一种建筑用竖向隔振支座的制作方法

本发明属于建筑隔振结构领域，具体涉及一种建筑用竖向隔振支座。

背景技术：

建筑隔震技术是通过延长建筑结构周期并给予结构较大的阻尼来减少水平地震能量向上部结构传递，使上部结构的加速度反应降低。同时，结构产生的较大位移由隔震层来承受，上部结构在地震中发生接近平移的运动，大大提高了上部结构的安全度。隔震技术是经过多次大震检验的先进而有效的建筑结构抗震技术，不仅可以保证建筑结构的安全，还可以确保内部非结构构件的功能。

目前，绝大多数的隔震建筑考虑的是隔离建筑结构水平向的地震作用，对于建筑结构中减轻竖向振动造成的损害考虑较少。然而对于一些特殊的建筑结构诸如地铁上盖的住宅、学校、商业建筑等此类建筑物，竖向振动严重影响了建筑使用者的舒适指数，对于此类建筑需要考虑隔离竖向振动。特别是在临近地铁、轻轨、铁路与工厂的地区，经常可以探测到频率区域为10-20hz的振动，但往往这些地区商业价值高，开发者需要在此类区域建造住宅、学校、商业建筑。在这类建筑中，这个频率范围的振动容易被放大，也最容易被感知，因而需要考虑消除或者减弱结构振动的措施。

现有技术中主要采用普通橡胶隔震支座和铅芯橡胶隔震支座，因其良好的隔震性能以及良好的耐久性能成为了隔震结构中主流的隔震支座类型。然而，普通橡胶隔震支座和铅芯橡胶隔震支座的竖向刚度往往达到水平等效刚度的1000-4000倍之间，这类支座的水平隔震性能极佳，但是不能够兼顾竖向隔振。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出一种建筑用竖向隔振支座。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种建筑用竖向隔振支座，包括位于上下两侧平行设置的支撑座，在支撑座的中间间隙中设置了若干个按阵列排布的竖向隔振支撑单元，还包括设置在边缘位置用于连接上下两侧支撑座的拉索；

所述的竖向隔振支撑单元包括位于中心位置垂直设置的钢管和围绕钢管平行设置的连接板、夹层钢板和隔振层，所述的连接板位于上下两侧并与支撑座相接触，所述的夹层钢板和隔振层间或交替的设置在两侧连接板所形成的中间间隙中。

作为本发明的进一步改进，所述的隔振层的数目比所述的夹层钢板的数目多一层，位于最上层或最下层所述的隔振板设置于所述的连接板和夹层钢板之间，位于中间层的隔振板设置于相邻的两侧夹层钢板之间。

作为本发明的进一步改进，包括3-5层所述的隔振层。

作为本发明的进一步改进，所述的隔振层包括由橡胶层构筑的基体和埋设于橡胶层内部的高强碳纤维网格布。

作为本发明的进一步改进，所述的高强碳纤维网格布包括垂直相交的经线纤维和纬线纤维，其中所述的纬线纤维按同心圆的方式向外扩散。

作为本发明的进一步改进，所述的竖向隔振支撑单元为圆柱体，所述的钢管设置在圆心的位置，所述的连接板、夹层钢板或隔振层为圆环形。

作为本发明的进一步改进，采用硫化一体成型法将所述的连接板、夹层钢板和隔振层压制在一起。

作为本发明的进一步改进，包括至少2个所述的隔振支撑单元按阵列排布的方式设置在上下两侧的支撑座之间。

作为本发明的进一步改进，所述的竖向隔振支撑单元排列的阵列方式包括环形阵列和矩形阵列。

作为本发明的进一步改进，所述的拉索围绕着支撑座的外侧边缘均匀布置。

本发明的有益效果：

1.竖向隔振支座的层间隔振层较厚，竖向刚度较小，可以明显减小建筑结构的竖向振动；多个竖向隔振支座单元组合布置，能够满足结构竖向承载的需求；且考虑了竖向限位，在过大的偶然荷载作用下能够保证竖向承载稳定性。

