[发明专利]一种嵌套式的多功能隔震橡胶支座

说明书

本发明公开一种嵌套式的多功能隔震橡胶支座，包括竖向隔振组件以及嵌入到竖向隔振组件中的水平隔震组件；所述竖向隔振组件采用厚叠层橡胶，直接承受上部结构的竖向荷载，并提供隔离环境振动所需的竖向低刚度；所述水平隔震组件采用薄叠层橡胶，可与竖向隔振组件协同产生水平剪切变形，提供隔离地震作用所需的水平向回复力和阻尼；所述水平隔震组件不直接承受上部竖向荷载，为高柔度的竖向隔振组件提供防屈曲约束，避免高柔度的隔振支座产生侧翻或屈曲失稳。本发明的嵌套式的多功能隔震橡胶支座，既可以起到隔离环境振动的作用，又可以起到隔离地震的作用，同时具有较高的变形稳定性。

技术领域

本发明涉及一种支座，具体涉及一种嵌套式的多功能隔震橡胶支座。

背景技术

随着城市化进程和现代工业的快速发展，各类轨道、公路交通越来越密集，各类具有激振效应的生产活动越来越多，其所产生的环境振动，不仅会降低邻近土木工程设施的舒适度，而且会造成老旧结构、历史建筑和贵重物品的长期性累积损伤或疲劳，或影响仪器设备的正常使用，同时，潜在的地震风险也威胁着这些设施和设备的安全。采用隔震技术是解决上述问题的一种有效途径，而隔震支座是实施隔震技术的必要部件，要综合地解决上述问题，所用的隔震支座必须兼具高承载能力、高隔振柔度、高稳定性，以及地震作用下的大变形功能。

然而，传统单个隔震支座很难同时具备上述功能。首先，隔离环境振动必须考虑竖向隔振功能，竖向高柔度的隔震支座不仅竖向刚度低，水平刚度也低，在较大的竖向荷载作用下，很容易发生侧向屈曲失稳，这种侧向屈曲失稳在竖向荷载和水平向隔震大变形联合作用下尤其容易发生，若为了增强屈曲稳定性而约束支座的水平剪切变形，则又使支座散失水平向的隔震变形功能，二者很难兼顾。

目前市面上出现了一种既可以起到竖向隔振(震)，又可以起到水平隔振(震)的三维隔振支座，其实质是将单个水平隔震支座和单个竖向隔震支座进行竖向串联叠放，例如申请公布号为CN108842919 A的发明专利公开了“一种三维隔震支座”，所述三维隔震支座包括竖向串联叠放在一起的水平隔震部和竖直隔震部，所述水平隔震部包括铅芯叠层橡胶、以及包覆并贴合在所述铅芯叠层橡胶四周的橡胶保护层、分别固接在所述铅芯叠层橡胶顶面和底面的上连接层Ⅰ和下连接层Ⅰ；所述竖直隔震部包括厚肉橡胶支座、分别固接在所述厚肉橡胶支座顶面和底面的上连接层Ⅱ和下连接层Ⅱ。铅芯叠层橡胶的隔离横向震动的效果是不言而喻的，厚肉橡胶适合制成竖向隔震支座，所述厚肉橡胶支座的中心设有竖向通孔，所述竖向通孔中设有竖直阻尼结构辅助吸收能量。通过竖直隔震部和水平隔震部可以实现竖向隔震和水平隔震的作用，使得所述三维隔震支座具有隔离三维震动的效果。然而，这类三维隔震支座存在以下不足：

(1)这类三维隔震支座中的竖向隔震部与水平隔震部采用竖向串联叠放的形式，因此，二者承受相同的上部结构荷载，而二者的许用面压却往往不同，例如厚肉橡胶的许用面压比传统薄叠层橡胶的许用面压小得多，使得所设计的隔震支座，或者按小面压设计造成材料浪费、牺牲水平隔震效果，或者采用大支座部串联小支座部，对大支座部形成强烈的冲切效应。

(2)由于这类三维隔震支座中的竖向隔震部是独立的，必须加设水平方向刚性限位装置来完全限制其水平剪切变形，无法完全避免刚性限位接触造成的竖向静摩擦力，支座必须在克服该竖向静摩擦力的前提下才产生隔振运动，因此，微小的环境振动将经由刚性接触处传播，使其对环境振动的隔振效果显著降低甚至失效。

(3)由于这类三维隔震支座中的竖向隔震部与水平隔震部采用竖向串联叠放的形式，大大增加了支座高度，使其在使用荷载，特别是水平地震荷载作用下的支座整体稳定性比传统支座明显降低(P-△效应)。

(4)由于这类三维隔震支座中的竖向隔震部与水平隔震部采用竖向串联叠放的形式，显著增加了支座的体积、安装空间，对土木工程设施或者设备所要预留的隔震层高度和空间提出了更高的要求。

发明内容