[发明专利]一种竖向惯容隔震支座

说明书

本发明公开一种竖向惯容隔震支座，属于建筑结构抗震技术领域。本发明的竖向惯容隔震支座包括设置于支撑结构和承重结构之间的旋转质量块，以及从旋转质量块中贯穿设置的滚轴丝杆，在旋转质量块上与滚轴丝杆相配合的位置设置丝杆螺母，滚轴丝杆两端分别延伸至支撑结构和承重结构中，且旋转质量块的上表面和下表面分别设置上旋转隔离层和下旋转隔离层，上旋转隔离层与支撑结构之间设置弹性件，通过支撑结构的竖向运动驱动滚轴丝杆相对丝杆螺母回转运动，丝杆螺母驱动旋转质量块转动。本发明可以使用较小的物理质量产生较大的惯性力，达到惯性增效的效果，可以显著减小附加子系统的实际质量和体量，以节省空间和方便施工。

技术领域

本发明属于建筑结构抗震技术领域，更具体地说，涉及一种竖向惯容隔震支座。

背景技术

众所周知，隔震装置的发展依赖于阻尼器的技术进步。目前，真正入实际应用的主流的阻尼器主要有三大类，即叠层橡胶阻尼器、金属弹性件阻尼器(主要是碟形弹性件和螺旋弹性件)和粘弹性阻尼器(不能承担较大的静载)。因此，现有隔震支座绝大部分都是上述阻尼器的组合，而且基本上都是叠层橡胶阻尼器与金属弹性件阻尼器上下串联。为了克服叠层橡胶抗拉能力弱、碟形弹性件不能拉以及螺旋弹性件初始刚度低和拉伸与压缩特性不同的缺点，有一些隔震支座在叠层橡胶阻尼器的增设了抗拉结构(如在四周增设钢丝绳)，也有一些隔震支座将金属弹性件阻尼器与粘弹性阻尼器(或其它可拉伸材料，如菱形钢板等)复合，利用金属弹性件阻尼器承担静载和压缩减震，利用粘弹性阻尼器拉伸、压缩耗能。但是，多种弹性元件复合的阻尼器，不仅结构复杂，而且设计时需要考虑水平和竖向关联程度，计算十分复杂。

在建筑结构设计中，设置隔震、减震支座能有效减轻地震灾害；按国家标准GB50011-2010《建筑抗震设计规范》的要求，通常采用橡胶隔震支座作为隔震装置；地震作用下，建筑物可能发生较大水平位移，现有的支座允许水平位移的幅度比较小，不能满足工程实践中建筑物和桥梁等抵抗大强度地震的要求；中、高层建筑的隔震支座通常需要承受较大拉力，而现有隔震支座抗拉能力不足，应用范围受到制约；隔震支座在位移产生形变时，耗能性能普遍较弱，不能有效的减弱地震作用；此外，地震作用过后，支座自复位能力有限，影响其再使用，降低经济性；因此，开发一种能够隔离水平地震作用、允许较大位移，同时还有较好竖向抗拉能力、耗能性能的竖向隔震支座，具有重要的理论意义和现实应用价值。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明提供了一种竖向惯容隔震支座，在竖向地震作用下，滚轴丝杆将其两端点间直线相对运动转化为丝杆螺母的高速旋转运动，滚轴丝杆体系将轴向平动加速度转换为旋转加速度，可以使用较小的物理质量产生较大的惯性力，达到惯性增效的效果，即惯容系数远大于实际物理质量，此特性在结构控制中有相当重要的作用，可以显著减小附加子系统的实际质量和体量，以节省空间和方便施工。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种竖向惯容隔震支座，包括设置于支撑结构和承重结构之间的旋转质量块，以及从旋转质量块中贯穿设置的滚轴丝杆，在旋转质量块上与滚轴丝杆相配合的位置设置丝杆螺母，滚轴丝杆两端分别延伸至支撑结构和承重结构中，且旋转质量块的上表面和下表面分别设置上旋转隔离层和下旋转隔离层，上旋转隔离层与支撑结构之间设置弹性件，通过支撑结构的竖向运动驱动滚轴丝杆相对丝杆螺母回转运动，丝杆螺母驱动旋转质量块转动。

作为本发明进一步地改进，弹性件为平铺在上旋转隔离层上的橡胶垫。

作为本发明进一步地改进，弹性件为减震弹簧，上旋转隔离层与支撑结构之间通过该减震弹簧连接。

作为本发明进一步地改进，位于上旋转隔离层与支撑结构之间的减震弹簧沿滚轴丝杆周向呈阵列方式排布。

作为本发明进一步地改进，上旋转隔离层和/或下旋转隔离层为板状隔离层。