[实用新型]变刚度变阻尼竖向隔振/震装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种变刚度变阻尼竖向隔振/震装置，属于结构振动控制领域。

背景技术

随着城市轨道交通和高架线路的不断发展，由轨道交通和高架线路所诱发的环境振动也越来越严重的危害着城市居民的健康；大中型城市人口剧增，城市空间利用率不断提高，越来越多的建筑紧邻交通线路修建，使得环境振动对人们造成的影响也越显得突出，研究表明，由轨道交通和高架线路引起的环境振动以竖向振动为主，然而，环境振动的控制手段和技术尚不够成熟，国内目前还没有成型的环境振动控制技术产品可供使用。

一般认为，水平地震对结构的破坏起控制作用，但大量的地震震害表明，竖向地震对结构物的影响是不容忽视的，它的作用有时会超过水平地震作用。由于结构的竖向刚度大，其竖向固有周期与竖向地震波卓越周期相近，因而结构的竖向震动特性值得关注和研究。虽然隔震技术在国内外已经相对成熟，且日趋产业化，但是目前的隔震技术隔离的主要是水平方向的地震动，对竖向地震动几乎没有隔震效果。竖向隔震技术开发成为各大院校和研究机构研究的热点。

对结构的竖向隔震问题，国外学者提出过一些三维隔震支座，但由于竖向刚度较大，在有限的范围内又难以提供隔离竖向地震作用所需的阻尼，竖向耗能能力和隔震效果有限；国内学者也曾提出的采用碟形弹簧来隔离竖向地震动，开创了我国研究水平/竖向隔震支座的先例；但由于碟形弹簧为竖向承重元件，竖向刚度较大，对隔离环境振动几乎不起作用，且碟形弹簧不能提供抗拉能力，这为隔震结构在地震来临时埋下隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述两个迫切需要解决的问题：隔离竖向环境振动和竖向地震动。排除环境振动长时间对居民的日常生活的干扰，隔离竖向地震动向上部结构的传输。本实用新型能同时兼顾环境振动与地震动的影响，同时隔离两种振动。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：变刚度变阻尼竖向隔振/震装置，包括上连接板2、下连接板1、上下连接板之间的具有较小的竖向刚度的预压弹簧3、较大的竖向刚度的变刚度补偿弹簧4、设置在预压弹簧3内的小油阻尼器、设置在补偿弹簧4内的大油阻尼器；其中，变刚度补偿弹簧4位于下连接板1的中心，底端与下连接板1固定，上端穿入固定在上连接板底面上的第一补偿支座11的第一预留孔17中，第一预留孔17为椭圆形，补偿弹簧4的上端穿入其中的部分能够在竖直方向上一定位移范围内自由滑动，使补偿弹簧上端处于无约束状态。预压弹簧3分布在变刚度补偿弹簧4周围；上连接板2底面上固定有多个第二补偿支座12，第二补偿支座12上设有竖向连通孔20，横向第二预留孔13。所述的大油阻尼器底端与下连接板1固定，其上端受与它对应的第二补偿支座12的约束；大油阻尼器由第一油箱15、第一拉杆5、第一孔隙7、第一油6和大栓孔18构成，第一油箱15内充满第一油6，第一拉杆5底板置于第一油箱内部，将第一油箱分为两个空间，第一油只能通过第一拉杆上的第一孔隙7在两个空间内流动，大栓孔18位于第一拉杆5的上部。第一拉杆5上端插入与其对应的第二补偿支座12的连通孔20中，用剪切螺栓14穿过第二预留孔13与拉杆上的大栓孔18，并在竖向留有一定空隙。

所述的小油阻尼器底端与下连接板1固定，其上端受与它对应的第二补偿支座12的约束。小油阻尼器由第二油箱16、第二拉杆8、第二孔隙10、第二油9和小栓孔19构成，第二油箱16内充满第二油9，第二拉杆8的底板置于第二油箱内部，将第二油箱分为两个空间，第二油只能通过第二拉杆上的第二孔隙10在两个空间内流动。小栓孔19位于第二拉杆8的上部。小油阻尼器底端与下连接板1固定，第二拉杆8上端插入与其对应的第二补偿支座12的连通孔20中，用剪切螺栓14穿过第二补偿支座12上的第二预留孔13与拉杆上的小栓孔19，并在竖向留有一定空隙。

第二补偿支座12只有在地震来临时或结构出现较大振动，支座竖向位移超过一定限值时才开始工作，所谓变阻尼。

第二预留孔13为椭圆形，剪切螺栓14在第二预留孔13的竖直方向能够在一定范围内自由滑动。根据需要插入不同的螺栓，使螺栓与第二预留孔13之间的空隙大小可调。