一种抗拔斜面三维隔震支座

本发明涉及隔震控制，尤其是涉及一种抗拔斜面三维隔震支座。

背景技术：

1、19世纪八十年代美国加州大学伯克利分校研发了摩擦摆隔震装置，称之为摩擦摆系统/支座(friction pendulum system/bearing,简称fps/fpb)。该装置既有平面滑移隔震装置的对地震激励频率范围的低敏感性和高稳定性，也因其特有的圆弧滑动使其具有自复位功能，工作时可做类似钟摆运动，延长隔震结构自振周期，避开地震的卓越周期，同时通过支座摩擦副将动能转化为热能，降低地震对结构的影响，但仍存在支座残余位移难以消除的问题。随着隔震技术的发展，斜面摩擦支座兼具摩擦摆的诸多优点和稳定的恢复力与完全消除残余位移的特点，越来越成为研究的热点。

2、对于支柱型电气设备，支撑绝缘子的底部弯矩、结构顶部位移和关键构件应力是评价安全性的关键参数，例如采用底部支撑结构的柔性直流换流阀等。尤其对于选址在高烈度地区的支柱型电气设备，高重心导致其对振动非常敏感，强震下水平与竖向振动的耦合作用易导致结构顶部位移过大、支柱绝缘子底部弯矩超出限值和功率模块的损坏。为满足结构的安全性要求，设计人员多选择增大支撑结构的截面面积，但是这又导致结构建造成本的急剧提高，难以实现经济可靠的目标。

3、现有的摩擦隔震支座为了解决上述问题，采用三维隔震支座，吸取了摩擦摆装置的诸多优点。例如2023/01/06公开的中国专利cn115573474a，公开了一种三维隔震支座，利用在抗拔拉扣板上开设凹槽，在上座板和上连接钢板上设置凸边，利用凹槽和凸边的嵌合连接，通过扣板实现抗拔拉效果。但是这类现有技术的缺点是，扣板的凹槽是直线槽，上座板的凸边是直边，使得抗拔拉扣板虽然起到了抗拔拉效果，但导致上座板只能沿着该直线方向滑移运动，阻碍了上座板与隔振器之间沿凹弧形面发生相对滑移和自复位的滑移隔震效果。使得支座的滑移性能和抗拔性能之间出现抵触效果，造成支座抗拔性能不足，不能满足电气设备对隔震支座的抗拔和三维减隔震性能的需求，易造成强震下电气设备的损坏，严重影响隔震技术在电气隔震领域的推广使用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种抗拔斜面三维隔震支座，能够震后完全自复位、抗拔、三维减隔震和降低支撑结构弯矩。可有效降低支柱型电气设备支撑结构的弯矩失效概率，提高整体结构的安全性，降低高烈度地区因增大支柱绝缘子的截面尺寸产生的高昂代价。当隔震层发生提离趋势时，滑块与底座限位结构配合阻止上下底座的进一步脱离，从而提供抗拔功能。

2、本发明提供一种抗拔斜面三维隔震支座，包括：上底座，底部设有倒v形滑轨，所述上底座的两侧分别设有倒v形挡块，所述倒v形挡块与所述倒v形滑轨之间形成倒v形槽；下底座，顶部设有v形滑轨，所述下底座的两侧分别设有v形挡块，所述v形挡块与所述v形滑轨之间形成v形槽；上滑块，顶部设有倒v形斜面，所述倒v形斜面抵接所述倒v形滑轨，所述上滑块的两侧分别设有上限位块，所述上限位块嵌入所述倒v形槽内；下滑块，底部设有v形斜面，所述v形斜面嵌合所述v形滑轨，所述下滑块的两侧分别设有下限位块，所述下限位块嵌入所述v形槽内；所述倒v形滑轨和所述v形滑轨成正交方向，所述上滑块与所述下滑块之间通过竖向隔震结构柔性连接。

3、进一步地，所述上底座包括至少两个并列设置的倒v形滑轨，两个倒v形滑轨的相离外侧设有单侧限位板，两个倒v形滑轨的相邻内侧之间设有双侧限位板，所述单侧限位板和所述双侧限位板邻近所述倒v形滑轨的一侧分别设有所述倒v形挡块。

4、进一步地，所述上滑块的数量至少为两个且并列设置，两个所述上滑块的两侧分别设有所述上限位块，两个所述上滑块分别对应嵌入两个所述倒v形滑轨中，所述上限位块嵌入所述倒v形槽中。

5、进一步地，所述下底座包括至少两个并列设置的v形滑轨，两个v形滑轨的相离外侧设有单侧限位板，两个v形滑轨的相邻内侧设有双侧限位板，所述单侧限位板和所述双侧限位板邻近所述v形滑轨的一侧分别设有所述v形挡块。

6、进一步地，所述下滑块的数量至少为两个且并列设置，两个所述下滑块的两侧分别设有所述下限位块，两个所述下滑块分别对应嵌入两个所述v形滑轨中，所述下限位块嵌入所述v形槽中。

