阅读说明：本技术 一种基于摩擦摆的三维隔震支座 (Three-dimensional shock insulation support based on friction pendulum ) 是由 岳红原 邓烜 雷远德 李戚齐 赵远征 叶烈伟 于 2021-01-07 设计创作，主要内容包括：一种基于摩擦摆的三维隔震支座,包括摩擦摆第一导向杆、组合碟簧、第二导向杆、螺旋弹簧、环形缸体、粘滞液体和活塞盖；环形缸体设在摩擦摆顶部；环形缸体的内侧面上部,设有条形口；第一导向杆沿环向设在环形缸体内侧；第二导向杆沿环向间隔设在环形缸体内；活塞盖包括插筒、顶盖和限位板；插筒插接在环形缸体内侧；顶盖封在插筒顶部；组合碟簧对应套设在第一导向杆上；限位板连接在插筒的外侧面上,从条形口伸入环形缸体的内腔中；限位板上开有穿孔和阻尼孔；螺旋弹簧套在第二导向杆上；粘滞液体填在环形缸体内腔中。本发明解决了传统的三维隔震支座的竖向承载能力较小、加载后容器内油压较大,且限制了支座的竖向变形能力的技术问题。(A three-dimensional shock isolation support based on a friction pendulum comprises a first guide rod of the friction pendulum, a combined disc spring, a second guide rod, a spiral spring, an annular cylinder body, viscous liquid and a piston cover; the annular cylinder body is arranged at the top of the friction pendulum; the upper part of the inner side surface of the annular cylinder body is provided with a strip-shaped opening; the first guide rod is arranged on the inner side of the annular cylinder body along the annular direction; the second guide rods are arranged in the annular cylinder body at intervals along the annular direction; the piston cover comprises an inserting cylinder, a top cover and a limiting plate; the inserting cylinder is inserted inside the annular cylinder body; the top cover is sealed at the top of the inserting cylinder; the combined disc spring is correspondingly sleeved on the first guide rod; the limiting plate is connected to the outer side surface of the inserting cylinder and extends into the inner cavity of the annular cylinder body from the strip-shaped opening; the limiting plate is provided with a through hole and a damping hole; the spiral spring is sleeved on the second guide rod; the viscous liquid is filled in the inner cavity of the annular cylinder body. The invention solves the technical problems that the vertical bearing capacity of the traditional three-dimensional shock insulation support is small, the oil pressure in a container is large after loading, and the vertical deformation capacity of the support is limited.)

一种基于摩擦摆的三维隔震支座

技术领域

本发明涉及一种隔震支座，特别是一种基于摩擦摆的三维隔震支座。

背景技术

目前的隔震技术主要是水平隔震，竖向隔震的问题研究较少，对于近断层地区（竖向地震动较为明显）的建筑和大跨空间结构（结构竖向响应较为明显）应考虑竖向地震作用对结构的影响；并且对于地铁上盖及地铁附近的建筑结构，地铁运行过程中对建筑产生的振动问题严重影响了人们的居住舒适度。因此，有必要进一步开展三维隔震支座的研究，在保证水平隔震效果的同时还能减小结构的竖向震/振动。

目前现有的三维隔震支座在橡胶隔震支座上部设置了碟形弹簧组，并利用蝶形弹簧内部的空间设置了粘滞液体阻尼器。但是，在这种三维隔震支座中采用的是单个碟簧组，这种弹簧组的竖向承载力较小，且密闭容器内的黏滞液体阻尼器位于碟簧中间的密闭容器内，其依靠液体体积的压缩可提供较小的竖向变形，加载后容器内油压较大，且限制了支座的竖向变形能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于摩擦摆的三维隔震支座，要解决传统的三维隔震支座的竖向承载能力较小、加载后容器内油压较大，且限制了支座的竖向变形能力的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种基于摩擦摆的三维隔震支座，包括有摩擦摆；还包括有第一导向杆、组合碟簧、第二导向杆、螺旋弹簧、环形缸体、粘滞液体和活塞盖；所述环形缸体设置在摩擦摆的顶部、靠近边缘位置处，并且环形缸体的内部为空腔；在环形缸体的内侧面上部，沿环向设置有条形口；所述第一导向杆有一组，沿环向设置在环形缸体的内侧，并且第一导向杆的下端与摩擦摆的顶面固定连接；所述第二导向杆有一组，沿环向间隔设置在环形缸体内；所述活塞盖包括有插筒、顶盖和限位板；所述插筒插接在环形缸体内侧，并且插筒的外侧面紧贴在环形缸体的内侧面上；所述顶盖封在插筒的顶部，在顶盖的底部，对应第一导向杆的位置处开设有盲孔；所述组合碟簧对应套设在第一导向杆上，且压接在顶盖与摩擦摆之间；所述限位板呈环形，连接在插筒的外侧面上、对应条形口的位置处，并且限位板从条形口伸入环形缸体的内腔中；所述限位板的板面上、对应第二导向杆的位置处开设有穿孔；所述限位板的板面上，沿环向还间隔开设有阻尼孔；所述螺旋弹簧对应套设在第二导向杆上，且压接在限位板的底部；所述粘滞液体填充在环形缸体的内腔中。

