【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及减隔震，特别涉及基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置。
技术介绍
1、叠层橡胶支座具有良好的水平隔震能力，但其重量往往过大，施工难度大。采用碳纤维板替代叠层橡胶支座中的钢板，既能保证橡胶支座的抗压强度、等效水平刚度和等效阻尼等性能参数基本不变，又能降低支座的重量，从而提高了橡胶支座的实用性与耐用性。同时，局限于支座的构造，叠层橡胶支座并不能很好地隔绝竖向震动，从而在某些情况下无法满足结构或设备对竖向减隔震的要求，甚至会放大竖向的震动。因此，为了满足现实中大跨空间结构和精密设备仪器等对竖向隔震的需求，发展新型有效的竖向隔震装置是必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，能够将上部结构的竖向运动转换为碳纤维增强橡胶的压剪变形，从而有效消耗地震能量，减小结构的地震响应，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，包括底板，所述底板顶部固定连接的限位圆筒与顶板底部固定连接的锥形环板滑动配合，承压圆台与锥形环板之间设置相互交错布置的锥形碳纤维板和锥形高阻尼橡胶层，锥形碳纤维板和锥形高阻尼橡胶层贴合粘接成为碳纤维增强橡胶，所述顶板中央的抗拔键与底板中央的承压圆台组成旋转卡扣结构。
4、进一步地，所述抗拔键包括连接板以及与连接板一体成型的导向柱，所述连接板设置有螺栓孔，所述导向柱侧壁设置三个均等分布的下扇形卡齿。
5、进一步地，所述限位圆筒的外壁为圆柱面，内壁下半部分为圆柱面，所述限位圆筒筒壁的上半部分为楔形面，从下到上为收口状。
6、进一步地，所述锥形环板的下部锥形筒外壁与限位圆筒上半部分的内壁平行，且倾角为15°-60°，所述锥形环板的水平截面最大直径小于限位圆筒水平截面的最大直径，所述锥形环板的水平截面最大直径大于限位圆筒水平截面的最小直径，所述的锥形环板嵌入限位圆筒。
7、进一步地，所述承压圆台为中空圆台，截面大的一端为下端，所述承压圆台的底面与底板上表面接触，所述承压圆台位于限位圆筒内部，所述承压圆台内部为圆形通孔，所述承压圆台内部孔壁的上部设置有与导向柱的下扇形卡齿配合的三个均等分布的上扇形卡齿。
8、进一步地，所述锥形碳纤维板从内向外为阶梯状平行布置，锥形碳纤维板顶部内凹，底部外凸，所述锥形高阻尼橡胶层由内向外为阶梯状平行布置，锥形高阻尼橡胶层顶部内凹，底部外凸，锥形碳纤维板的每层碳纤维板和锥形高阻尼橡胶层的每层高阻尼橡胶层均为锥形筒状，开口大的一端在下方，锥形碳纤维板的每层碳纤维板与锥形高阻尼橡胶层的每层高阻尼橡胶层高度和倾角相同，所述锥形碳纤维板的每层碳纤维板与锥形高阻尼橡胶层的每层高阻尼橡胶层平行，所述锥形高阻尼橡胶层的层数比锥形碳纤维板的层数多1层，相邻两层碳纤维板之间采用一层高阻尼橡胶层填充，最外层的碳纤维板外壁与最外层的高阻尼橡胶层内壁贴合粘接，最内层的碳纤维板内壁与最内层的高阻尼橡胶层外壁贴合粘接。
9、进一步地，所述锥形环板由下部锥形筒和上部圆筒拼接而成，下部锥形筒的开口直径从下往上逐渐减小。
10、进一步地，所述承压圆台的侧壁锥面、锥形碳纤维板、锥形高阻尼橡胶层与锥形环板的下部锥形筒内壁相互平行，且倾角为15°-60°。
11、进一步地，所述承压圆台、由锥形碳纤维板和锥形高阻尼橡胶层组成的碳纤维增强橡胶、锥形环板依次堆叠贴合，并通过高温硫化粘接，所述承压圆台的外壁与锥形高阻尼橡胶层的最内层橡胶层的内表面贴合粘接，所述锥形环板的内壁与锥形高阻尼橡胶层的最外层橡胶层的外表面贴合粘接。
12、进一步地，所述连接板为六边形钢板，与顶板中部的六边形通孔匹配，所述连接板嵌入顶板的六边形通孔中。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
