[发明专利]一种紧缩型双向滚轮式隔震装置的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及减隔震技术领域，特别是一种用于文物防震保护技术领域中的紧缩型双向滚轮式隔震装置的设计方法。

背景技术

博物馆是让文物在保护和利用中活起来的载体，将可移动文物大量流向博物馆集中保存，也加大了地震等突发灾害下大量损毁的可能性。我国60%以上博物馆处在强震多发地震带上，2008年5.12汶川地震，造成不少于2766件馆藏文物损毁。博物馆文物的防震措施可分为抗震和隔震两类方法，就我国馆藏浮放文物的现状而言，传统的支、粘、卡、绑等方法是主要防震技术手段，它们虽然在一定程度上可提高文物的抗震性能，但也存在破坏文物、加固效果差、影响外观等问题；隔震就是以“隔”的方法，借助于某种装置或材料，把展柜或文物与建筑隔开，以减轻其在地震时的振动效应，达到免遭破坏的目的。

从水平文物隔震角度讲，滚轮、滚珠、滚轴式文物隔震支座主要利用装置在曲面轨道内运动来隔震，文物则在地震作用下始终保持水平状态。这些装置的恢复力由装置及其上文物的重力提供，阻尼力小，不需要设置恢复力弹簧，且隔震周期与文物质量无关，可满足质量很小文物的隔震需求。此外，这些装置具有制作简单、隔震效果好等优点，但主要缺点是构造复杂，需设置上下正交双层轨道，占用空间大。

发明内容

本发明涉及一种紧缩型双向滚轮式隔震装置的设计方法，要解决传统的滚轮隔震装置构造复杂、需上下正交双层轨道且占用空间大的技术问题。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案。

一种紧缩型双向滚轮式隔震装置，由下至上依次包括底板、轨道支架组、曲率轨道组、滚轮组和顶板，

所述曲率轨道组包括固定曲率轨道和漂浮曲率轨道；所述固定曲率轨道有两对，每对固定曲率轨道对应固定连接在底板的对侧，且两对固定曲率轨道之间交错平行布置；所述漂浮曲率轨道有两对、每对漂浮曲率轨道对应固定连接在底板的另一对侧，且两对漂浮曲率轨道之间交错平行布置；

所述固定曲率轨道上表面、沿其长轴方向设有一段光滑弧面；

所述漂浮曲率轨道上表面、沿其长轴方向设有一段光滑弧面；

所述滚轮组包括固定轨道滚轮和漂浮轨道滚轮；

所述固定轨道滚轮与固定曲率轨道对应、有两对，且滑动连接在固定曲率轨道上；

所述漂浮轨道滚轮与漂浮曲率轨道对应、有两对，且滑动连接在漂浮曲率轨道上。

优选的，每个固定轨道滚轮的内侧、轴向上连接有一根固定轨道轮轴；每个漂浮轨道滚轮的内侧、轴向上连接有一根漂浮轨道轮轴；各个固定轨道轮轴和漂浮轨道轮轴之间均无接触。

优选的，所述固定轨道轮轴呈L型，固定轨道轮轴横段的端部水平连接在固定轨道滚轮中心位置处，固定轨道轮轴竖段的端部垂直连接在漂浮轨道支架上；

所述漂浮轨道轮轴呈L型，漂浮轨道轮轴横段的端部水平连接在漂浮轨道滚轮中心位置处，漂浮轨道轮轴竖段的端部垂直连接在顶板下表面上。

优选的，所述轨道支架组包括连接在底板和固定曲率轨道之间的连接垫块以及设置在底板和漂浮曲率轨道之间的漂浮轨道支架；所述漂浮轨道支架浮放在底板上；所述漂浮曲率轨道固定连接在漂浮轨道支架上。

优选的，所述的漂浮轨道滚轮与漂浮轨道轮轴同心，并且漂浮轨道滚轮沿漂浮轨道轮轴轴心线无摩擦或低摩擦转动；所述的固定轨道滚轮与固定轨道轮轴同心，并且固定轨道滚轮沿固定轨道轮轴轴心线无摩擦或低摩擦转动。

优选的，所述漂浮轨道滚轮上设有漂浮轨道轮缘，所述漂浮轨道轮缘卡在漂浮曲率轨道上，并带动漂浮曲率轨道沿漂浮轨道轮轴轴向移动；所述的固定轨道滚轮上设有固定轨道轮缘，所述固定轨道轮缘卡在固定曲率轨道上，使固定轨道滚轮沿固定曲率轨道上无间隙移动。

优选的，所述漂浮轨道滚轮与漂浮曲率轨道之间、固定轨道滚轮与固定曲率轨道之间设置阻尼层；所述阻尼层由粗糙面或者高阻尼材料构成。

优选的，所述漂浮轨道支架是由横杆和纵杆相互连接而成的矩形网格不变形的钢架结构。

一种紧缩型双向滚轮式隔震装置设计方法，包括有依据工程应用需求设置隔震装置的平面尺寸、形状以及对个承载部件在设计荷载下的承载力设计；还包括有对固定曲率轨道的曲率半径和接触面的设计以及对漂浮曲率轨道的曲率半径和接触面的设计。

其中对固定曲率轨道的曲率半径和接触面的设计，包括步骤如下：

步骤一，确定隔震装置的设计周期T₁；取T₁大于隔震装置安放处场地或建筑楼层水平卓越周期T₀的1.5倍。