一种单摆复合三维隔震支座制造技术

一种单摆复合三维隔震支座，属于隔震装置。包括位于基础之上与基础固定连接的底座，所述底座的底面为平面，其上面为球面滑道，该球面滑道内设置有在球面滑道上滑动的球形滑块，球形滑块与球面滑道之间设置有垫板；球形滑块上部设有由底托和导向杆组成的支承轴，该支承轴的外围设置有导向筒，支承轴的导向杆和导向筒之间设置有碟型弹簧，该碟型弹簧位于底托之上，所述导向筒的外侧，沿导向筒周围设置有承托，该承托上部设有用以支撑上部结构的顶板。本实用新型专利技术能够有效减轻上部结构的水平和竖向地震作用，能够有效地抑制水平和竖向地震作用的传递，对上部结构起到很好的保护作用。并且构造简单，造价较低，便于施工和维护。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种隔震装置，具体地说是能够有效减少上部结构的水平与竖向地震作用，具有水平-竖向三维隔震功能的一种单摆复合三维隔震支座，主要用于低层隔 震房屋、隔震地板和重要设备隔震。
技术介绍
隔震技术作为一种结构抗震新技术，以其优良的减震效果、安全性、耐久性和适用 性得到了广泛的认可。其基本原理是通过在基础与上部结构之间设置隔震层，将输入地震 波中与结构自振频率接近的频率段过滤掉，控制地震能量向上部结构的传递，以达到隔震、 减震的目的。从当前广泛采用的隔震装置来看，由于其本身受到使用条件的限制，不能提供竖 向的相对运动，因而未能起到隔离或减少竖向地震的作用，只能用于隔离水平方向地震作 用。这意味着在竖向地震作用较大的高烈度地区，采用隔震技术后虽然水平地震作用可以 大大降低，但近年来的强震记录表明，竖向地震作用不可忽视，其有可能成为结构反应的主 要控制因素而导致安全度降低。为提供竖向隔震能力，各国学者积极开展研究，提出多种三维隔震方案。我 国有学者通过将叠层橡胶支座与碟形弹簧结合，制作出三维复合隔震装置(专利号 200510012640，200410012813)。但这种装置高度较大，其竖向稳定性难于控制；并且该装置 具有结构复杂，不便于设计和施工，造价高昂的缺点，其应用受到了限制。还有学者通过采 用较为复杂的机构来解决水平和竖向减震问题(专利号200510085226)。但由于这些设计 过于复杂，在地震作用时，其有效性难于保证，并且由于制作成本太高，限制了其应用范围。除建筑物的隔震外，对非隔震建筑内部的重要仪器设备和珍贵文物等加以保护， 以防止地震作用的破坏，也是当前人们面临的一个重要课题。为此，急需一种能够在建筑内 部设置的轻便易用、造价较低的三维隔震装置。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述隔震装置的各种缺陷，提供一种构造相对简单， 造价较低，性能稳定，便于应用的一种单摆复合三维隔震支座。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种单摆复合三维隔震支座， 包括位于基础之上与基础固定连接的底座，所述底座的底面为平面，其上面为球面滑道，该 球面滑道内设置有在球面滑道上滑动的球形滑块，球形滑块与球面滑道之间设置有垫板； 球形滑块上部设有由底托和导向杆组成的支承轴，该支承轴的外围设置有导向筒，支承轴 的导向杆和导向筒之间设置有碟型弹簧，该碟型弹簧位于底托之上，所述导向筒的外侧，沿 导向筒周围设置有承托，该承托上部设有用以支撑上部结构的顶板。本技术的优选方案是所述的导向筒分为上室和下室两部分，上室内填充有 粘弹性阻尼材料，用导向筒上部的封盖密封于导向筒内；碟型弹簧位于下室内部的支承轴导向杆之间。本技术的另一优选方案是所述垫板是聚四氟乙烯垫板，镶嵌于球面滑块的底面，为球面结构，其球面半径与球面滑道的球面半径相同。本技术的另一优选方案是所述的滑块上面为球面，与支承轴底托形成球铰 结构。与现有技术相比，本技术的有益效果是，能够有效减轻上部结构的水平和竖 向地震作用，能够有效地抑制水平和竖向地震作用的传递，对上部结构起到很好的保护作 用。并且，由于其构造简单，高度低矮，除可用于建筑隔震外，还可单独或组合使用于隔震地 板或大型重要设备隔震。隔震功能稳定可靠。并且构造简单，造价较低，便于施工和维护。附图说明图1是本技术的侧视结构示意图。图2是本技术的构造剖面结构示意图图3是图2A-A剖视图。图4是本技术侧移后的剖面结构示意图。图中，1.导向杆，2.导向筒，3.承托，4.顶板，5.底座，6.基础，7.粘弹性阻尼材 料，8.碟形弹簧，9.球面滑道，10.支承轴，11.球形滑块，12.垫板，13.上部结构，14.摆角， 15.螺栓孔。具体实施方式以下结合附图对本技术专利进一步说明。本实施例是一种单摆复合三维隔震支座，由底座5，导向筒2、导向杆1等组成。