[实用新型]一种基于水平运动隔震的三维隔震装置

说明书

本实用新型公开了一种基于水平运动隔震的三维隔震装置，包括顶部X向隔震器、中间Y向及Z向隔震器和下部支撑；所述顶部X向隔震器包括顶部连接板、顶部端板、X向导轨、X向弹簧、X向阻尼器、X向滑块；所述中间Y向及Z向隔震器可以通过内部部件间的机械运动将竖向运动转化为水平运动，同时实现两个方向的隔震，包括三角形钢板、板侧导轨、Y向滑块、Y向导轨、Y向弹簧、Y向阻尼器、中部端板、中部连接板；所述下部支撑的上部与中部连接板固定连接、下部与下部结构固定连接；本实用新型可应用于民用建筑、桥梁、地下建筑等承受地震作用或其它动力作用的结构中，装置内部的弹簧及限位装置，可实现在不同情况下三个向的隔减震及自复位效果。

技术领域

本实用新型涉及土木工程以及机械工程领域和隔震技术领域，特别涉及一种基于水平运动隔震的三维隔震装置，适用于工业与民用建筑、桥梁、地下建筑等领域的隔震。

背景技术

我国是一个地震灾害多发的国家，因此，在我国如何对建筑工程进行隔震、减震设计是一个重要的问题和发展方向。在结构震动控制领域，隔震技术的研究和发展最为成熟，近年来得到广大学者和工程师的关注和研究。目前，隔震耗能技术的研究主要集中在水平隔震的方向，针对结构竖向隔震研究较少。竖向地震作用同样会对建筑物造成严重灾害。一方面，地面运动是复杂的三向运动，根据已有的唐山地震、集集地震、神户地震、山谷地震、汶川地震等国内外近年发生的(特)大地震中获得的地震时程记录和震害数据可知，在高烈度区，尤其在近断层地区，地震动的竖向作用分量往往比较强烈。历次震害以及振动台试验结果表明，竖向地震是造成结构破坏的重要原因，同时也是造成内部非结构物(如吊顶系统、设备、管线、计算机、家具等)严重破坏的主要原因。由此可见，有必要研发可以同时实现水平隔震和竖向隔震的多维隔震装置。

地震作用下，结构的竖向震动控制相对于水平震动控制具有更大的难度。由于结构的竖向刚度相对更大，普通的减震措施(如各类阻尼器)较难发挥有效作用。在结构竖向震动中，楼板的震动对结构影响巨大，但是由于结构开敞空间的要求，对楼板施加减震措施比较困难。针对以上情况，通过在现有的水平隔震基础上，开发三维隔震技术成为解决结构竖向振动的重要途径。目前，国内外在三隔震方面均做了大量的研究，主要以研发在结构基础使用的整体三维复合隔震支座为主，例如铅芯橡胶碟簧三维隔震支座、摩擦摆-碟簧三维隔震支座等。整体三维复合隔震支座存在的主要问题包括：(1)整体三维复合隔震支座使用水平和竖向隔震支座的串联，造成整体高度较大，容易引起支座失稳问题；(2)整体三维复合隔震支座需要实现竖向隔震支座竖向运动和水平隔震支座水平运动的解耦，使得支座设计困难。往往需要设计套筒、导轨等实现水平剪力等的传递。

为了保护结构与非结构物在地震作用下的安全，推广应用隔震技术，有必要开发新型三维隔震技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种在实现水平隔震的同时，能够利用水平隔震元件实现竖向隔震作用的三维隔震装置。其旨在解决现有隔震支座的不足，即解决现有的水平隔震支座无法隔离竖向地震作用的问题；解决现有多维隔震装置存在的高度过大问题；解决现有多维隔震装置存在的构造复杂，水平与竖向运动难以解耦的问题。本实用新型装置通过装置内部部件之间的机械运动，利用水平向的隔震元件，能够实现水平和竖向两个方向上的隔震，另外，本实用新型装置顶部还安有垂直于平面外方向上的隔震元件，使装置能够满足三个方向上的隔震需求。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于水平运动隔震的三维隔震装置，设置在上部结构和下部结构之间，包括顶部X向隔震器、中间Y向及Z向隔震器和下部支撑；

所述顶部X向隔震器包括顶部连接板、顶部端板、X向导轨、X向弹簧、X向阻尼器、X向滑块；所述顶部连接板的上表面与所述上部结构固定连接，所述顶部连接板的下表面上固定连接所述顶部端板和X向导轨，所述X向导轨连接在所述X向滑块上并能相对于所述X向滑块滑动，所述X向滑块的两端与该端相对的所述顶部端板之间均设置有所述X向弹簧和X向阻尼器，所述X向滑块的底部与所述中间Y向及Z向隔震器的三角形钢板的顶部固定连接；