隔震支座的双筒式抗拉拔及多维减震装置的制作方法

本实用新型涉及隔震技术，具体是一种隔震支座的双筒式抗拉拔及多维减震装置。

背景技术：

地震等各类有害的振动广泛存在于自然界及人类的生产生活中，会对建筑建构产生巨大的危害。基础隔震技术是降低结构振动反应的一种高效的振动控制方法。橡胶隔震支座是目前隔震技术中发展最成熟的一种类型，在建筑隔震领域已有广泛的运用，并已经形成一套标准化的设计规范。

目前橡胶隔震支座功能仍有较大局限性，其不足在于：在竖向无论是隔震性能还是承受拉力的能力均较差。然而，地震或各类振动并不仅存在于水平方向，竖向的地震或振动也占据着很大比例。竖向地震或振动一方面会对建筑结构产生严重的破坏，另一方面会使建筑结构受到较大的提离效应，从而将橡胶隔震支座拉坏。此外，建筑结构在水平和竖向地震或振动的组合下还易发生倾覆，也会导致橡胶隔震支座被拉开。

多维隔减震技术是一种能同时隔离和减小水平和竖向地震或振动的控制方法。目前的多维隔减震装置多采用橡胶隔震支座和竖向隔震装置的组合。这一做法增加了隔震支座的复杂性，增加了制造成本，同时由于组合后的隔震支座高度增大且竖向刚度降低，会导致整体稳定性下降，进一步增大建筑结构倾覆的可能。

在橡胶隔震支座中设置抗拉拔装置可以很大程度上提高支座的抗拉性能，进而抵抗建筑结构的倾覆作用。除竖向位移外，支座的水平位移也会使抗拉拔装置发生变形。然而，由于橡胶隔震支座高度的限制，以往的抗拉拔装置的变形能力有限，在较小地震或振动作用下就可能达到变形的极限，从而抑制橡胶隔震支座的水平位移，同时自身也会发生破坏，因此很难配合橡胶支座在大幅值的振动下产生较好的控制效果。

为了解决上述问题，需要设计一种隔震支座的双筒式抗拉拔及多维减震装置，一方面为橡胶隔震提供多方向的隔减震性能，另一方面增大橡胶隔震支座在竖向地震或振动作用和建筑结构倾覆时的抗拉拔能力，同时不会对橡胶隔震支座水平向的变形性能造成影响，充分发挥隔震支座的控制效果，避免建筑结构在地震或振动作用下的破坏。

技术实现要素：

本实用新型所解决的技术问题是提供一种隔震支座的双筒式抗拉拔及多维减震装置，通过将该装置安装于现有橡胶隔震支座中，能为橡胶隔震支座提供多方向的隔减震性能，并使橡胶隔震支座在竖向可以承受很大的拉力，进而防止建筑结构的倾覆。同时，该装置具备很大的变形能力，不会对橡胶隔震支座水平方向的隔震性能产生影响。此外，该装置还具备在橡胶隔震支座上安装便捷的特点，易于在长期使用过程中及强地震过后进行维修和更换。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术手段为：

一种隔震支座的双筒式抗拉拔及多维减震装置，包括：橡胶隔震支座，

所述橡胶隔震支座的上钢板和下钢板的对应位置分别开设螺纹孔，多组多方向耗能单元通过螺栓与所述螺纹孔配合安装于上钢板和下钢板之间，且围绕橡胶隔震支座的核心橡胶隔震垫对称布置，每组多方向耗能单元均包括：矩形钢箱、设置在矩形钢箱上端的上端板、设置在矩形钢箱下端的下端板、以及设置在矩形钢箱内部的矩形内隔板，所述矩形内隔板将矩形钢箱的内腔平均分隔成并行布置的两个部分，分别是第一空腔和第二空腔；

第一空腔内设有第一粘弹性耗能单元，第二空腔内设有第二粘弹性耗能单元；

第一钢丝绳，其一端从下端板上位于第一空腔一侧穿入，穿过第一粘弹性耗能单元后与第一传力钢板固定连接，所述第一传力钢板设置在第一空腔内位于第一粘弹性耗能单元与上端板之间；第一钢丝绳另一端伸出所述第一空腔后与螺栓铰接；

第二钢丝绳，其一端从上端板上位于第二空腔一侧穿入，穿过第二粘弹性耗能单元后与第二传力钢板固定连接，所述第二传力钢板设置在第二空腔内位于第二粘弹性耗能单元与下端板之间；第二钢丝绳另一端伸出所述第二空腔后与螺栓铰接。