2.竖向隔振支座的水平刚度较小，具有水平隔震功能，同时支座中设置了拉索限位装置，能够限制支座水平向产生过大的水平位移，在一定程度上具有抗拉拔作用。

3.竖向隔振支座的层间厚橡胶层内布置了夹层高强碳纤维网格布，对支座的竖向刚度的影响微乎其微，但加强了对于橡胶层径向的约束，限制了厚橡胶层沿径向的变形。

综上所述：竖向隔振支座兼具竖向承载、水平隔震、竖向隔振的功能，非常适用于地铁上盖住宅、学校、商业建筑的隔振降噪。

附图说明

图1为本发明的支座一种实施例的剖面结构示意图；

图2为本发明为竖向隔振支撑单元的剖面结构示意图；

图3为高强碳纤维网格布的结构图；

图4为支座中包含多个竖向隔振支撑单元不同实施例布置图，其中图4（a）-图4（f）分别为包含2-7个竖向隔振支撑单元布置图；

其中：1-支撑座，2-竖向隔振支撑单元，201-连接板，202-钢管，203-夹层钢板，204-隔振层，204_1-橡胶层，204_2-高强碳纤维网格布，204_21-经线纤维，204_22-纬线纤维，3-拉索。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1-4所示的本发明的一种建筑用竖向隔振支座结构，包括位于上下两侧平行设置的支撑座1，在支撑座1的中间间隙中设置了至少两个按阵列排布的竖向隔振支撑单元2，所述的竖向隔振支撑单元2是起竖向承载力作用的核心部件。如图4所示的所有实施例中，所述的排列的阵列方式可以是环形阵列也可以是矩形阵列。

还包括设置在边缘位置用于连接上下两侧支撑座1的拉索3，在水平方向上对支撑座1进行限位。

其中，为满足结构竖向承载力的要求，所述的竖向隔振支撑单元2的竖向刚度较小，包括位于中心位置垂直设置的钢管202和围绕钢管202平行设置的连接板201、夹层钢板203和隔振层204，所述的连接板201、夹层钢板203和隔振层204通过硫化一体成型法将压制在一起。

由于所述的连接板201位于上下两侧与支撑座1相接触，所述的夹层钢板203和隔振层204间或交替的设置在两侧连接板201的中间间隙中。所以所述的隔振层204的数目比所述的夹层钢板203的数目多一层，位于最上层或最下层所述的隔振板204设置于所述的连接板201和夹层钢板203之间，位于中间层的隔振板204设置于相邻的两侧夹层钢板203之间。通常情况下包括2-4层所述的隔振层204，所述的隔振层204的厚度很厚，其厚度是根据隔振设计的需求计算确定。

所述的隔振层204采用了竖向刚度较小的橡胶层204_1构筑基体。在竖向荷载的作用下，橡胶层204_1会沿着径向膨胀鼓出，为了限制这种鼓出，在橡胶层204_1的内部加入了高强碳纤维网格布204_2。如图3所示所述的高强碳纤维网格布204_2包括垂直相交的经线纤维204_21和纬线纤维204_22，其中所述的纬线纤维204_22按同心圆的方式向外扩散。其纤维采用的是抗拉强度很大的碳纤维，埋设于厚橡胶层中，纤维布表面刷胶粘剂并与橡胶层204_1一体硫化成型。当竖向荷载沿支座中心作用于支座上时，碳纤维布利用其强大的抗拉强度为橡胶层204_1提供径向的约束力。同时夹层高强碳纤维网格布204_2对支座的竖向刚度的影响微乎其微，夹层高强碳纤维网格布204_2的存在加强了对于橡胶径向的约束，限制了厚橡胶层204_1沿径向的变形。

竖向隔振支撑单元2中所设置的钢管202用于防止偶然因素作用下结构产生过大的竖向沉降。将竖向限位钢管202自由置于竖向隔振支撑单元2中心孔内，钢管202孔径的大小与支座的竖向承载力相匹配。

在本发明中，所述的竖向隔振支撑单元2为圆心对称图形，例如圆柱体、正六棱柱、正八棱柱等，优选的为圆柱体。所述的钢管202设置在圆心的位置，所述的连接板201、夹层钢板203或隔振层204为圆环形。

所述的支座的水平刚度较小，具有水平隔震功能，同时需要考虑水平向限位。采用拉索3作为限位装置，拉索3的抗拉刚度较大，能够起到水平向限位作用。同时，支座在受拉的工况能够起到抗拉作用。拉索3两端通过墩锚方式与上下两侧的支撑座1相连，并且沿着支撑座1的外侧边缘均匀布置。

以上显示和描述了本发明的基本原理和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只是说明本发明的原理，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。