一种弹簧-阻尼三维减振隔震摩擦摆支座

本发明属于减振隔震装置，具体涉及一种弹簧-阻尼三维减振隔震摩擦摆支座。

背景技术：

1、地震作用以水平低频激励为主，为了解决这个问题，除了对建筑结构进行抗震设计以外，还可以通过在建筑底部设置隔震支座来耗散地震作用输入的能量。

2、另一方面，由于城市轨道交通线路大多都处于城市中心地带，因其运行振动所引发的结构振动问题也不容忽视。虽然轨道交通振动不会引起结构的破坏，但是城市轨道交通振动对建筑结构的激励频率大多为高频竖向振动，通过建筑结构传递后容易与人体固有频率引发共振，从而对于人们的身体健康有所影响，进而对建筑结构内的居住舒适度产生影响。

3、总体来说，对于建筑结构而言，安全性是其第一位的。但随着人民生活水平质量的不断提高，人们不仅要求建筑结构的安全性，而且对于居住环境的舒适度也有了更高的要求。因此，建筑结构在保证其抗震安全性的前提下同时重视振动舒适度是目前需要解决的问题。

4、目前的减振设计多采用厚层橡胶支座，该类材料适用于竖向高频外部激励，厚层橡胶支座隔振措施虽能明显减小楼板的竖向高频振动，但也同时放大了整体结构的竖向低频振动，舒适度由低频振动控制。同时，橡胶材料经受长时间大载荷的作用，会产生松弛现象。其次，许多的减振隔震装置采用分离设计，将竖向承载力和水平刚度有效剥离，但是需要占用较大的使用空间，造成空间浪费和材料浪费。另外，目前建筑结构广泛使用的三维隔震装置为摩擦摆支座，通过其滑动面板和磨擦板的摩擦实现水平方向的能量耗散从而隔离水平方向的地震作用，通过对竖向隔震系统进行设计来达到减小竖向的轨道交通振动，从而实现竖向轨道交通振动和水平地震的减振隔震作用的双重控制，对于此类减振隔震三维支座的设计现在普遍分为以下几个方面：(1)对摩擦摆下支座板和连接构件之间设置弹簧；(2)对摩擦摆上支座板和下支座板之间的滑动腔内设置带有减振板的阻尼块；(3)对摩擦摆上支座板的球面滑槽和下支座板的球面滑槽之间空腔内设置弹簧和缓冲垫；(4)对摩擦摆下支座板和支座底板之间设置楔形连接块，并在楔形连接块之间设置高阻尼橡胶支座；(5)对摩擦摆下支座板和支座底板之间设置弹簧和阻尼器。这些方式的缺陷在于：

5、一、依靠弹簧进行减振，由于弹簧本身阻尼小，因此共振时传递比非常大。

6、二、竖向减振装置的设置导致在水平方向不能提供足够的刚度来保证摩擦摆在水平方向的稳定工作。

7、三、在摩擦摆支座板与构件连接板之间设置竖向减振装置会使隔震装置尺寸过大，不能有效的抵抗倾覆力矩。

8、四、现有设计构件属于永久性构件不可替换，因此构件损坏就只能更换装置，导致装置使用寿命减小。

技术实现思路

1、本发明公开了一种弹簧-阻尼三维减振隔震摩擦摆支座，目的为解决摩擦摆附加弹簧等竖向减振装置导致隔震支座竖向尺寸过大、水平方向没有足够的刚度保证摩擦摆的稳定工作以及无法替换构件导致隔震支座使用寿命减少的问题；同时，本发明既可以保证建筑结构在遭受地震作用时的结构安全性，又能减小轨道交通振动对人们居住舒适度的影响。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案是：

3、一种弹簧-阻尼三维减振隔震摩擦摆支座，包括摩擦摆机构，所述的摩擦摆机构包括上支座板、下支座板，所述的上支座板和下支座板的相对面分别设有球面滑槽，2个球面滑槽内滑动连接有球冠衬板，2个球冠衬板之间设有竖向弹簧减振机构，在上支座板和下支座板位于竖向弹簧减振机构两侧的相对面之间设有复合粘滞阻尼器。

4、优选的，所述的球冠衬板的顶端为球面型结构，球面型结构的上表面固定连接有摩擦板，所述的摩擦板与球面滑槽的滑动面板滑动摩擦配合。

5、优选的，所述的竖向弹簧减振机构包括分别与2个球面衬板的相对端连接的上连接板和下连接板，所述的上连接板和下连接板之间阵列排布有若干螺旋弹簧，所述的螺旋弹簧外套设有连接套筒，在螺旋弹簧的芯轴处设有连接螺杆，所述的连接螺杆的底端与下连接板固定连接，连接螺杆的上端贯穿上连接板并螺接有限位螺母。

6、优选的，所述的连接套筒由2个相互套嵌并滑动摩擦连接的套筒结构组成，连接套筒的两端分别与上连接板下表面、下连接板下表面固定连接，2个套筒结构的接触面分别设有摩擦结构并构成第一摩擦副。

7、优选的，所述的复合粘滞阻尼器有2个，2个复合粘滞阻尼器的长度方向相互交叉。

8、优选的，所述的复合粘滞阻尼器与下支座板上表面的夹角为45度，复合粘滞阻尼器的两端分别与上支座板下表面、下支座板上表面铰接。

9、优选的，所述的复合粘滞阻尼器包括2个相背设置的粘滞阻尼器，2个粘滞阻尼器的相对端通过预紧螺栓铰接，2个粘滞阻尼器的相对端的铰接接触面构成第二摩擦副，所述的预紧螺栓外设有螺母，并通过旋紧螺母实现预紧螺栓对铰接位置的预紧。

