一种多阶段竖向变刚度振震双控支座

本发明涉及建筑结构隔震减振，具体涉及一种多阶段竖向变刚度振震双控支座。

背景技术：

1、在国家交通强国总体战略和轨道交通快速发展的进程下，以公共交通为导向、高效复合利用城市空间的理念将进一步发展推广，地铁车辆经过引起的振动对沿线上部地面、站点、上盖结构使用者的影响不容小觑，为充分利用车辆上盖区域，满足正常使用要求，去除轨道交通综合体的发展制约因素，亟需提出降低振动的优质解决方案。

2、目前国内已建成或正在规划中的城市轨道交通枢纽上盖以及邻近建筑，很多处于高设防烈度区及地震重点监视防御区，并且由于此类综合体建筑具有结构复杂、功能复合、人群密度大的特点，减隔震措施和结构抗震设计仍是关键问题。

3、针对具有振动-地震动双重控制迫切需求的建筑，研发振震双控支座可以为轨道交通上盖结构提升使用性能和安全性提供高质量解决方案。相比振源处减振、传播途径隔振的有关措施，设置竖向隔振支座的方法可行性高且效果、经济性更好；传统的水平隔震支座可以有效延长结构自振周期，降低结构水平地震作用下的动力响应，以达到隔震效果。但由于竖向隔振体系一般竖向刚度较小，当支座遭受强震作用时，支座易出现过大的竖向位移，出现极限状态下的破坏，对结构的抗震性能和安全性不利。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种能够隔离轨道交通振动和水平地震作用，实现较好的振动-地震动双重控制、且自适应结构不同阶段的竖向刚度需求，保证主体结构抗震性能和安全性的多阶段竖向变刚度振震双控支座，同时还具有整体构造简单、传力明确、组装以及工程应用方便等优点。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种多阶段竖向变刚度振震双控支座，自下而上依次包括下连接板、水平隔震模块、中连接板、竖向隔振模块以及上连接板；

3、所述水平隔震模块包括圆筒状的保护壳，所述保护壳内设有在竖向层叠交替设置的钢板层和橡胶层，在所述保护壳的中心设有与所述保护壳同轴的圆柱状的铅芯；

4、所述竖向隔振模块包括圆筒状的抗拔套筒，在所述抗拔套筒的中心设有圆筒状的约束套筒，在所述约束套筒的中心设有圆柱状的第一导向组件，所述第一导向组件、抗拔套筒、约束套筒与所述保护壳均同轴设置；

5、在所述抗拔套筒内与所述约束套筒之间设有若干个以所述约束套筒为轴心圆周阵列排布的圆柱状的第二导向组件，在所述第一导向组件与所述约束套筒之间设有第一碟簧组，在所述第二导向组件的外部设有第二碟簧组；

6、所述上连接板呈与所述保护壳同轴的圆饼状，所述上连接板的中心位置处底部设置有第一压缩套筒，所述第一压缩套筒的位置与所述第一碟簧组相对应，在所述上连接板的底部还设有若干个与所述第二导向组件的位置相对应的第二压缩套筒，所述第二压缩套筒的竖向高度高于所述第一压缩套筒，并在初始状态下与所述第二碟簧组之间存在一定的距离，所述第二压缩套筒与所述第二碟簧组的距离大于所述第一压缩套筒与所述第一碟簧组之间的距离，所述第一压缩套筒和所述第二压缩套筒能够共同在外力的作用下分别对且仅对所述第一碟簧组、所述第二碟簧组进行挤压。

