一种双层隔震的三维隔震结构的制作方法

本实用新型涉及隔震技术领域，特别是一种双层隔震的三维隔震结构。

背景技术：

基础隔震技术被誉为20世纪以来最具代表性的革新性抗震技术，为工程抗震和结构设计提供了新的创新方向和研究思路，为保障重大结构安全提供可能。目前三维隔震的类型主要是采用单个支座进行组装，单个组装支座中含有竖向隔震和水平隔震，但由于竖向隔震支座相对于水平隔震支座来说，其体积大，占据空间，在实现建筑物隔震的过程中，其不利于支座分布，也不具有抗摇摆等功能。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种具有水平隔震层和竖向隔震层的双层隔震的三维隔震结构。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：

一种双层隔震的三维隔震结构，包括上承载层、下承载层，所述上承载层、下承载层上下顺次设置，所述上承载层与下承载层之间设有水平隔震层、竖向隔震层，所述水平隔震层与竖向隔震层之间设有转换层；所述水平隔震层设有多个水平隔震支座，所述竖向隔震层设有多个竖向隔震支座。

作为上述技术方案的进一步改进，所述上承载层、水平隔震层、转换层、竖向隔震层、下承载层上下顺次设置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述竖向隔震层还设有多个抗摇摆装置，所述抗摇摆装置包括相邻设置的第一抑摆组件、第二抑摆组件，所述第一抗摇摆组件包括壳体、立杆，所述壳体的上端、下端分别设有上连接件、下连接件，所述壳体内上下依次设有上空腔、下空腔，所述立杆的上端与上连接件连接，所述立杆的下端竖直穿过上空腔并伸入下空腔内，所述立杆的外壁设有活塞，所述活塞位于上空腔内，所述活塞把上空腔上下间隔设置成溶液上腔、溶液下腔，所述溶液上腔、溶液下腔内均充满阻尼液，所述第一抑摆组件的溶液上腔与第二抑摆组件的溶液下腔通过第一连通管连通，所述第一抑摆组件的溶液下腔与第二抑摆组件的溶液上腔通过第二连通管连通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述水平隔震支座的上端、下端分别与上承载层的下端面、转换层的上端面通过螺栓方式连接；所述竖向隔震支座的上端、下端分别与转换层的下端面、下承载层的上端面通过螺栓方式连接；多个所述抗摇摆装置均匀间隔设于竖向隔震层上，所述上连接件与转换层的下端面通过螺栓方式连接，所述下连接件与下承载层的上端面通过螺栓方式连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述转换层包括梁板结构，或无梁板结构，或桁架结构。

作为上述技术方案的进一步改进，所述水平隔震支座包括设有第一摩擦腔的下基板、设于第一摩擦腔内的高阻尼隔震块、与下基板于水平面上相交设置的上基板、多根复位弹簧，所述上基板设有供高阻尼隔震块移动的第二摩擦腔，多根复位弹簧分别安装在高阻尼隔震块的外侧壁与第一摩擦腔的内侧壁、第二摩擦腔的内侧壁之间，所述复位弹簧自由状态下使得高阻尼隔震块分别处于第一摩擦腔的中部、第二摩擦腔的中部；所述下基板与转换层的上端面抵接，所述上基板与上承载层的下端面抵接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述高阻尼隔震块包括上钢板、下钢板、橡胶块、两块聚四氟乙烯板，所述橡胶块固定设置在上钢板与下钢板之间，两块聚四氟乙烯板分别固定在上钢板的上端面与下钢板的下端面上，两块聚四氟乙烯板分别抵住第一摩擦腔的底部、第二摩擦腔的底部；所述第一摩擦腔的前端、后端的内侧壁上分别设有前凹槽、后凹槽，所述下钢板的前端、后端分别伸入前凹槽、后凹槽内；所述第二摩擦腔的左右两端的内侧壁上分别设有左凹槽、右凹槽，所述上钢板的左右两端分别伸入左凹槽、右凹槽内。