优选的，所述摩擦摆包括有下板座、球冠体和上板座；所述下板座的顶面为下凹曲面，在下凹曲面中设置有下聚四氟乙烯层；所述上板座设置在下板座的上方，且上板座的底面为上凹曲面；在上凹曲面中设置有上聚四氟乙烯层；所述球冠体设置在下聚四氟乙烯层与上聚四氟乙烯层之间。

优选的，所述第一导向杆的高度为20mm～800mm；所述第二导向杆的高度为15mm～750mm。

优选的，所述环形缸体包括有凸块、内挡板和封盖；所述凸块呈环形，固定在摩擦摆的顶部；所述内挡板的水平切面呈环形，并且沿着凸块的顶面内边缘设置；所述封盖由水平板段和竖板段构成；所述竖板段固定连接在摩擦摆的顶部，且竖板段的内侧面紧贴凸块的外侧面；所述竖板段的顶部超出内挡板的顶部；所述水平板段位于竖板段的顶部内侧，并且水平板段的内端与内挡板的内侧面平齐；所述条形口由内挡板与水平板段之间的间隙形成。

优选的，所述竖板段的顶部超出内挡板顶部部位的高度与活塞盖上下运动的位移相适应，为10mm～500mm。

优选的，所述摩擦摆的顶面上间隔预埋有上连接螺栓；所述摩擦摆的底面上间隔预埋有下连接螺栓。

优选的，所述粘滞液体为油或者为硅油或者为硅胶；所述阻尼孔的个数为4～16个；阻尼孔的直径为2mm～30mm。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。

1、本发明通过多组竖向的组合碟簧有效提高了支座的竖向承载能力，利用粘滞液体阻尼器的耗能原理，提高了支座竖向变形时的耗能能力，在活塞下部设置的螺旋弹簧，进一步增强了三维隔震支座的抗倾覆能力，同时，通过活塞杆和中座板的相互咬合，保证了摩擦摆的水平隔震效果。

2、本发明在摩擦摆水平隔震支座（此已属于现有技术）上部的中间部位设置多组竖向组合碟簧（碟簧组合方式由竖向承载力确定），在其周边设置螺旋弹簧；竖向放置第一导向杆，确保组合碟簧和螺旋弹簧的第二导向杆与穿孔相对应，通过对三维隔震支座的构造设计，有效提高了其竖向耗能性能。

3、本发明对第一导向杆施加一定的竖向压力，安装环形缸体，并确保其密封效果；然后在环形缸体内注入粘滞液体，缓慢卸载第一导向杆上的压力；本发明的这种设计具有三维隔震支座的竖向承载能力较大、加载后容器内油压较小和支座的竖向变形能力大的优点。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的三维隔震支座的竖向切面结构示意图。

图2是本发明中环形缸体设置在上板座上的结构示意图。

图3是本发明中下板座的结构示意图。

图4是本发明中活塞盖的结构示意图。

附图标记：1－第一导向杆、2－组合碟簧、3－第二导向杆、4－螺旋弹簧、5－环形缸体、5.1－凸块、5.2－内挡板、5.3－封盖、5.3.1－水平板段、5.3.2－竖板段、6－粘滞液体、7－活塞盖、7.1－插筒、7.2－顶盖、7.3－限位板、8－盲孔、9－条形口、10－穿孔、11－阻尼孔、12－下板座、13－球冠体、14－上板座、15－上聚四氟乙烯层、16－下聚四氟乙烯层、17－上连接螺栓、18－下连接螺栓、19－下支墩、20－上支墩。