7、进一步地，所述上限位块和所述下限位块均为菱形结构，且中部向两侧的厚度渐变减小。

8、进一步地，所述竖向隔震结构包括水平叠层橡胶和倾斜叠层橡胶，所述水平叠层橡胶位于所述上滑块与所述下滑块的中部之间，所述倾斜叠层橡胶连接在所述下滑块顶部和所述上滑块底部，且多个所述倾斜叠层橡胶环绕在所述水平叠层橡胶四周。

9、进一步地，所述上滑块和所述下滑块之间还通过自由度解耦装置连接。

10、进一步地，自由度解耦装置包括螺孔和螺栓，上层的不同所述倾斜叠层橡胶上设有所述螺孔或所述螺栓，下层的不同所述倾斜叠层橡胶上设有所述螺孔或所述螺栓；上层所述倾斜叠层橡胶上的所述螺栓插入下层所述倾斜叠层橡胶上的所述螺孔内，下层所述倾斜叠层橡胶上的所述螺栓插入上层所述倾斜叠层橡胶上的所述螺孔内。

11、进一步地，所述倒v形滑轨与所述倒v形斜面之间设有摩擦材料，所述v形滑轨与所述v形斜面之间设有摩擦材料。

12、本发明的技术方案中，上底座和上滑块，下底座和下滑块之间，通过v形结构的滑轨和斜面接触滑移，使得支座在发生滑移后可以完全自行复位；且在v形滑轨两侧设置了相应形状的v形挡块，形成v形槽结构，而滑块两侧的限位块插入v形槽结构中，使得支座发生受拉或提离现象时，能够及时提供抗拔性，且同时不影响支座滑移性能。

技术特征：

1.一种抗拔斜面三维隔震支座，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的抗拔斜面三维隔震支座，其特征在于，所述上底座包括至少两个并列设置的倒v形滑轨，两个倒v形滑轨的相离外侧设有单侧限位板，两个倒v形滑轨的相邻内侧之间设有双侧限位板，所述单侧限位板和所述双侧限位板邻近所述倒v形滑轨的一侧分别设有所述倒v形挡块。

3.根据权利要求2所述的抗拔斜面三维隔震支座，其特征在于，所述上滑块的数量至少为两个且并列设置，两个所述上滑块的两侧分别设有所述上限位块，两个所述上滑块分别对应嵌入两个所述倒v形滑轨中，所述上限位块嵌入所述倒v形槽中。

4.根据权利要求3所述的抗拔斜面三维隔震支座，其特征在于，所述下底座包括至少两个并列设置的v形滑轨，两个v形滑轨的相离外侧设有单侧限位板，两个v形滑轨的相邻内侧设有双侧限位板，所述单侧限位板和所述双侧限位板邻近所述v形滑轨的一侧分别设有所述v形挡块。

5.根据权利要求4所述的抗拔斜面三维隔震支座，其特征在于，所述下滑块的数量至少为两个且并列设置，两个所述下滑块的两侧分别设有所述下限位块，两个所述下滑块分别对应嵌入两个所述v形滑轨中，所述下限位块嵌入所述v形槽中。

6.根据权利要求1所述的抗拔斜面三维隔震支座，其特征在于，所述上限位块和所述下限位块均为菱形结构，且中部向两侧的厚度渐变减小。

7.根据权利要求1所述的抗拔斜面三维隔震支座，其特征在于，所述竖向隔震结构包括水平叠层橡胶和倾斜叠层橡胶，所述水平叠层橡胶位于所述上滑块与所述下滑块的中部之间，所述倾斜叠层橡胶连接在所述下滑块顶部和所述上滑块底部，且多个所述倾斜叠层橡胶环绕在所述水平叠层橡胶四周。

8.根据权利要求7所述的抗拔斜面三维隔震支座，其特征在于，所述上滑块和所述下滑块之间还通过自由度解耦装置连接。

9.根据权利要求8所述的抗拔斜面三维隔震支座，其特征在于，所述自由度解耦装置包括螺孔和螺栓；

10.根据权利要求5所述的抗拔斜面三维隔震支座，其特征在于，所述倒v形滑轨与所述倒v形斜面之间设有摩擦材料，所述v形滑轨与所述v形斜面之间设有摩擦材料。

技术总结
本发明提供一种抗拔斜面三维隔震支座，涉及隔震控制技术领域，可提供震后完全自复位、抗拔、三维减隔震和降低支撑结构弯矩。可有效降低支柱型电气设备支撑结构的弯矩失效概率，提高整体结构的安全性，降低高烈度地区因增大支柱绝缘子的截面尺寸产生的高昂代价。当隔震层发生提离趋势时，滑块与底座限位结构配合阻止上下底座的进一步脱离，从而提供抗拔功能。

技术研发人员：刘彦辉,孟万晨,罗艺丰,谭平,马玉宏,周福霖
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14