[发明专利]一种多维波面厚粘弹性层隔减振/震装置

说明书

本发明提供了一种多维波面厚粘弹性层隔减振/震装置，包括上钢板、下钢板及夹置在上钢板和下钢板之间的波面粘弹性支座，所述波面粘弹性支座包括固定在上钢板下表面的顶板、固定在下钢板上表面的底板以及位于顶板和底板之间的波面叠层支座，所述波面叠层支座由粘弹性材料层和上下表面具有椭球状突起的钢板依次交替叠合硫化而成。本发明在水平方向能够在保证水平隔振效果的情况下提高了装置水平向的抗极限变形能力；在竖向保证承载力情况下，降低竖向刚度改善隔振效果，且通过截面设计获得了较大的竖向阻尼。

技术领域

本发明涉及一种结构减振/震装置，具体涉及一种多维隔减振/震装置。

背景技术

随着经济的发展和社会的进步，高层建筑、大跨结构、重要建筑设施以及造型不规则的结构（如含有长悬挑结构）日益增多；与此同时，城市轨道交通蓬勃发展，高速铁路、地下铁路等大面积兴建。动力荷载（地震、强风、轨道运行下振动荷载等）作用下，建筑结构产生振动，极易造成结构舒适度下降、安全度降低甚至发生破坏，如何减小复杂多变的振动效应成为一个重要课题。结构振动控制是一种新型的抗振/震措施，它是通过在结构中设置减振/震或隔振/震装置来消耗或隔离振/震动能量，或者施加外部的能量以抵消外部激励对结构的作用。隔减振/震装置作为被动振动控制的一种常见形式，具有构造相对简单，无需人工干预，强鲁棒性和稳定性的优点而被广泛应用。

传统的多维隔减振/震装置存在三个主要问题：（1）水平隔振可以实现较好效果，但往往带来过大的底部位移，造成装置中钢板与粘弹性材料层接合面脱开破坏，尽管目前提出通过加设阻尼器以提供底部大阻尼来改善这一问题，但却造成上部结构及层间加速度变大，导致内部结构或设施的振动；（2）对竖向振动的控制较为薄弱，例如在建筑隔震领域，隔震装置一方面需要具有较大的竖向刚度以提供足够的竖向承载力，另一方面，需要通过降低竖向刚度以延长竖向周期以此达到隔震效果。但这两方面存在一定不可协调的矛盾，使得现有的多维隔震装置依旧难以实现理想的竖向隔震效果；（3）目前传统多维隔减振/震装置大多阻尼较低，几乎没有耗能能力，而单纯的厚粘弹性层支座尽管可以降低竖向刚度，但阻尼值并没有增加，这意味着装置无法利用阻尼降低共振峰值，限制了多维隔减振/震装置在宽频振动激励下的应用。除此之外，目前的多维隔减振/震装置设计在解决上述三个问题时，往往通过附加组合其他装置以实现功能多样化，但这往往会带来制作安装过于复杂，需要更多的安装空间等问题，并不利于工程应用。

粘弹性材料是一种十分有效的高耗能阻尼材料，其在外力作用下，同时存在弹性和粘性两种力学特性，在较宽的频带范围内均具有较高的阻尼。在振动控制领域中，常常利用粘弹性材料的往复剪切变形，将振动能量以材料热能的形式耗散掉，使得结构阻尼加大，在土木、机械、航空航天等诸多领域都得到了广泛应用。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种多维波面厚粘弹性层隔减振/震装置，在无需加设阻尼器或限位装置的情况下，实现装置在水平方向高效隔振/震的同时，提高装置的水平抗极限变形能力；改善装置的竖向隔振/震性能；在无需加设阻尼器的情况下，获得竖向阻尼，提升竖向耗能能力；一体化式设计，构造简单，易于工业化生产。

技术方案：本发明提供了一种多维波面厚粘弹性层隔减振/震装置，包括上钢板、下钢板及夹置在上钢板和下钢板之间的波面粘弹性支座，所述波面粘弹性支座包括固定在上钢板下表面的顶板、固定在下钢板上表面的底板以及位于顶板和底板之间的波面叠层支座，所述波面叠层支座由粘弹性材料层和上下表面具有椭球状突起的钢板依次交替叠合硫化而成。

进一步，所述钢板之间相互平行。

进一步，每层所述钢板上、下表面的椭球状突起交替出现。

进一步，上下相邻的两层所述钢板，上层钢板的下表面椭球状突起与下层钢板的上表面椭球状突起交替出现。

进一步，所述椭球状突起围绕钢板的中心发散，并以钢板的中心呈中心对称布置。