14、1.本专利技术设置抗拔键，抗拔键的导向柱和六边形连接板确保了上部结构只在竖直方向上运动，避免了结构的扭转与摇摆，导向柱的扇形卡齿与承压圆台的扇形卡齿组成旋转卡扣，锥形环板与限位圆筒组成卡扣装置，锥形环板向上运动时将被限位圆筒的锥形内壁卡住；而锥形环板向下运动时，其只能顺着限位圆筒的柱面内壁垂直运动，为装置提供了良好的抗拔性能。
15、2.本专利技术采用倾斜叠层橡胶的设计，能够将上部结构或设备的竖向运动转换成碳纤维增强橡胶的压剪变形，从而可以充分发挥高阻尼橡胶的变形耗能能力，有效实现竖向隔震；
16、3.本专利技术采用碳纤维板代替钢板，在保证了叠层橡胶支座的抗压强度、等效水平刚度和等效阻尼等性能参数基本不变的同时，碳纤维增强橡胶轻质且易于切割，从而降低支座的重量和加工难度，提高了橡胶支座的适用性。
17、4.本专利技术构造简单、受力合理、稳定性好，可根据实际承载力需求改变高阻尼橡胶层的厚度、层数、倾角等参数，与普通的叠层钢板橡胶支座相比，重量和施工成本降低，更经济实用。
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1.基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，包括底板(1)，其特征在于，所述底板(1)顶部固定连接的限位圆筒(2)与顶板(7)底部固定连接的锥形环板(6)滑动配合，承压圆台(3)与锥形环板(6)之间设置相互交错布置的锥形碳纤维板(4)和锥形高阻尼橡胶层(5)，锥形碳纤维板(4)和锥形高阻尼橡胶层(5)贴合粘接成为碳纤维增强橡胶，所述顶板(7)中央的抗拔键(8)与底板(1)中央的承压圆台(3)组成旋转卡扣结构。
2.如权利要求1所述的基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，其特征在于，所述抗拔键(8)包括连接板(81)以及与连接板(81)一体成型的导向柱(82)，所述连接板(81)设置有螺栓孔，所述导向柱(82)侧壁设置三个均等分布的下扇形卡齿。
3.如权利要求1所述的基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，其特征在于，所述限位圆筒(2)的外壁为圆柱面，内壁下半部分为圆柱面，所述限位圆筒(2)筒壁的上半部分为楔形面，从下到上为收口状。
4.如权利要求3所述的基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，其特征在于，所述锥形环板(6)的下部锥形筒外壁与限
5.如权利要求2所述的基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，其特征在于，所述承压圆台(3)为中空圆台，截面大的一端为下端，所述承压圆台(3)的底面与底板(1)上表面接触，所述承压圆台(3)位于限位圆筒(2)内部，所述承压圆台(3)内部为圆形通孔，所述承压圆台(3)内部孔壁的上部设置有与导向柱(82)的下扇形卡齿配合的三个均等分布的上扇形卡齿。
6.如权利要求1所述的基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，其特征在于，所述锥形碳纤维板(4)从内向外为阶梯状平行布置，锥形碳纤维板(4)顶部内凹，底部外凸，所述锥形高阻尼橡胶层(5)由内向外为阶梯状平行布置，锥形高阻尼橡胶层(5)顶部内凹，底部外凸，锥形碳纤维板(4)的每层碳纤维板和锥形高阻尼橡胶层(5)的每层高阻尼橡胶层均为锥形筒状，开口大的一端在下方，锥形碳纤维板(4)的每层碳纤维板与锥形高阻尼橡胶层(5)的每层高阻尼橡胶层高度和倾角相同，所述锥形碳纤维板(4)的每层碳纤维板与锥形高阻尼橡胶层(5)的每层高阻尼橡胶层平行，所述锥形高阻尼橡胶层(5)的层数比锥形碳纤维板(4)的层数多1层，相邻两层碳纤维板之间采用一层高阻尼橡胶层填充，最外层的碳纤维板外壁与最外层的高阻尼橡胶层内壁贴合粘接，最内层的碳纤维板内壁与最内层的高阻尼橡胶层外壁贴合粘接。