作为上述技术方案的进一步改进，所述竖向隔震支座包括下基座、竖向铅芯叠层橡胶座、具有向下开口的上盖罩，所述上盖罩与下基座上下顺次连接；所述竖向铅芯叠层橡胶座包括外封板、内封板以及位于两者之间的夹层橡胶，所述内封板、夹层橡胶与外封板从内到外整体向上延伸，所述夹层橡胶设有空心中孔，所述空心中孔的延伸方向从内到外向上延伸，所述空心中孔中设有铅芯，所述内封板固定在下基座的外壁上，所述外封板抵住上盖罩的内侧壁；所述竖向铅芯叠层橡胶座有多块，多块所述竖向铅芯叠层橡胶座均匀间隔设置在下基座的外壁上；所述下基座的下端面与下承载层的上端面抵接，所述上盖罩的上端面与转换层的下端面抵接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述下基座设有容纳腔，所述容纳腔内设有多根减振弹簧、多块加强肋板，多块加强肋板分别连接容纳腔侧壁的前端面与容纳腔侧壁的后端面、容纳腔侧壁的左端面与容纳腔侧壁的右端面，所述加强肋板与容纳腔的侧壁围成多个限位区域，多根所述减振弹簧一一对应置于限位区域内，所述减振弹簧的足部抵住容纳腔的底部，所述减振弹簧的顶部抵住上盖罩底部的内壁。

本实用新型的有益效果是：本实用新型把一体化且体积较大的三维隔震支座拆分设置，通过设置由多个水平隔震支座组成的水平隔震层、多个竖向隔震支座组成的竖向隔震层，除了达到水平以及竖向隔震的目的，还利于隔震支座的布置；并且通过在竖向隔震层设置抗摇摆装置，对建筑起到良好的抑制摇摆的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中抗摇摆装置的结构示意图；

图3是本实用新型抗中水平隔震支座的整体结构示意图；

图4是本实用新型抗中水平隔震支座的截面图；

图5是本实用新型抗中竖向隔震支座的整体结构示意图；

图6是图5中A-A的截面图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1，一种双层隔震的三维隔震结构，包括上承载层1、下承载层2，所述上承载层1、下承载层2上下顺次设置，所述上承载层1与下承载层2之间设有水平隔震层、竖向隔震层，所述水平隔震层与竖向隔震层之间设有转换层3；所述水平隔震层设有多个水平隔震支座4，所述竖向隔震层设有多个竖向隔震支座5。上承载层1用于承载上部结构，下承载层2用于抵接下部结构，上承载层1与下承载层2之间设有水平隔震层、竖向隔震层，把一体化且体积较大的三维隔震支座拆分设置，通过设置由多个水平隔震支座4组成的水平隔震层、多个竖向隔震支座5组成的竖向隔震层，除了达到水平以及竖向隔震的目的，还利于隔震支座的布置。多个水平隔震支座4均匀间隔设置在水平隔震层，多个竖向隔震支座5均匀间隔设置在竖向隔震层。水平隔震层与竖向隔震层之间设有转换层3，把位于转换层3上方的隔震支座受到的震动，通过转换层3传递至位于转换层3下方的隔震支座，转换层3除了起到传递上部结构震动的作用，还能把震动分散传递至下方的隔震支座。

进一步作为优选的实施方式，所述上承载层1、水平隔震层、转换层3、竖向隔震层、下承载层2上下顺次设置。上承载层1、水平隔震层、转换层3、竖向隔震层、下承载层2上下顺次设置，当然了，具体实施时，还可以根据需要，把水平隔震层与竖向隔震层互换位置，即上承载层1、竖向隔震层、转换层3、水平隔震层、下承载层2上下顺次设置。