7、进一步地，所述第一压缩套筒和所述第二压缩套筒均为空腔套筒，且空腔的大小位置分别于所述第一导向组件和所述第二导向组件相对应。

8、进一步地，所述第一压缩套筒的剖面为“l”型，所述第一压缩套筒的底面能够与所述第一碟簧组的顶面充分接触。

9、进一步地，所述第二压缩套筒的剖面为“l”型，所述第二压缩套筒的底面能够与所述第二碟簧组的顶面充分接触。

10、进一步地，所述第二压缩套筒的剖面为“l”型，所述抗拔套筒的顶面向中心方向延伸形成有抗拔板，所述抗拔板位于所述第二压缩套筒外延形成的“l”型底部上方。

11、进一步地，所述抗拔板与所述第二压缩套筒之间设有弹性垫片，所述弹性垫片固定在所述抗拔板上。

12、进一步地，所述中连接板和所述下连接板上均设有位置相对应的若干个安装孔。

13、进一步地，所述第一碟簧组和所述第二碟簧组的刚度和组数根据实际工程需求调节。

14、进一步地，所述第一碟簧组和所述第二碟簧组的顶部设有环形封装板。

15、进一步地，所述第一碟簧组和所述第二碟簧组的材料均采用60si2mna及50crva。

16、与现有技术相比，本方案具备的显著优点有：

17、本支座设备工作机理明确，整体实现水平-竖向功能解耦，将隔离轨道交通振动的竖向隔振模块和隔离水平地震动的水平隔震模块叠层橡胶支座有机结合，通过根据工程结构需要，合理设计新型多阶段竖向变刚度振震双控支座两阶段碟簧组组合方式、叠合组合数量、竖向刚度等参数及隔震支座尺寸规格，可使其兼具隔离轨道交通振动和水平地震动的效果，其自适应性刚度特点能够提高支座的安全性，保证结构的抗震性能。同时碟簧组和橡胶支座组件造价经济、构造简单易组装、应用成熟，便于工程应用；各模块可工厂预制，现场采用高强度螺栓拼装组装，充分保证施工质量，降低劳动强度，提高支座安装和更换的建设速度，有利于实现建筑节能。

技术特征：

1.一种多阶段竖向变刚度振震双控支座，其特征在于，自下而上依次包括下连接板、水平隔震模块、中连接板、竖向隔振模块以及上连接板；

2.根据权利要求1所述的多阶段竖向变刚度振震双控支座，其特征在于，所述第一压缩套筒和所述第二压缩套筒均为空腔套筒，且空腔的大小位置分别于所述第一导向组件和所述第二导向组件相对应。

3.根据权利要求1所述的多阶段竖向变刚度振震双控支座，其特征在于，所述第一压缩套筒的剖面为“l”型，所述第一压缩套筒的底面能够与所述第一碟簧组的顶面充分接触。

4.根据权利要求1所述的多阶段竖向变刚度振震双控支座，其特征在于，所述第二压缩套筒的剖面为“l”型，所述第二压缩套筒的底面能够与所述第二碟簧组的顶面充分接触。

5.根据权利要求1所述的多阶段竖向变刚度振震双控支座，其特征在于，所述第二压缩套筒的剖面为“l”型，所述抗拔套筒的顶面向中心方向延伸形成有抗拔板，所述抗拔板位于所述第二压缩套筒外延形成的“l”型底部上方。

6.根据权利要求5所述的多阶段竖向变刚度振震双控支座，其特征在于，所述抗拔板与所述第二压缩套筒之间设有弹性垫片，所述弹性垫片固定在所述抗拔板上。

7.根据权利要求1所述的多阶段竖向变刚度振震双控支座，其特征在于，所述中连接板和所述下连接板上均设有位置相对应的若干个安装孔。

8.根据权利要求1所述的多阶段竖向变刚度振震双控支座，其特征在于，所述第一碟簧组和所述第二碟簧组的刚度和组数根据实际工程需求调节。

9.根据权利要求1所述的多阶段竖向变刚度振震双控支座，其特征在于，所述第一碟簧组和所述第二碟簧组的顶部设有环形封装板。

10.根据权利要求1所述的多阶段竖向变刚度振震双控支座，其特征在于，所述第一碟簧组和所述第二碟簧组的材料均采用60si2mna及50crva。

技术总结
本发明涉及建筑结构隔震减振技术领域，具体涉及一种多阶段竖向变刚度振震双控支座；本支座设备工作机理明确，整体实现水平‑竖向功能解耦，将隔离轨道交通振动的竖向隔振模块和隔离水平地震动的水平隔震模块叠层橡胶支座有机结合，通过根据工程结构需要，合理设计新型多阶段竖向变刚度振震双控支座两阶段碟簧组组合方式、叠合组合数量、竖向刚度等参数及隔震支座尺寸规格，可使其兼具隔离轨道交通振动和水平地震动的效果，其自适应性刚度特点能够提高支座的安全性，保证结构的抗震性能。同时碟簧组和橡胶支座组件造价经济、构造简单易组装、应用成熟，便于工程应用；各模块可工厂预制，现场采用高强度螺栓拼装组装，充分保证施工质量，降低劳动强度，提高支座安装和更换的建设速度，有利于实现建筑节能。

技术研发人员：王萌,姜铭
受保护的技术使用者：北京交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/7/18