧的并联承载；并联承载构造起到两点作用，一是进一步提高了变刚度竖向振震双控支座的竖向承载力；二是螺旋弹簧的线性刚度能抵消复合碟簧的局部负刚度，实现竖向的准零刚度隔震/振，拓宽了变刚度竖向振震双控支座的振动控制频带。
10、本技术采用了金属碟型弹簧与高阻尼橡胶碟形弹簧组合的复合碟簧，并与螺旋弹簧进行并联，实现了“高静刚度、低动刚度”的特性。在静态承受上部建筑结构重力时，变刚度竖向振震双控支座提供较大的“静刚度”，表现为重力变形较小；而在受外部激励做往复振动时，提供较小的“动刚度”，表现为变刚度竖向振震双控支座具有更宽的隔震/振频率范围，可对具有较广频谱范围的地震动和地铁振动激励有隔震/振效果。
11、进一步地，复合碟形弹簧中任意一个高阻尼橡胶碟形弹簧的两侧均有金属碟形弹簧。即在复合碟形弹簧的顶部和底部均是金属碟形弹簧，以实现金属碟形弹簧覆盖高阻尼橡胶碟形弹簧的表面，起到防止橡胶材料受压屈曲的效果。
12、进一步地，高阻尼橡胶碟形弹簧的内侧端设置有内约束环，所述连接杆穿设在内约束环内；高阻尼橡胶碟形弹簧的外侧端设置有外约束环。
13、内约束环与外约束环分别设置于高阻尼橡胶碟形弹簧的内侧端和外侧端并紧密粘结，与金属碟形弹簧共同起到防止橡胶材料受压屈曲的效果。
14、其中一种优选实施方式为：内约束环的外壁上设置有内约束环凸起，所述高阻尼橡胶碟形弹簧的内壁上设置有与内约束环凸起相配合的内凹槽；内约束环凸起能够嵌入内凹槽内，优选紧密粘结；外约束环的内壁上设置有外约束环凸起，所述外约束环的外壁上设置有与外约束环凸起相配和的外凹槽，外约束环凸起能嵌入外凹槽内，优选紧密粘结。
15、内约束环凸起和外约束环凸起起到与高阻尼橡胶碟形弹簧紧密粘接的效果，同时起到传递金属碟形弹簧反力的作用。
16、进一步地，连接杆的上部和下部分别连接有上加载端和加载板；
17、所述上加载端的下端装配于复合碟形弹簧内；
18、所述加载板设置在螺旋弹簧的顶部。
19、进一步地，上加载端与复合碟形弹簧接触部位设置有上加载端倒角。
20、进一步地，连接杆与上加载端和加载板均为可拆卸式连接，且所述复合碟形弹簧可拆卸式套设在连接杆上。
21、进一步地，承载筒与复合碟形弹簧接触部位设置有承载筒倒角。
22、上加载端倒角和承载筒倒角起到不限制复合碟形弹簧水平向变形的效果。
23、本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
24、1、本技术实现了螺旋弹簧与复合碟形弹簧的并联承载；并联承载构不仅提高了变刚度竖向振震双控支座的竖向承载力；且螺旋弹簧的线性刚度能抵消复合碟簧的局部负刚度，实现竖向的准零刚度隔震/振，拓宽了变刚度竖向振震双控支座的振动控制频带；即本技术所述变刚度竖向振震双控支座具有较强的竖向承载能力，且高阻尼橡胶碟形弹簧具有提供附加耗能能力，即本技术利用高阻尼橡胶材料阻尼，提升了隔震/振支座的耗能能力，能适用于结构隔离竖向地震和地铁引发微振动，如此，本技术能够解决竖向地震动引起非结构构件损坏，以及以地铁引发振动为代表的环境振动问题。
25、2、本技术提供的变刚度竖向振震双控支座具有较强的设计灵活性；可根据工程项目的承载情况，增减金属碟簧和橡胶弹簧的叠合数量以增减变刚度竖向振震双控支座的承载能力；可根据项目实际需求，通过变换高阻尼橡胶碟形弹簧的厚度，以获得不同的变刚度竖向振震双控支座附加阻尼比；可根据项目实际需求，变换金属碟形弹簧的厚度和螺旋弹簧的内外径，以获得不同的支座承载能力；可根据项目实际需求，可将多组复合碟形弹簧进行对合安装，以获得更强的隔震支座竖向变形能力。
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1.基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向振震双控支座，其特征在于，包括金属碟形弹簧(1)、高阻尼橡胶碟形弹簧(2)、螺旋弹簧(3)、连接杆(7)和承载筒(9)；
2.根据权利要求1所述的基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向振震双控支座，其特征在于，所述复合碟形弹簧中任意一个高阻尼橡胶碟形弹簧(2)的两侧均有金属碟形弹簧(1)。
3.根据权利要求1所述的基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向振震双控支座，其特征在于，所述高阻尼橡胶碟形弹簧(2)的内侧端设置有内约束环(4)，所述连接杆(7)穿设在内约束环(4)内。
4.根据权利要求3所述的基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向振震双控支座，其特征在于，所述内约束环(4)的外壁上设置有内约束环凸起(10)，所述高阻尼橡胶碟形弹簧(2)的内壁上设置有与内约束环凸起(10)相配合的内凹槽。
5.根据权利要求1所述的基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向振震双控支座，其特征在于，所述高阻尼橡胶碟形弹簧(2)的外侧端设置有外约束环(5)。
6.根据权利要求5所述的基于高阻尼橡胶和金属碟簧的
7.根据权利要求1所述的基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向振震双控支座，其特征在于，所述连接杆(7)的上部和下部分别连接有上加载端(6)和加载板(8)；
8.根据权利要求7所述的基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向振震双控支座，其特征在于，所述上加载端(6)与复合碟形弹簧接触部位设置有上加载端倒角(12)。
9.根据权利要求7所述的基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向振震双控支座，其特征在于，所述连接杆(7)与上加载端(6)和加载板(8)均为可拆卸式连接，且所述复合碟形弹簧可拆卸式套设在连接杆(7)上。
10.根据权利要求1-9任一项所述的基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向振震双控支座，其特征在于，所述承载筒(9)与复合碟形弹簧接触部位设置有承载筒倒角(13)。
...【技术特征摘要】
1.基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向振震双控支座，其特征在于，包括金属碟形弹簧(1)、高阻尼橡胶碟形弹簧(2)、螺旋弹簧(3)、连接杆(7)和承载筒(9)；
2.根据权利要求1所述的基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向振震双控支座，其特征在于，所述复合碟形弹簧中任意一个高阻尼橡胶碟形弹簧(2)的两侧均有金属碟形弹簧(1)。
3.根据权利要求1所述的基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向振震双控支座，其特征在于，所述高阻尼橡胶碟形弹簧(2)的内侧端设置有内约束环(4)，所述连接杆(7)穿设在内约束环(4)内。
4.根据权利要求3所述的基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向振震双控支座，其特征在于，所述内约束环(4)的外壁上设置有内约束环凸起(10)，所述高阻尼橡胶碟形弹簧(2)的内壁上设置有与内约束环凸起(10)相配合的内凹槽。
5.根据权利要求1所述的基于高阻尼橡胶和金属碟簧的变刚度竖向振震双控支座，其特征在于，所述高阻尼橡胶碟形弹簧(2)的外侧端设置有外约束环(5)。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：周定松，陈鹏，王斌，吴鹏程，王飞，
申请(专利权)人：中国建筑西南设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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