[发明专利]一种基于直线导轨的抗拉、抗扭转的组合隔震装置

说明书

技术领域

本发明属于结构工程减震与隔震技术领域，涉及到一种摩擦系数很小的滚柱式直线导轨，并且设置上下两层垂直的导轨，从而可以满足多个方向的隔震要求，同时设置能提供结构刚度和可以使上部结构自复位的橡胶支座组成一种完善的组合隔震装置。该发明成本低廉、具有很强的抗拉、抗扭转、抗倾覆能力、隔震效果突出、施工方便，实用于高柔设备、高柔结构的基底隔震，具有良好的发展前景。

背景技术

在国内外土木领域中，中低高度建筑的隔震技术趋近于成熟，主要技术有：叠层橡胶铅芯支座隔震、摩擦滑移支座隔震、滚动隔震、滑板支座。国内外成功运用以上隔震技术的建筑样例很多，比如：结构形式为8层框架结构的日本WEST大厦采用隔震技术后，在6.7级地震下室内花瓶没有倾倒、各种设施未被损坏、震后无须恢复，工作正常，隔震效果非常明显；东北大学的两幢实验室为3层砖混结构，采用隔震技术后房屋上部主体结构没有损伤，墙体上无地震引发的裂缝，房屋缓慢平动，人员震感不强烈，没有站不稳的感觉，实验设备等无倾倒现象。但是目前的国内外的这些隔震装置有一定的局限性，如：橡胶支座的抗拉能力、抗扭转能力，竖向承载能力较低；摩擦滑移隔震支座和滚动隔震支座强度较低，动、静摩擦系数、弧面形状等参数不好确定，并且加工工艺复杂、一般只适用于中低高度的建筑。针对于橡胶支座的竖向刚度低和阻尼小的问题，一些专家又研制出了夹层橡胶垫和铅芯橡胶垫，这两种隔震装置虽然竖向刚度和阻尼提高了，但是抗拉能力和抗扭能力没有得到好的改善，任然不实用于高层建筑和一些高柔的结构和设备。因此开发一种适合高层结构或者高柔设备具有较强的抗拉能力、抗扭转能力、抗倾覆能力的隔震装置，在地震中降低结构的地震响应具有重大的工程意义。

发明内容

本发明给出了一种能双向（纵向、横向）滑动的滚珠式直线导轨形式的隔震支座、橡胶支座、隔震台座等组成的组合隔震装置，发明目的在于通过限位滑块和直线导轨之间的咬合力来提供上部结构的抗拉能力和抗扭转能力、抗倾覆能力，通过橡胶支座来提供整个结构的水平刚度和限制结构的水平位移和使结构自动复位，通过刚性隔震台座来支撑上部结构的自重，在地震时，直线导轨、橡胶支座协同工作，形成良好的隔震机制，从而降低上部结构的地震响应。此装置隔震效果好，易于施工和维护、更换，成本较低。

本发明的技术方案如下：

一种基于直线导轨的抗拉、抗扭转的组合隔震装置，其包括高柔设备1、刚性隔震台座2、横向限位滑块3、横向隔震直线导轨4、纵向限位滑块5、纵向隔震直线导轨6、橡胶支座7。

上部高柔设备1和具有足够刚度和承载能力的刚性隔震台座2用焊缝连接，上部高柔设备1和刚性隔震台座2之间能传递剪力和弯矩；刚性隔震台座2和横向限位滑块3采用刚性连接,刚性隔震台座2和横向限位滑块3之间能传递剪力和弯矩；横向限位滑块3和横向隔震直线导轨4用截面间的构造连接，横向限位滑块3和横向隔震直线导轨4之间能传递纵向的剪力和弯矩，但不能传递横向的剪力和弯矩；上部高柔设备1和横向限位滑块3作为整体可以沿上层横向隔震直线导轨4横向滑动；横向隔震直线导轨4和纵向限位滑块5采用刚性连接，纵向限位滑块5和纵向隔震直线导轨6采用截面间的构造连接，横纵向限位滑块5和纵向隔震直线导轨6之间可以传递纵向的剪力和弯矩，但不能传递横向的剪力和弯矩（截面间的连接同横向直线导轨）；上部高柔设备1、横向限位滑块3、上层横向隔震直线导轨4、纵向限位滑块5作为整体沿下层纵向隔震直线导轨纵向滑动；纵向隔震直线导轨6和地面采用螺栓连接，橡胶支座7和刚性隔震台座2采用螺栓连接，橡胶支座7与地面采用刚性连接。

高柔设备1为长细比大于8的结构（比如钢薄壁圆筒形式的酒精炉、火箭、导弹）。

对于整体隔震装置的技术要求如下：

首先根据上部高柔设备1的荷载确定出刚性隔震台座2的截面尺寸，使其能够有足够的承载能力，并且采用组合式的钢结构，使其有足够大的刚度，提高台座本身的自振频率，远离结构的频率，从而减小台座对上部高柔设备1的影响。