具体实施方式

如图1-4所示，这种基于摩擦摆的三维隔震支座，包括有摩擦摆；还包括有第一导向杆1、组合碟簧2、第二导向杆3、螺旋弹簧4、环形缸体5、粘滞液体6和活塞盖7；所述环形缸体5设置在摩擦摆的顶部、靠近边缘位置处，并且环形缸体5的内部为空腔；在环形缸体5的内侧面上部，沿环向设置有条形口9；所述第一导向杆1有一组，沿环向设置在环形缸体5的内侧，并且第一导向杆1的下端与摩擦摆的顶面固定连接；所述第二导向杆3有一组，沿环向间隔设置在环形缸体5内；所述活塞盖7包括有插筒7.1、顶盖7.2和限位板7.3；所述插筒7.1插接在环形缸体5内侧，并且插筒7.1的外侧面紧贴在环形缸体5的内侧面上；所述顶盖7.2封在插筒7.1的顶部，在顶盖7.2的底部，对应第一导向杆1的位置处开设有盲孔8；所述组合碟簧2对应套设在第一导向杆1上，且压接在顶盖7.2与摩擦摆之间；所述限位板7.3呈环形，连接在插筒7.1的外侧面上、对应条形口9的位置处，并且限位板7.3从条形口9伸入环形缸体5的内腔中；所述限位板7.3的板面上、对应第二导向杆3的位置处开设有穿孔10；所述限位板7.3的板面上，沿环向还间隔开设有阻尼孔11；所述螺旋弹簧4对应套设在第二导向杆3上，且压接在限位板7.3的底部；所述粘滞液体6填充在环形缸体5的内腔中。

本实施例中，所述摩擦摆包括有下板座12、球冠体13和上板座14；所述下板座12的顶面为下凹曲面，在下凹曲面中设置有下聚四氟乙烯层16；所述上板座14设置在下板座12的上方，且上板座14的底面为上凹曲面；在上凹曲面中设置有上聚四氟乙烯层15；所述球冠体13设置在下聚四氟乙烯层16与上聚四氟乙烯层15之间。

本实施例中，所述第一导向杆1的高度为20mm～800mm；所述第二导向杆3的高度为15mm～750mm。

本实施例中，所述环形缸体5包括有凸块5.1、内挡板5.2和封盖5.3；所述凸块5.1呈环形，固定在摩擦摆的顶部；所述内挡板5.2的水平切面呈环形，并且沿着凸块5.1的顶面内边缘设置；所述封盖5.3由水平板段5.3.1和竖板段5.3.2构成；所述竖板段5.3.2固定连接在摩擦摆的顶部，且竖板段5.3.2的内侧面紧贴凸块5.1的外侧面；所述竖板段5.3.2的顶部超出内挡板5.2的顶部；所述水平板段5.3.1位于竖板段5.3.2的顶部内侧，并且水平板段5.3.1的内端与内挡板5.2的内侧面平齐；所述条形口9由内挡板5.2与水平板段5.3.1之间的间隙形成。

本实施例中，所述竖板段5.3.2的顶部超出内挡板5.2顶部部位的高度与活塞盖7上下运动的位移相适应，为10mm～500mm。

本实施例中，所述摩擦摆的顶面上间隔预埋有上连接螺栓17；所述摩擦摆的底面上间隔预埋有下连接螺栓18。

本实施例中，所述粘滞液体6为油或者为硅油或者为硅胶；所述阻尼孔11的个数为4～16个；阻尼孔11的直径为2mm～30mm。

本实施例中，所述凸块5.1的高度为5mm~10mm。

本实施例中，所述三维隔震支座设置下支墩19与上支墩20之间，

本实施例中，所述下连接螺栓18预埋在下板座12的底部；所述下板座12通过下连接螺栓18与下支墩19连接。

本实施例中，所述上连接螺栓17预埋在上板座14的底部；所述上板座14通过上连接螺栓17与上支墩20连接。

本实施例中，这种基于摩擦摆的三维隔震支座的工作原理是在水平地震作用下，活塞杆和中座板的咬合保证了上部的竖向隔震系统具有较高的水平刚度，其水平变形主要集中于摩擦摆的水平摆动，从而保证了三维隔震支座对水平地震作用的隔震效果；在竖向地震或地铁振动的激励下，摩擦摆提供了较大的竖向刚度，三维隔震支座的竖向变形主要集中于组合碟簧2，组合碟簧2的叠合碟簧片间的摩擦可提供一定的摩擦耗能，活塞杆的竖向运动将带动活塞上下运动，粘滞流体通过阻尼孔11往复流动而产生阻尼力，进而有效提高了三维隔震支座的竖向运动时的耗能能力。

上述实施例并非具体实施方式的穷举，还可有其它的实施例，上述实施例目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。