一种竖向刚度可更换调节型三维隔震系统装置的制作方法

1.本发明涉及建筑隔震技术领域，具体地说，涉及一种竖向刚度可更换调节型三维隔震系统装置。


背景技术：

2.为了最大限度地减轻地震对建筑物损伤，人们提出了结构控制的概念，迄今为止最为可行的控制装置或系统包括基础隔震、阻尼消能和主动控制三种方案，其中基础隔震应用最广泛，其特点是有效隔断水平地震作用由基础传递至上部结构，以此减小上部结构的水平振动，现有隔震产品主要为普通橡胶隔震支座、铅芯橡胶隔震支座、高阻尼橡胶支座等，但是，目前这些控制装置或系统只是最大限度地减少或隔离水平地震作用，而对竖向地震作用几乎没有影响。
3.因为地震并不是单一方向的震动，是横波和纵波交替作用，由于建筑结构竖向刚度要求和竖向隔震有冲突，目前用于竖向隔震的隔震装置较少，并且现阶段的研究、试验采用的隔震装置也多局限于水平方向的地震的隔震。由于地震动本身具有多维特性，对于一些位于高烈度区和震中附近的重要建筑和基础设施，同时考虑竖向地震分量的三维基础隔震是非常必要和重要的。
4.在实际工程中，建筑物的隔震层为上部结构提供竖向稳定支承，显著降低竖向刚度是困难的，所以，建筑物竖向隔震设计的难点在于如何在保证为上部结构提供有效竖向支承的同时，大幅度提高隔震后结构的竖向周期，因此提出一种竖向刚度可更换调节型三维隔震系统装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种竖向刚度可更换调节型三维隔震系统装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，提供了一种竖向刚度可更换调节型三维隔震系统装置，包括水平结构单元和竖直结构单元；
7.所述水平结构单元包括建筑隔震橡胶支座，所述建筑隔震橡胶支座用于减缓水平方向的震动；
8.所述竖直结构单元包括竖向隔振单元，所述竖向隔振单元设置于建筑隔震橡胶支座的底部，所述竖向隔振单元包括支撑结构，所述支撑结构用于对建筑隔震橡胶支座进行支撑，所述竖向隔振单元的中部位置设有板式橡胶支座，所述板式橡胶支座的中部位置设有中部设置阻尼装置，所述中部设置阻尼装置用于对竖向的震动进行缓冲。
9.作为本技术方案的进一步改进，所述建筑隔震橡胶支座包括上法兰板，所述上法兰板的底部固定连接有橡胶本体，所述橡胶本体的底部固定连接有下法兰板。
10.作为本技术方案的进一步改进，所述支撑结构包括上部连接承压板，所述上部连接承压板通过螺栓和下法兰板连接，所述上部连接承压板的底部设有下部连接承压板，所
述上部连接承压板和下部连接承压板之间设有若干呈环形排布的抗拉调节立柱，所述上部连接承压板和下部连接承压板通过抗拉调节立柱连接。
11.作为本技术方案的进一步改进，所述抗拉调节立柱包括螺纹立柱，所述螺纹立柱的上下两端均设有螺纹，所述螺纹立柱的底端和下部连接承压板螺纹连接，所述螺纹立柱侧壁的靠近底部位置螺纹连接有压紧螺母，所述螺纹立柱侧壁的靠近中部位置螺纹连接有抬高螺母，所述螺纹立柱的顶部贯穿上部连接承压板，所述下部连接承压板和上部连接承压板螺纹连接，所述螺纹立柱的顶端螺纹连接有抗拉螺帽。
12.作为本技术方案的进一步改进，所述上法兰板的一侧设有建筑支墩，所述建筑支墩包括建筑上支墩，所述建筑上支墩设置于上法兰板的顶部，所述建筑上支墩的底端和上法兰板的顶部通过螺栓连接。
13.作为本技术方案的进一步改进，所述建筑支墩还包括建筑下支墩，所述建筑下支墩设置于下部连接承压板的底部，所述建筑下支墩和下部连接承压板通过螺栓连接。
14.作为本技术方案的进一步改进，所述中部设置阻尼装置设为圆柱状，所述中部设置阻尼装置的底端和下部连接承压板固定连接，所述中部设置阻尼装置的顶端插接配合有活塞杆，所述活塞杆的顶端和上部连接承压板固定连接，所述中部设置阻尼装置的内部设有粘滞阻尼液。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果：
16.该竖向刚度可更换调节型三维隔震系统装置中，当地震来临时，竖向隔振单元通过较小的竖向刚度调节竖向震动频率，上部连接承压板眼竖直方向往返运动消耗地震及振动的能量，同时中部设置阻尼装置将竖向振动幅度进行缓冲，实现三维隔震系统装置的震振双控，能够同时隔离水平地震作用和竖向地震作用，也能用于隔离水平向和竖向高频低幅振动，并且通过中部设置阻尼装置的减震，不但能改变结构在竖直方向的自振周期，而且降低上部结构振动幅度，使振动衰减。
附图说明
17.图1为本发明的水平结构单元为建筑隔震橡胶支座时的整体结构示意图；
18.图2为本发明的水平结构单元为摩擦摆隔震支座时的整体结构示意图。
19.图中各个标号意义为：
20.1、建筑支墩；
21.11、建筑上支墩；12、建筑下支墩；