参照图2，所述竖向隔震层还设有多个抗摇摆装置6，所述抗摇摆装置6包括相邻设置的第一抑摆组件、第二抑摆组件，所述第一抗摇摆组件包括壳体61、立杆62，所述壳体61的上端、下端分别设有上连接件63、下连接件64，所述壳体61内上下依次设有上空腔、下空腔66，所述立杆62的上端与上连接件63连接，所述立杆62的下端竖直穿过上空腔并伸入下空腔66内，所述立杆62的外壁设有活塞67，所述活塞67位于上空腔内，所述活塞67把上空腔上下间隔设置成溶液上腔651、溶液下腔652，所述溶液上腔651、溶液下腔652内均充满阻尼液，所述第一抑摆组件的溶液上腔651与第二抑摆组件的溶液下腔652通过第一连通管68连通，所述第一抑摆组件的溶液下腔652与第二抑摆组件的溶液上腔651通过第二连通管69连通。当上部结构摇晃，第一抑摆组件的上连接件63被压缩向下运动，第一抑摆组件的立杆62带动第一抑摆组件的活塞67向下运动，位于第一抑摆组件的溶液下腔652的阻尼液被挤出，通过第二连通管69进入第二抑摆组件的溶液上腔651，第二抑摆组件的溶液上腔651的液压力增大，第二抑摆组件的活塞67被下压，同时，通过第二抑摆组件的立杆62，带动第二抑摆组件的上连接件63向下运动，第一抑摆组件的上连接件63与第二抑摆组件的上连接件63一起向下运动，从而起到良好的抑制摇摆效果。传统的单个三维隔震，由于其高度较高，因此一般在单个三维隔震旁设置抗摇摆装置6，在本实施例内，抗摇摆装置6有四个，四个抗摇摆装置6分别设于竖向隔震层的四个边角上，一方面，对上部结构能起到良好的抑制摇摆效果，另一方面，不需要在每个竖向隔震支座5旁设置抗摇摆装置6，减少造价成本。

参照图1，所述水平隔震支座4的上端、下端分别与上承载层1的下端面、转换层3的上端面通过螺栓方式连接；所述竖向隔震支座5的上端、下端分别与转换层3的下端面、下承载层2的上端面通过螺栓方式连接；多个所述抗摇摆装置6均匀间隔设于竖向隔震层上，所述上连接件63与转换层3的下端面通过螺栓方式连接，所述下连接件64与下承载层2的上端面通过螺栓方式连接。水平隔震支座4通过螺栓方式与上承载层1、转换层3连接；竖向隔震支座5通过螺栓方式与转换层3、下承载层2连接；抗摇摆装置6通过螺栓方式与转换层3、下承载层2连接，当然了，上述的连接方式除了可以采用螺栓方式连接，还可以采用螺钉方式连接。

进一步作为优选的实施方式，所述转换层3包括梁板结构，或无梁板结构，或桁架结构。钢筋混凝土梁板结构由钢筋混凝土受弯构件(梁和板)组成，广泛用于房屋建筑中的楼盖、屋盖、阳台、雨篷、楼梯、基础、水池顶板等部位，按照施工方法的不同，梁板结构可分为整浇和预制两类；无梁结构是一种不设梁、楼板直接支承在柱上、楼面荷载直接通过柱子传至基础的板柱结构体系，无梁楼盖通常用于多层的工业与民用建筑中，如商场、冷藏库、仓库等，无梁楼盖与一般的钢筋混凝土梁板结构的主要区别是楼面荷载由板通过柱直接传给基础，这种结构传力简捷，而且增大了楼层净空；桁架结构中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构，桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中，由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。由于转换层3除了把上部结构的震动分散传递至下方的隔震支座上，还起到支撑上部结构的作用，因此转换层3的刚度要求比较高，因此转换层3采用梁板结构，或无梁板结构，或桁架结构。