7.如权利要求1所述的基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，其特征在于，所述锥形环板(6)由下部锥形筒和上部圆筒拼接而成，下部锥形筒的开口直径从下往上逐渐减小。
8.如权利要求1所述的基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，其特征在于，所述承压圆台(3)的侧壁锥面、锥形碳纤维板(4)、锥形高阻尼橡胶层(5)与锥形环板(6)的下部锥形筒内壁相互平行，且倾角为15°-60°。
9.如权利要求8所述的基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，其特征在于，所述承压圆台(3)、由锥形碳纤维板(4)和锥形高阻尼橡胶层(5)组成的碳纤维增强橡胶、锥形环板(6)依次堆叠贴合，并通过高温硫化粘接，所述承压圆台(3)的外壁与锥形高阻尼橡胶层(5)的最内层橡胶层的内表面贴合粘接，所述锥形环板(6)的内壁与锥形高阻尼橡胶层(5)的最外层橡胶层的外表面贴合粘接。
10.如权利要求2所述的基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，其特征在于，所述连接板(81)为六边形钢板，与顶板(7)中部的六边形通孔匹配，所述连接板(81)嵌入顶板(7)的六边形通孔中。
...【技术特征摘要】
1.基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，包括底板(1)，其特征在于，所述底板(1)顶部固定连接的限位圆筒(2)与顶板(7)底部固定连接的锥形环板(6)滑动配合，承压圆台(3)与锥形环板(6)之间设置相互交错布置的锥形碳纤维板(4)和锥形高阻尼橡胶层(5)，锥形碳纤维板(4)和锥形高阻尼橡胶层(5)贴合粘接成为碳纤维增强橡胶，所述顶板(7)中央的抗拔键(8)与底板(1)中央的承压圆台(3)组成旋转卡扣结构。
2.如权利要求1所述的基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，其特征在于，所述抗拔键(8)包括连接板(81)以及与连接板(81)一体成型的导向柱(82)，所述连接板(81)设置有螺栓孔，所述导向柱(82)侧壁设置三个均等分布的下扇形卡齿。
3.如权利要求1所述的基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，其特征在于，所述限位圆筒(2)的外壁为圆柱面，内壁下半部分为圆柱面，所述限位圆筒(2)筒壁的上半部分为楔形面，从下到上为收口状。
4.如权利要求3所述的基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，其特征在于，所述锥形环板(6)的下部锥形筒外壁与限位圆筒(2)上半部分的内壁平行，且倾角为15°-60°，所述锥形环板(6)的水平截面最大直径小于限位圆筒(2)水平截面的最大直径，所述锥形环板(6)的水平截面最大直径大于限位圆筒(2)水平截面的最小直径，所述的锥形环板(6)嵌入限位圆筒(2)。
5.如权利要求2所述的基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，其特征在于，所述承压圆台(3)为中空圆台，截面大的一端为下端，所述承压圆台(3)的底面与底板(1)上表面接触，所述承压圆台(3)位于限位圆筒(2)内部，所述承压圆台(3)内部为圆形通孔，所述承压圆台(3)内部孔壁的上部设置有与导向柱(82)的下扇形卡齿配合的三个均等分布的上扇形卡齿。
6.如权利要求1所述的基于碳纤维增强橡胶的竖向抗拉拔隔震装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：聂桂波，王志詠，柏文，王薇，谢志南，樊钦鑫，邢遵胜，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，
类型：发明
国别省市：
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