[发明专利]三维隔震装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑物、特殊结构、桥梁、或机械设备减震/振装置，特别是一种多角度隔震装置，广泛应用于环境振动和防震、抗震技术领域。

背景技术

随着现代工业的发展及城市规模的扩大，由工业机械及轨道交通等众多振动引发的环境振动及噪声问题逐渐显现出来，环境振动已成为影响人类生活和生产的七大公害之一。环境振动对人类自身的身心健康，生活居住的舒适性，以及精密仪器的生产都产生严重影响。例如地铁振动对沿线周围的建筑生产、古建筑的安全和住宅的居住环境均产生影响。如何减小由于外界扰动而产生的微小共振，防振设计具有重要意义。

强烈地震是威胁人类的严重自然灾害之一。水平隔震结构体系通过延长上部结构的自振周期和结构阻尼，降低了结构的地震反应，确保上部结构在大地震时仍可处于弹性状态，或保持在弹塑性变形的初期状态。隔震技术不但保证了结构本身的安全，也保护了结构内部设备、设施免受破坏。

对于同时隔离地震和振动的三维隔震装置，由于水平和竖向振动作用的耦联，使得该隔震装置已成为国际难题。目前，对于通过发明一个稳定的三维隔震支座来减轻水平和竖向地震作用已经有过很多的尝试。许多三维隔震器进行了可行性测试，主要利用空气弹簧和液压油进行竖向隔震。很多三维隔震装置都具有良好的竖向隔震性能或阻尼性能。但这些设备的缺点也不能忽略不计，因为它们非常昂贵，而且相对来讲形状比较大，从而限制了其大规模生产的可能性。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种三维隔震装置，能同时隔离三向地震和环境振动，采用该装置的被保护结构或设备其在地震/振动作用下的震/振动响应及震/振动传递得到有效控制，保护地震/振动作用下的安全。

为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：

一种三维隔震装置，包括设置于两块预埋板之间的至少一个三维隔震装置单元，两块预埋板分别与被保护的设施或设备的上下承台通过连接部固定连接，连接部采用螺纹连接方式，即预埋在上下承台中的连接套筒的内螺纹与紧固预埋板的联接螺栓的外螺纹相配合紧固联接，三维隔震装置单元由上下竖向串联安装的水平向隔震装置和竖向隔震装置构成，具体为：

水平向隔震装置为轴向竖直安装的竖直柱形弹性体，竖直柱形弹性体的一端与水平联接端板固定连接，竖直柱形弹性体的另一端与旋转过渡联接板的正面旋转滑动面转动联接并轴向固定，形成水平隔震支座，使竖直柱形弹性体的一端通过水平联接端板直接承载来自被保护的设施或设备的竖向载荷，竖直柱形弹性体具有竖向恒定承载能力，通过竖直柱形弹性体发生径向位移变形和扭转角位移变形使水平向隔震装置弹性变形，进而实现水平向隔震装置对来自被保护的设施或设备的水平向载荷进行延迟响应和缓冲传递，从而实现水平向隔震；

竖向隔震装置由至少3个等尺寸规格的倾斜柱形弹性体并联，各倾斜柱形弹性体皆倾斜设置，各倾斜柱形弹性体的倾斜扭转方向一致，并按照顺时针或逆时针方向进行空间排布，倾斜柱形弹性体的倾斜角度根据被保护的设施或设备的竖向荷载和所需的竖向位移进行计算确定，并在0°～90°之间进行调整，形成一组空间结构对称设置的麻花形的扭转束柱结构、扭转束筒结构或扭转束柱筒混合结构，竖向隔震装置的各倾斜柱形弹性体之间预留水平变形回复空间，竖向隔震装置的每个倾斜柱形弹性体在同一水平截面上的投影均匀排列在同一圆周上，该圆周的直径根据竖向隔震装置的水平尺寸大小、倾斜柱形弹性体的斜向位移距离及水平向隔震装置的水平尺寸大小确定，每个倾斜柱形弹性体的上下两端分别固定连接斜坡找平联接刚性体，形成竖直向隔震支座，每个斜坡找平联接刚性体的两端分别固定连接一个刚性体斜坡面板和一个刚性体水平面板，每个倾斜柱形弹性体与两个斜坡找平联接刚性体的刚性体斜坡面板固定联接，其中一个斜坡找平联接刚性体的刚性体水平面板与旋转过渡联接板的反面结合面固定连接，另一个斜坡找平联接刚性体的刚性体水平面板与预埋板固定连接，使倾斜柱形弹性体与被保护的设施或设备的上下承台固定连接并直接承载来自被保护的设施或设备的竖向载荷，即三维隔震装置单元包括一个竖直柱形弹性体和一组倾斜柱形弹性体，倾斜柱形弹性体通过其两端固定连接的斜坡找平联接刚性体，使其所承载的上部结构和下部结构的竖向变形转换为倾斜柱形弹性体的斜向位移和扭转位移，实现竖向隔震装置的弹性变形，进而实现竖向隔震装置对来自被保护的设施或设备的竖向载荷进行延迟响应和缓冲传递，从而实现竖向隔震。

上述竖直柱形弹性体的材料最好为橡胶。

上述竖直柱形弹性体的直径大于倾斜柱形弹性体的直径。