参照图3～图4，所述水平隔震支座4包括设有第一摩擦腔的下基板41、设于第一摩擦腔内的高阻尼隔震块42、与下基板41于水平面上相交设置的上基板43、多根复位弹簧44，所述上基板43设有供高阻尼隔震块42移动的第二摩擦腔，多根复位弹簧44分别安装在高阻尼隔震块42的外侧壁与第一摩擦腔的内侧壁、第二摩擦腔的内侧壁之间，所述复位弹簧44自由状态下使得高阻尼隔震块42分别处于第一摩擦腔的中部、第二摩擦腔的中部；所述下基板41与转换层3的上端面抵接，所述上基板43与上承载层1的下端面抵接。高阻尼隔震块42与第一摩擦腔、第二摩擦腔之间存在一定的摩擦力，当结构受到较小的地面激励时，摩擦力阻止上部结构在水平方向的移动，使上部结构保持稳定；当地面激励超过某一限值时，水平作用力将超过摩擦力，高阻尼隔震块42开始在第一摩擦腔、第二摩擦腔内移动，通过摩擦减少水平作用力，以此减少上部结构在水平方向的移动。同时，高阻尼隔震块42承受上部结构传递的能量，高阻尼隔震块42发生可恢复的变形，以此吸收减弱上部结构在竖直方向的震动。而复位弹簧44分别安装在高阻尼隔震块42的外侧壁与第一摩擦腔的内侧壁、第二摩擦腔的内侧壁之间，当支座在震动发生后能够回到原来的位置，实现自复位的功能。在本实施例内，复位弹簧44采用底环大顶环小的塔式弹簧，塔式弹簧的顶环抵住高阻尼隔震块42的外侧壁，塔式弹簧的底环抵住第一摩擦腔的内侧壁、第二摩擦腔的内侧壁，由于塔式弹簧的弹力不是线性的，塔式弹簧越被压缩其反弹力越大，当高阻尼隔震块42在水平方向前后左右发生移动后，其移动行程越大，塔式弹簧反弹力越大，其水平消能作用越有效。当然了，水平隔震支座4还可以采用常规的铅芯橡胶支座等。

进一步作为优选的实施方式，所述高阻尼隔震块42包括上钢板421、下钢板422、橡胶块423、两块聚四氟乙烯板424，所述橡胶块423固定设置在上钢板421与下钢板422之间，两块聚四氟乙烯板424分别固定在上钢板421的上端面与下钢板422的下端面上，两块聚四氟乙烯板424分别抵住第一摩擦腔的底部、第二摩擦腔的底部；所述第一摩擦腔的前端、后端的内侧壁上分别设有前凹槽、后凹槽，所述下钢板422的前端、后端分别伸入前凹槽、后凹槽内；所述第二摩擦腔的左右两端的内侧壁上分别设有左凹槽、右凹槽，所述上钢板421的左右两端分别伸入左凹槽、右凹槽内。在本实施例里，橡胶块423采用叠层橡胶块，所述叠层橡胶块由若干层橡胶和若干件钢板互相交错、堆叠而成。由于叠层橡胶块中钢板与橡胶层是相互粘合而成，钢板对橡胶层具有约束的作用，在竖向荷载的作用下，钢板束缚橡胶层一起共同承担竖向荷载，使支座具有一定的竖向承载力和刚度，当水平隔震支座4受水平作用力时，橡胶层能提供相当大的侧向位移且不失稳，这样就有效的消耗震动的能量。由于夹层钢板和橡胶层的紧密粘合和橡胶本身的性质，叠层橡胶块具有一定的拉力，所以叠层橡胶块具有水平刚度小、水平侧移的允许值大、一定的竖向承载力等优点。聚四氟乙烯板424具有极为优越的综合性能：耐高低温(-192℃-260℃)、耐腐蚀(强酸、强碱、王水等)、高绝缘、高润滑、不粘附、无毒害等优良特性，两块聚四氟乙烯板424分别抵住第一摩擦腔的底部、第二摩擦腔的底部，当了高阻尼隔震块42在前后左右方向移动时，由于聚四氟乙烯板424具有高润滑、不粘附的特点，所以还能起到减少高阻尼隔震块42与第一摩擦腔、第二摩擦腔的摩擦发热。第一摩擦腔的前端、后端的内侧壁上分别设有前凹槽、后凹槽，下钢板422的前端、后端分别伸入前凹槽、后凹槽内；第二摩擦腔的左右两端的内侧壁上分别设有左凹槽、右凹槽，上钢板421的左右两端分别伸入左凹槽、右凹槽内，因此高阻尼隔震块42、上基板43均具有抗拔的效果。

