[发明专利]可抗摇摆和抗不均匀沉降的竖向隔震层及三维隔震体系

说明书

本发明公开了一种可抗摇摆和抗不均匀沉降的竖向隔震层及三维隔震体系，所述竖向隔震层包括多组竖向隔震支座、多组抗摇摆机构和水平限位器，其与水平隔震层相邻设置或设置于不同楼层中，对上部结构形成三维隔震体系。每组抗摇摆机构包括水平连杆、第一转动杆件、第二转动杆件；所述第一转动杆件倾斜设置，且其两端分别与上部结构和水平连杆铰接；所述第二转动杆件与所述第一转动杆件上下对称，且其两端分别与水平连杆和下部结构铰接。本发明可防止加设了高柔度竖向隔震支座的三维隔震结构在地震作用下发生整体摇摆运动，也可防止由于高柔度竖向隔震支座的刚度误差造成上部结构不均匀沉降，且避免采用液压系统，使结构形成稳定可靠的三维隔震体系。

技术领域

本发明涉及一种隔震体系，具体涉及一种可抗摇摆和抗不均匀沉降的竖向隔震层及三维隔震体系。

背景技术

隔震(振)技术是近年来用于房屋建筑、基础设施和桥梁等结构中的防震减灾技术，其通过在结构合适位置安装隔减震装置，有效隔断和消耗地震作用时由基础传递至上部结构的能量，减小结构在动力荷载作用下的响应，进而保障结构使用功能、提高结构安全性和运营经济性。

由于地震会产生横波、纵波和面波，能在多个方向上对地表建筑结构产生地震作用，造成地表建筑结构破坏或散失使用功能。因此，对结构采用三维隔震技术，可以很大程度上隔绝地面运动对房屋建筑及其内部设施带来的影响，增强房屋结构的安全性和可靠性。现有公开的三维隔震技术，通常采用三维隔震支座，既可以起到水平隔震的作用，又可以起到竖向隔震的作用。例如申请公布号为CN108867883A的发明专利公开了“一种双层隔震的三维隔震结构”，所述三维隔震结构包括上承载层、下承载层，所述上承载层、下承载层上下顺次设置，所述上承载层与下承载层之间设有水平隔震层、竖向隔震层，所述水平隔震层与竖向隔震层之间设有转换层；所述水平隔震层设有多个水平隔震支座，所述竖向隔震层设有多个竖向隔震支座。其中，所述竖向隔震层还设有多个抗摇摆装置，所述抗摇摆装置包括相邻设置的第一抑摆组件、第二抑摆组件，所述第一抗摇摆组件包括壳体、立杆，所述壳体的上端、下端分别设有上连接件、下连接件，所述壳体内上下依次设有上空腔、下空腔，所述立杆的上端与上连接件连接，所述立杆的下端竖直穿过上空腔并伸入下空腔内，所述立杆的外壁设有活塞，所述活塞位于上空腔内，所述活塞把上空腔上下间隔设置成溶液上腔、溶液下腔，所述溶液上腔、溶液下腔内均充满阻尼液，所述第一抑摆组件的溶液上腔与第二抑摆组件的溶液下腔(通过第一连通管连通，所述第一抑摆组件的溶液下腔与第二抑摆组件的溶液上腔通过第二连通管连通。所述三维隔震结构不仅可以起到水平隔震和竖向隔震的作用，而且还可以起到防止上部结构发生摇摆的作用。具体原理为：当上部结构摇晃时，第一抑摆组件的上连接件被压缩向下运动，第一抑摆组件的立杆带动第一抑摆组件的活塞向下运动，位于第一抑摆组件的溶液下腔的阻尼液被挤出，通过第二连通管进入第二抑摆组件的溶液上腔，第二抑摆组件的溶液上腔的液压力增大，第二抑摆组件的活塞被下压，同时，通过第二抑摆组件的立杆，带动第二抑摆组件的上连接件向下运动，第一抑摆组件的上连接件与第二抑摆组件的上连接件一起向下运动，从而起到良好的抑制摇摆效果。

然而上述的三维隔震结构存在以下的不足：

该结构是通过挤压阻尼液对上部结构起到抑制摇摆效果，这种方式使该系统的可靠性差，且耐久性无法满足与建筑结构通用材料和构件同寿命的使用需求，对结构运营和维护造成很大负担。这是因为阻尼液在长期使用过程中容易出现损耗和变质，油路管道和油腔的密封圈容易老化和开裂，导致油脂泄露，逐步散失抗摇摆功能，并使隔震层沉降，对上部结构造成安全问题，且随着使用时间的增加，这种液压系统的损耗会日趋严重，使维护代价高昂、可靠性差；另一方面，阻尼液的油质容易老化和稠化,其服役年限无法与通用的建筑材料相比，油路传动效率随着年限逐渐降低，且对于跨度大的隔震层，依靠长距离油管液压的传动力损耗显著，影响抗摇摆效果。

发明内容