[发明专利]一种具备抗冲特性的分段式智能隔震器

说明书

本发明公开了一种具备抗冲特性的分段式智能隔震器，涉及土木工程结构隔震减振技术领域，包括上盖板、支撑柱A、限位环柱A、环形钢板、橡胶、圆柱隔板组成的橡胶隔震层；由圆柱隔板、支撑柱B、限位环柱B、圆形钢板、MRE、线圈A、中间盖板组成的MRE隔震层；中间盖板、上隔磁板壳、下导磁板壳、下隔磁板壳、导磁板、导磁垫片、支撑柱C、线圈B和下盖板组成夹层板壳抗冲层；橡胶隔震层、MRE隔震层和板壳抗冲层共同组成本发明的具备抗冲特性的分段式智能隔震器。本发明采用三段式设计，隔震器刚度连续均匀变化，可实现小位移、大位移下多种激励的隔震减振，同时可控夹层弧形板壳的设计使隔震器在大载荷冲击工况下，能够抵抗冲击力，耗散冲击能量。

技术领域

本发明主要涉及土木工程结构隔震减振技术领域，尤其是涉及一种基于磁流变材料和剪切增稠材料的具备抗冲特性的智能隔震器。

背景技术

工程结构在地震作用下会产生振动，过大的结构振动现象不仅会影响到结构物的正常使用，还会造成主体结构的破坏、甚至倒塌。传统的抗震设计主要是“以刚克刚”，通过提高结构构件的强度和变形能力来保证结构抗震安全性。随着社会的发展，隔震技术的使用使得人们对结构的安全性和稳定性要求也越来越高。目前工程中常用的基础隔震减振技术为橡胶支座，能提供一定的水平刚度，延长建筑物的基本周期，以避开地震动的卓越周期，降低建筑物的地震反应，但是其隔震频率单一，适应性较差。

近年来智能材料越来越多地被运用在隔震技术上。磁流变弹性体（Magnetorheological Elastomer，简称MRE）是性能优异的智能材料，具有可控性、可逆性、响应迅速等技术特点，与磁流变液（Magnetorheological Fluids，简称MRF）相比，MRE的固体状态使它更稳定。磁流变智能材料的优异性能使得它非常适用于主动、半主动控制装置，从而实现隔震减振器件的智能调控。剪切增稠液（Shear Thickening Fluids，简称STF）是性能优异的粘弹性材料，其对速度的响应非常迅速，在高速冲击下，STF发生固化，粘度急剧上升，吸收并耗散掉冲击能量。

剪切硬化基磁流变硅脂泥是具有剪切增稠效应和磁流变效应的多功能复合材料，其不仅有良好的速率/频率敏感特性，而且具有力学性能磁场可控特点，基于该材料制作的隔震装置可实现抗冲的效果。

中国专利（申请号：201710182094.2）公开的“复合结构磁流变弹性体隔震器”结合弹性体剪切模量可控和压缩模量可控的特性，更加充分利用了弹性体的刚度可控性，且具有一定强度的承载能力，但其耗能能力较差。中国专利（申请号：201510044266.0）公开的“剪切模式磁流变弹性体变频隔振器”通过弹性体运动可以实现多频率状态下多频隔振，但其不能抵抗冲击荷载。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种具备抗冲特性的分段式智能隔震器，克服了传统橡胶隔震器隔震频率单一、适应性不强的特点；与现有智能隔震器相比，本发明分三段式设计，适用于不同烈度地震下的隔震减振，同时具有较好的耗能能力，可控夹层弧形板壳的设计使隔震器在大载荷冲击工况下，能够抵抗冲击力，耗散冲击能量。

本发明是通过如下技术方案得以实现的：

一种具备抗冲特性的分段式智能隔震器，包括上盖板、圆柱隔板和中间盖板；所述上盖板、圆柱隔板、中间盖板依次上下水平设置，且上盖板、圆柱隔板、中间盖板的两端均通过弹性元件连接；

所述圆柱盖板上端面上固定设置有限位环柱A，上盖板下端面上连接有支撑柱A，所述支撑柱A置于限位环柱A中间；

所述中间盖板上端面上固定设置有限位环柱B，圆柱盖板下端面上设置有支撑柱B，所述支撑柱B置于限位环柱B中间。

进一步的，下盖板与中间盖板之间设置有夹层板壳；所述夹层板壳为拱形结构。