参照图5～图6，所述竖向隔震支座5包括下基座51、竖向铅芯叠层橡胶座、具有向下开口的上盖罩53，所述上盖罩53与下基座51上下顺次连接；所述竖向铅芯叠层橡胶座包括外封板521、内封板522以及位于两者之间的夹层橡胶523，所述内封板522、夹层橡胶523与外封板521从内到外整体向上延伸，所述夹层橡胶523设有空心中孔，所述空心中孔的延伸方向从内到外向上延伸，所述空心中孔中设有铅芯524，所述内封板522固定在下基座51的外壁上，所述外封板521抵住上盖罩53的内侧壁；所述竖向铅芯叠层橡胶座有多块，多块所述竖向铅芯叠层橡胶座均匀间隔设置在下基座51的外壁上；所述下基座51的下端面与下承载层2的上端面抵接，所述上盖罩53的上端面与转换层3的下端面抵接。在生产竖向铅芯叠层橡胶座时，对内封板522、夹层橡胶523与外封板521从内到外整体向上延伸，空心中孔的延伸方向从内到外向上延伸，相当于对常规的铅芯叠层橡胶座进行预制变形。竖向铅芯叠层橡胶座内到外整体向上延伸，上盖罩53受到上部结构传递的震动后，上盖罩53有向下运动的趋势，由于外封板521抵住上盖罩53的内侧壁，铅芯524与外封板521形成钝角设置，当上盖罩53受到上部结构传递的震动后，夹层橡胶523与铅芯524能吸收减弱竖向振动，所以竖向铅芯叠层橡胶座起到良好的吸收减弱竖向振动的效果。当然了，竖向隔震支座5还可以采用其他的竖向隔震技术方案。

进一步作为优选的实施方式，所述下基座51设有容纳腔511，所述容纳腔511内设有多根减振弹簧54、多块加强肋板55，多块加强肋板55分别连接容纳腔511侧壁的前端面与容纳腔511侧壁的后端面、容纳腔511侧壁的左端面与容纳腔511侧壁的右端面，所述加强肋板55与容纳腔511的侧壁围成多个限位区域，多根所述减振弹簧54一一对应置于限位区域内，所述减振弹簧54的足部抵住容纳腔511的底部，所述减振弹簧54的顶部抵住上盖罩53底部的内壁。为了防止下基座51被撑爆，所以在容纳腔511内设有多块加强肋板55，多块加强肋板55分别连接容纳腔511的前后端、左右端，加强肋板55与容纳腔511的侧壁围成多个限位区域，多根减振弹簧54一一对应置于限位区域内，可以根据需求，对减振弹簧54进行预压紧，上盖罩53受到上部结构传递的震动后，上盖罩53有向下运动的趋势，预压紧的减振弹簧54对上盖罩53起到支撑并且吸收减弱竖向振动的效果。

工作的时候，上部结构通过上承载层1承压在由多个水平隔震支座4组成的水平隔震层上，水平隔震层通过转换层3承压在由多个竖向隔震支座5以及抗摇摆装置6组成的竖向隔震层上，最后承压在下承载层2上。当结构受到较小的地面激励时，摩擦力阻止上部结构在水平方向的移动，使上部结构保持稳定；当地面激励超过某一限值时，水平作用力将超过摩擦力，高阻尼隔震块42开始在第一摩擦腔、第二摩擦腔内移动，通过摩擦减少水平作用力，以此减少上部结构在水平方向的移动。上部结构受到竖向震动时，竖向震动通过上盖罩53传递给竖向铅芯叠层橡胶座与减振弹簧54，竖向铅芯叠层橡胶座与减振弹簧54减弱吸收竖直方向的震动。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。