10、优选的，其中一个粘滞阻尼器的端部设有连接板，另一个粘滞阻尼器的端部设有第一铰接座，所述的连接板外表面及第一铰接座的内表面分别设有摩擦面，连接板与第一铰接座之间通过预紧螺栓和螺母连接，并构成第二摩擦副。

11、本发明一种弹簧-阻尼三维减振隔震摩擦摆支座的有益效果为：

12、本发明实现了竖向轨道交通振动的减振效果，同时实现了水平隔震功能，实现了建筑的居住舒适性和安全性的双重保证。同时，装置更好地利用竖向空间，使得结构尺寸更小，便于安装同时减小结构水平倾覆的风险。复合粘滞阻尼器的设置，提供减振隔震的效果，避免在地震作用时的损坏，同时复合粘滞阻尼器可更换，极大延长装置的使用寿命。

13、说明书附图

14、图1、本发明的剖视结构示意图。

15、图2、本发明的正视结构示意图。

16、图3、本发明去掉上支座板及上部的球面滑槽、球冠衬板后的俯视图。

17、图4、本发明的复合粘滞阻尼器的结构示意图。

18、图5、本发明的复合粘滞阻尼器的剖视结构示意图。

19、1、上支座板；2、下支座板；3、上连接板；4、下连接板；5、连接套筒；6、螺旋弹簧；7、复合粘滞阻尼器；71、连接耳；72、缸体；721、第一缸盖；722、第二缸盖；73、预紧螺栓；74、第一铰接座；75、活塞杆；76、第二摩擦副；77、活塞；78、硅油；79、油孔；8、限位螺母；9、连接螺杆；10、球冠衬板；11、摩擦板；12、滑动面板；13、球面滑槽；14、第二铰接座。

技术特征：

1.一种弹簧-阻尼三维减振隔震摩擦摆支座，其特征为：包括摩擦摆机构，所述的摩擦摆机构包括上支座板、下支座板，所述的上支座板和下支座板的相对面分别设有球面滑槽，2个球面滑槽内滑动连接有球冠衬板，2个球冠衬板之间设有竖向弹簧减振机构，在上支座板和下支座板位于竖向弹簧减振机构两侧的相对面之间设有复合粘滞阻尼器。

2.如权利要求1所述的一种弹簧-阻尼三维减振隔震摩擦摆支座，其特征为：所述的球冠衬板的顶端为球面型结构，球面型结构的上表面固定连接有摩擦板，所述的摩擦板与球面滑槽的滑动面板滑动摩擦配合。

3.如权利要求2所述的一种弹簧-阻尼三维减振隔震摩擦摆支座，其特征为：所述的竖向弹簧减振机构包括分别与2个球面衬板的相对端连接的上连接板和下连接板，所述的上连接板和下连接板之间阵列排布有若干螺旋弹簧，所述的螺旋弹簧外套设有连接套筒，在螺旋弹簧的芯轴处设有连接螺杆，所述的连接螺杆的底端与下连接板固定连接，连接螺杆的上端贯穿上连接板并螺接有限位螺母。

4.如权利要求3所述的一种弹簧-阻尼三维减振隔震摩擦摆支座，其特征为：所述的连接套筒由2个相互套嵌并滑动摩擦连接的套筒结构组成，连接套筒的两端分别与上连接板下表面、下连接板下表面固定连接，2个套筒结构的接触面分别设有摩擦结构并构成第一摩擦副。

5.如权利要求4所述的一种弹簧-阻尼三维减振隔震摩擦摆支座，其特征为：所述的复合粘滞阻尼器有2个，2个复合粘滞阻尼器的长度方向相互交叉。

6.如权利要求5所述的一种弹簧-阻尼三维减振隔震摩擦摆支座，其特征为：所述的复合粘滞阻尼器与下支座板上表面的夹角为45度，复合粘滞阻尼器的两端分别与上支座板下表面、下支座板上表面铰接。

7.如权利要求6所述的一种弹簧-阻尼三维减振隔震摩擦摆支座，其特征为：所述的复合粘滞阻尼器包括2个相背设置的粘滞阻尼器，2个粘滞阻尼器的相对端通过预紧螺栓铰接，2个粘滞阻尼器的相对端的铰接接触面构成第二摩擦副，所述的预紧螺栓外设有螺母，并通过旋紧螺母实现预紧螺栓对铰接位置的预紧。

8.如权利要求7所述的一种弹簧-阻尼三维减振隔震摩擦摆支座，其特征为：其中一个粘滞阻尼器的端部设有连接板，另一个粘滞阻尼器的端部设有第一铰接座，所述的连接板外表面及第一铰接座的内表面分别设有摩擦面，连接板与第一铰接座之间通过预紧螺栓和螺母连接，并构成第二摩擦副。

技术总结
一种弹簧‑阻尼三维减振隔震摩擦摆支座，属于减振隔震装置技术领域，包括摩擦摆机构，所述的摩擦摆机构包括上支座板、下支座板，上支座板和下支座板的相对面分别设有球面滑槽，2个球面滑槽内滑动连接有球冠衬板，2个球冠衬板之间设有竖向弹簧减振机构，在上支座板和下支座板位于竖向弹簧减振机构两侧的相对面之间设有复合粘滞阻尼器。本发明实现了竖向轨道交通振动的减振效果，同时实现了水平隔震功能，实现了建筑的居住舒适性和安全性的双重保证。同时，装置结构尺寸更小，便于安装同时减小结构水平倾覆的风险。复合粘滞阻尼器的设置，提供减振隔震的效果，避免在地震作用时的损坏，同时复合粘滞阻尼器可更换，极大延长装置的使用寿命。

技术研发人员：许卫晓,赵延顺,邱玲玲,赵守江,张旭光,于德湖,张纪刚,杨伟松
受保护的技术使用者：青岛理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17