所述第一粘弹性耗能单元和第二粘弹性耗能单元均为高耗散粘弹性材料，形状为中心带孔的圆柱体。

所述上端板和下端板均为矩形钢板，平行设置于矩形钢箱的上、下两端，且每块端板上分别开有单侧圆孔，其中，上端板上的圆孔位于第一空腔的中心，下端板上的圆孔位于第二空腔的中心，同时，每个圆孔周围分别设置一圈橡胶垫圈。

所述第一粘弹性耗能单元的中心设有供第一钢丝绳穿过的孔道，第二粘弹性耗能单元的中心设有供第二钢丝绳穿过的孔道；

第一传力钢板和第二传力钢板结构相同，均为中心开有孔道的圆柱体，与粘弹性耗能单元紧密接触，传力钢板沿厚度方向加工有两种直径的孔道，其中，钢丝绳从小直径的孔道中穿过后在大直径孔道处设置扩大端头，实现与传力钢板的传力连接。

所述第一传力钢板与第一空腔的内壁之间滑动连接；所述第二传力钢板与第二空腔的内壁之间滑动连接。

相比于现有技术，本实用新型技术方案具有的有益效果为：

一、该装置可为橡胶隔震支座提供多方向的减震性能和抗拉拔能力。在水平和竖向地震或振动作用下，通过往复压缩粘弹性耗能单元，可以大量消耗输入的能量，为隔震支座提供多方向的隔减震性能。同时，粘弹性耗能单元具备很大的压缩刚度，增大了橡胶隔震支座的抗拉拔能力。

二、该装置充分利用了橡胶隔震支座周围的空间。该装置安装于橡胶隔震支座的四周，并不占用橡胶核心垫的空间，不会对橡胶核心垫的性能造成影响。该装置所能提供的最大变形为各粘弹性耗能单元的压缩变形之和，由于装置内的各粘弹性耗能单元采用了水平方向并列布置的方式，即使橡胶支座的高度有限，装置仍可产生较大的变形，同时，该装置使用的粘弹性耗能单元具备很好的弹性，即使发生很大的压缩变形，卸载后变形仍可恢复。

三、该装置可适用于传统的橡胶隔震支座。该装置只需直接安装至橡胶隔震支座当中，即可为隔震支座提供竖向抗拉拔和多维隔减震性能，不需要改变传统支座的形式，便于在实际工程中推广，同时，该装置安装和拆卸方便，在长期使用过程中和在较大地震或振动发生后，易于检查、维修和更换。此外，该装置与橡胶隔震支座可分别生产，加工和制造成本低，效率高。

附图说明

图1是本实用新型一种隔震支座的双筒式抗拉拔及多维减震装置的主视图，

其中，1、矩形钢箱；2-1、上端板；2-2、下端板；3、矩形内隔板；4-1、第一粘弹性耗能单元；4-2、第二粘弹性耗能单元；5-1、第一传力钢板；5-2、第二传力钢板；6-1、第一钢丝绳；6-2、第二钢丝绳；7-1、第一螺栓；7-2、第二螺栓；8-1、第一粘弹性耗能单元和矩形钢箱间的空隙；8-2、第二粘弹性耗能单元和矩形钢箱间的空隙；9-1、下端板圆孔处的橡胶垫圈；9-2、上端板圆孔处的橡胶垫圈；

图2是图1俯视图；

图3是钢丝绳与螺栓连接位置的详图；

其中，10-2、钢丝绳与螺栓连接处扩大端头；11、橡胶隔震支座上钢板。

图4是本实用新型安装于橡胶隔震支座后的俯视图，

其中，12、橡胶隔震支座核心垫。

具体实施方式

下面结合说明书附图以及具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明，以使本领域技术人员可以更好地理解本实用新型。

如图1至图4所示，本实用新型所述的一种隔震支座的双筒式抗拉拔及多维减震装置，所述的抗拉拔装置由矩形钢箱1，上端板2-1、下端板2-2、矩形内隔板3、粘弹性耗能单元、传力钢板、钢丝绳和螺栓组成。

矩形内隔板3将矩形钢箱1从内部分为两个部分，粘弹性耗能单元和传力钢板以矩形内隔板为轴中心对称设置于各部分之中，钢丝绳用于装置与橡胶隔震支座间的传力，螺栓用于装置与橡胶隔震支座上、下钢板间的连接。

实施例

如图1所示，矩形钢箱1采用镀锌无缝空心矩形管，其内部沿竖向设置矩形内隔板3，将矩形钢箱空腔等分为两个部分，从左至右依次为第一空腔和第二空腔，加工时，矩形内隔板3与矩形钢箱1之间采用双侧角焊缝连接。

