[发明专利]一种三维隔震耗能装置

说明书

本发明提出了一种三维隔震耗能装置，包括：竖向隔震单元、水平向隔震单元和三维耗能限位环；竖向隔震单元包括下连接板、外导向筒、内导向筒及下隔震支座；下隔震支座为叠层厚橡胶隔震支座；水平向隔震单元包括依次连接的上连接板、上隔震支座和中连接板，上隔震支座为叠层橡胶隔震支座；中连接板位于外导向筒的内部，并与内导向筒的顶面连接；三维耗能限位环包括一环形的耗能环格栅梁，耗能环格栅梁套设于外导向筒外；耗能环格栅梁通过耗能环格栅柱与上连接板、下连接板连接。本发明可同时对水平向和竖向的震动起到隔震作用；三维耗能限位环具有三维耗能能力，且可限制该三维隔震装置产生过大的位移。

技术领域

本发明属于结构工程技术领域，尤其涉及一种三维隔震耗能装置。

背景技术

隔震技术是近些年来发展的应用于工程结构的一种振动控制技术，其特点是可以显著减少上部结构受地震或其它振动的作用，以有效保护上部结构的安全性。

三维隔震的研究近年来虽已取得一些进展，但有效应用的实践项目较少；在三维地震作用下，特别是建筑结构竖向荷载及刚度要求较高的环境下，进行竖向隔震的难度较大，并且现阶段的研究，主要为橡胶隔震支座，弹性滑板支座，摩擦摆支座等，虽已广泛应于多、高层建筑以及桥梁隔震结构当中，但由于其主要局限于水平方向的地震隔震，且对震动的余力不能主动消耗，属于一种被动的振动控制技术，隔震支座不能有效起到隔离竖向震动的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三维隔震耗能装置，以解决现有技术中由于传统减震设备结构单一而导致的难以同时对水平向和竖向的震动起到良好隔震效果的问题。

一种三维隔震耗能装置，包括：

竖向隔震单元，包括一下连接板，所述下连接板上设置一外导向筒和一下隔震支座；所述下隔震支座位于所述外导向筒的内部，所述下隔震支座为叠层厚橡胶隔震支座；所述外导向筒与下隔震支座之间设置一内导向筒；所述外导向筒的顶面敞开；所述内导向筒的顶面封闭；

水平向隔震单元，包括一上连接板和一中连接板，所述上连接板和中连接板之间锚固一上隔震支座，所述上隔震支座为叠层橡胶隔震支座；所述中连接板位于外导向筒的内部并与内导向筒的顶面连接；

三维耗能限位环，包括一环形的耗能环格栅梁，所述耗能环格栅梁套设于所述外导向筒外；所述三维耗能限位环的一端与上连接板连接，另一端与下连接板连接。

优选地，所述内导向筒的顶面固定于所述下隔震支座的顶面。

优选地，所述外导向筒的上端面设置一圈内围沿。

优选地，所述三维耗能限位环还包括若干上耗能环格栅柱和下耗能环格栅柱，所述上耗能环格栅柱固定于所述耗能环格栅梁和上连接板之间；所述下耗能环格栅柱固定于所述耗能环格栅梁和下连接板之间。

优选地，所述耗能环格栅梁包括若干层相对设置的环状梁，所述环状梁之间通过格栅柱连接。

与现有技术相比，本发明的优点为：

(1) 叠层橡胶隔震支座与叠层厚橡胶隔震支座相结合，即增加了橡胶层的厚度，因此在竖向隔震单元和水平隔震单元组成整体的水平向，水平刚度会相对变小，增强了水平向隔震效果。进一步地，叠层橡胶隔震支座具有较小的水平刚度和较大的竖向刚度、叠层厚橡胶隔震支座具有较小的竖向刚度，因此可同时对水平向和竖向的震动起到隔震作用。

（2）通过设置竖向隔震单元、水平向隔震单元，水平向隔震单元中的中连接板竖向隔震单元中的内导向筒连接，改善了竖向刚度和水平刚度的相关性，同时外导向筒均下隔震支座和上隔震支座均产生环向约束、内导向筒对下隔震支座产生环向约束，使得下隔震支座和上隔震支座受竖向荷载作用横向变形受控并提供较大的竖向位移，解决了传统隔震橡胶支座同时实现水平和竖直隔震能力不足以及稳定性不够的问题。