见图1-3，底座5位于支座的下部，是金属结构，底座5的底面为平面，放置于水平 基础6上，底座5的上面为球面滑道9，球面滑道9内设置有球形滑块11。球形滑块11在球 面滑道9上滑动。在球形滑块11和球面滑道9之间设置有聚四氟乙烯垫板12。聚四氟乙 烯垫板12镶嵌于球形滑块11的底面，为球面构造，其球面半径与球面滑道9的球面半径相 同，以保证两者完全接触。球面滑道9的球面半径可根据荷载进行设计，利用滑动面的设计 周期延长结构的水平振动周期，有效地减小上部结构13的水平振动效应；同时，在球形滑 块11和球面滑道9之间设置的聚四氟乙烯垫板12，利用其跟随球形滑块11移动时与球面 滑道9之间的摩擦来消耗水平地震能量，减小地震作用。球形滑块11的上部是支承轴10， 支承轴10分为底托和导向杆1两部分。底托固定在球形滑块11上，导向杆1安装在底托 上组成支承轴10，支承轴10的外围设置导向筒2。导向筒2分为上室和下室两部分，上室 内填充粘弹性阻尼材料7，这些粘弹性阻尼材料7利用导向筒2上部的封盖密封于导向筒2 内。在下室内部支承轴导向杆1与导向筒2之间，底托之上设置碟型弹簧8。通过设置于导 向杆1和导向筒2之间的碟型弹簧8，延长结构竖向振动周期，减小上部结构13竖向振动 反应的作用。碟型弹簧8的刚度可以根据隔震需要进行设计，从而适用于不同上部荷载条 件；利用碟型弹簧8的弹簧碟片之间的摩擦作用和上室内填充的粘弹性阻尼材料7，可以消 耗竖向地震能量，减少上部结构13地震反应；通过导向杆1和导向筒2的配合，控制上部结 构13的振动方向，防止上部结构13和支座失稳破坏。在导向筒2的外侧，沿导向筒2周围设置承托3，承托3上部为顶板4，用以支撑上部结构13。本技术的底座5利用预埋螺栓通过设置于底座5上的螺栓孔15与基础6连接。顶板4利用预埋螺栓通过设置于顶板4上的螺栓孔与上部结构13连接。本技术的工作原理在水平地震波的作用下，本技术的上部构造连同其所支撑的上部结构13 — 起在底座5的球面滑道9内滑动。由于球形滑块11的底面上设置聚四氟乙烯垫板12，在 滑动的过程中两者完全接触。聚四氟乙烯垫板12在滑动过程中消耗能量，减小地震波的作 用。由于球形滑块11的上面为球面，与支承轴10的底托形成球铰结构，这种结构可确保上 部结构13始终保持水平。球面滑道9的半径可根据隔震周期计算确定。球面滑道9外围 为竖直壁承托3，以保证球形滑块11不会滑出支座，造成破坏。如图3，在水平地震波的作 用下，上部构造连同其所支撑的上部结构13 —起在底座5的球面滑道9内以较小的摆角14 滑动，仅为整体水平移位变形，其支撑的上部结构12无变化。在竖向地震波的作用下，碟形弹簧8产生变形，以减轻竖向地震波作用，并通过碟 形弹簧8间的摩擦消耗地震能量。通过导向杆1和导向筒2的共同作用，限定碟形弹簧8 的变形方向。碟形弹簧8的数量和参数可根据计算确定。同时上室内部填注的粘弹性阻尼 材料7可进一步消耗地震能量。以上公开的仅为本技术的具体实施例，虽然本技术以较佳的实施例揭示 如上，但本技术并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，在不脱离本实用 新型的设计思想和范围内，对本技术进行各种改动和润饰，都应落在本技术的保 护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单摆复合三维隔震支座，包括位于基础之上与基础固定连接的底座，其特征在于，所述底座的底面为平面，其上面为球面滑道，该球面滑道内设置有在球面滑道上滑动的球形滑块，球形滑块与球面滑道之间设置有垫板；球形滑块上部设有由底托和导向杆组成的支承轴，该支承轴的外围设置有导向筒，支承轴的导向杆和导向筒之间设置有碟型弹簧，该碟型弹簧位于底托之上，所述导向筒的外侧，沿导向筒周围设置有承托，该承托上部设有用以支撑上部结构的顶板。

【技术特征摘要】
一种单摆复合三维隔震支座，包括位于基础之上与基础固定连接的底座，其特征在于，所述底座的底面为平面，其上面为球面滑道，该球面滑道内设置有在球面滑道上滑动的球形滑块，球形滑块与球面滑道之间设置有垫板；球形滑块上部设有由底托和导向杆组成的支承轴，该支承轴的外围设置有导向筒，支承轴的导向杆和导向筒之间设置有碟型弹簧，该碟型弹簧位于底托之上，所述导向筒的外侧，沿导向筒周围设置有承托，该承托上部设有用以支撑上部结构的顶板。2.根据权利要求1所述的一种单...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏幼坡，宋晓胜，李鹏，廖永，
申请(专利权)人：河北理工大学，鹏达建设集团有限公司，河北省地震工程研究中心，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]