22.2、建筑隔震橡胶支座；
23.21、上法兰板；22、下法兰板；23、橡胶本体；
24.3、竖向隔振单元；
25.31、下部连接承压板；32、抗拉调节立柱；321、螺纹立柱；322、抬高螺母；323、压紧螺母；324、抗拉螺帽；33、板式橡胶支座；34、中部设置阻尼装置；35、上部连接承压板；
26.4、摩擦摆隔震支座。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.实施例1
30.请参阅图1所示，本实施例目的在于，提供了一种竖向刚度可更换调节型三维隔震振系统装置，包括水平结构单元和竖直结构单元，水平结构单元和竖向结构单元承载面之比范围为1:2至2:3，承载面之比范围优选采用1:2。
31.水平结构单元包括建筑隔震橡胶支座2，建筑隔震橡胶支座2用于减缓水平方向的震动，建筑隔震橡胶支座2包括上法兰板21，上法兰板21的底部固定连接有橡胶本体23，橡胶本体23的底部固定连接有下法兰板22。
32.竖直结构单元包括竖向隔振单元3，竖向隔振单元3设置于建筑隔震橡胶支座2的底部，竖向隔振单元3包括支撑结构，支撑结构用于对建筑隔震橡胶支座2进行支撑，支撑结构包括上部连接承压板35，上部连接承压板35通过螺栓和下法兰板22连接，上部连接承压板35的底部设有下部连接承压板31。
33.上部连接承压板35和下部连接承压板31之间设有若干呈环形排布的抗拉调节立柱32，抗拉调节立柱32的数量优选设置为8，上部连接承压板35和下部连接承压板31通过抗拉调节立柱32连接，抗拉调节立柱32包括螺纹立柱321，螺纹立柱321和上部连接承压板35的连接位置设有柔性橡胶密封圈，柔性橡胶密封圈用于隔离震动，避免震动通过螺纹立柱321向上传递，螺纹立柱321的上下两端均设有螺纹，螺纹立柱321的底端和下部连接承压板31螺纹连接，螺纹立柱321侧壁的靠近底部位置螺纹连接有压紧螺母323，螺纹立柱321侧壁的靠近中部位置螺纹连接有抬高螺母322，螺纹立柱321的顶部贯穿上部连接承压板35，下部连接承压板31和上部连接承压板35螺纹连接，螺纹立柱321的顶端螺纹连接有抗拉螺帽324，竖向隔振单元3的中部位置设有板式橡胶支座33，板式橡胶支座33采用板式橡胶垫。
34.板式橡胶支座33的中部位置设有中部设置阻尼装置34，中部设置阻尼装置34用于对竖向的震动进行缓冲，中部设置阻尼装置34设为圆柱状，中部设置阻尼装置34的底端和下部连接承压板31固定连接，中部设置阻尼装置34的顶端插接配合有活塞杆，活塞杆的顶端和上部连接承压板35固定连接，中部设置阻尼装置34的内部设有粘滞阻尼液，粘滞阻尼液优选采用硅油，活塞杆的底部和硅油接触，活塞杆的直径略小于中部设置阻尼装置34的内壁，活塞杆的侧壁通过密封圈和中部设置阻尼装置34连接，活塞杆的外围设有液流道，液流道用于使硅油在受到压力时流动消耗能量，中部设置阻尼装置34的高度低于板式橡胶支座33的极限压缩高度，使其施工及工作状态时不受压。
35.上法兰板21的一侧设有建筑支墩1，建筑支墩1包括建筑上支墩11，建筑上支墩11设置于上法兰板21的顶部，建筑上支墩11的底端和上法兰板21的顶部通过螺栓连接，建筑支墩1还包括建筑下支墩12，建筑下支墩12设置于下部连接承压板31的底部，建筑下支墩12
和下部连接承压板31通过螺栓连接。
36.当地震来临时，水平结构单元隔震橡胶支座水平剪切发生位移，橡胶本体23对地震的水平震动进行缓冲过滤，使建筑上支墩11不会发生剧烈的晃动，竖向结构单元中抗拉调节立柱32将上部连接承压板35和下部连接承压板31之间的相对位置得到限定，起到抗拉作用，并且防止建筑上支墩11和顶部的建筑倾覆；
37.在竖向地震或竖向高频低幅振动来临时，因为上部连接承压板35和螺纹立柱321的连接位置设有柔性橡胶密封圈，再通过抗拉螺帽324进行固定，所以竖向隔振单元3具有较小的竖向刚度，便于调节竖向震动频率，上部连接承压板35沿竖直方向往返运动消耗地震及振动的能量，同时中部设置阻尼装置34将竖向振动幅度进行缓冲，实现三维隔震振系统装置的震振双控，能够同时隔离水平地震作用和竖向地震作用，也能用于隔离水平向和竖向高频低幅振动。
38.实施例二
39.水平结构单元还包括摩擦摆隔震支座4，请参阅图2所示，摩擦摆隔震支座4是将传统的平面滑移隔震装置的摩擦滑移面由平面改为球面，从而可依靠自身重力自动回复，摩擦摆隔震支座4的顶部和建筑上支墩11通过螺栓连接，摩擦摆隔震支座4的底部和上部连接承压板35通过螺栓连接，当地震来临时，摩擦摆隔震支座4将地震的水平震动进行缓冲过滤，配合竖向隔振单元3对建筑上支墩11和顶部的建筑进行保护。
40.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。