粘弹性耗能单元包括两块，采用具有较高耗能能力的粘弹性材料，在高温高压下硫化形成，形状为中心带孔的圆柱体，第一粘弹性耗能单元4-1设置于装置的第一空腔中，第二粘弹性耗能单元4-2设置于装置的第二空腔中。

上端板2-1和下端板2-2均采用矩形钢板，分别平行设置于矩形钢箱1的两端，且每块端板分别开有单侧圆孔，其中，上端板2-1的圆孔位于第二空腔的中心，下端板2-2的圆孔位于第一空腔的中心，同时，每个圆孔周围分别设置一圈橡胶垫圈9。

钢丝绳起传力作用，从每块粘弹性耗能单元中心孔道中穿过，用于带动传力钢板压缩粘弹性耗能单元。

传力钢板为中心开有孔道的圆柱体，与每块粘弹性耗能单元紧密接触，传力钢板沿厚度加工出两种直径的孔道，其中，钢丝绳从小直径的孔道中穿过后在大直径孔道处设置扩大端头，实现与传力钢板间的牢固连接。

装置加工时，第一粘弹性耗能单元4-1、第二粘弹性耗能单元4-2、第一传力钢板5-1、第二传力钢板5-2分别加工，完成后，将钢丝绳分别从两者中心孔道中穿过，进行组装。

将组装后的整体以矩形内隔板为轴中心对称布置于矩形钢箱1的空腔中，其中，第一空腔中的第一传力钢板5-1位于上方，第一粘弹性耗能单元4-1位于下方，第二空腔中的第二传力钢板5-2位于下方，第二粘弹性耗能单元4-2位于上方。

第一钢丝绳6-1另一端从第一粘弹性耗能单元的孔道中穿出后从下端板2-2的孔道中穿过后连接第一螺栓7-1；第二钢丝绳6-2另一端从第二粘弹性耗能单元的孔道中穿出后从上端板2-1的孔道中穿过后连接第二螺栓7-2。

上端板、下端板与矩形钢箱1内壁之间采用焊缝连接的方式，为使焊接牢固，在矩形钢箱内壁和上、下端板周围设置剖口，增大焊接面积。

螺栓中心开有两种直径的孔道，钢丝绳从小直径的孔道中穿过后在大直径孔道处设置扩大端头10，实现钢丝绳与螺栓的铰接。

在橡胶隔震支座的下钢板上开设大小与第一螺栓7-1直径相等的螺纹孔后，以两第一螺栓7-1的水平位移为基准，在支座上钢板对应位置开设与第二螺栓7-2直径相等的螺纹孔，保证两螺纹孔的水平距离与两螺栓的水平距离相等，即可实现装置在橡胶隔震支座上的安装。

本实用新型实施例一种隔震支座的双筒式抗拉拔及多维减震装置的工作方法是：

通过在橡胶隔震支座的上、下钢板分别开设与螺栓大小和位置相对应的螺纹孔，将该装置通过端部的螺栓安装于支座上，使橡胶隔震支座具有抵抗多维地震或振动的功能和较大的抵抗拉拔能力。

在水平方向的地震或振动作用下，橡胶隔震支座发生水平方向的剪切变形，产生隔震效果，同时，随着支座的变形，装置发生倾斜使钢丝绳产生拉力。钢丝绳受拉后会带动传力钢板压缩粘弹性耗能单元，随着粘弹性耗能单元的往复性运动，会大量消耗地震或振动能量，提供水平方向的减振效果。

由于粘弹性耗能单元本身具备很大的压缩变形能力，且两个粘弹性耗能单元在装置中并列设置，装置所能产生的最大变形量为各粘弹性耗能单元的压缩量之和，故装置具备很大的变形能力，即使橡胶隔震支座在罕遇地震下或遭遇剧烈的振动时发生很大的水平位移，装置的变形也并未达到极限，因此不会对支座水平方向的隔震性能产生影响。

在竖直方向的地震或振动作用下，通过粘弹性耗能单元的往复压缩变形，可以消耗大量地震能量，实现竖直方向的减震效果。同时，粘弹性耗能单元具备很大的压缩刚度，当建筑结构受到向上的提离作用，或发生侧向的倾覆时，该装置可以提供很大的抗拉拔力，防止橡胶隔震支座被拉开。

该装置通过螺栓可很方便地在橡胶隔震支座上进行安装，使橡胶隔震支座在充分发挥自身原有优势的同时，具备抵抗多维地震或振动的功能和较大的抗拉拔能力。同时，由于该装置具备很大的变形能力，能随橡胶隔震支座的水平位移而变形，故不会对橡胶隔震支座水平方向的隔震性能产生影响。此外，该装置在长期使用过程中可以拆下进行检查，在强震或较大振动作用过后可以很方便的进行维修和更换。