一种建筑物三维隔震(振)体系的制作方法

本发明涉及一种建筑物三维隔震(振)体系。

背景技术：

目前，建筑物隔震(振)支座主要有天然橡胶隔震支座、铅芯橡胶隔震支座、高阻尼橡胶隔震支座和滑动支座。传统的隔震支座通常均着眼于解决水平地震问题，对于竖向地震则无法较好的隔离，导致容易给结构带来损伤和破坏。虽然目前已经有部分三维隔震支座，可较好解决小幅度振动，但大幅的地震动，尚未有较好的隔震结构体系得以满足。

本领域里面，一般隔震指的是隔离地震，隔振指的是隔离环境振动污染。本发明对地震和振动都能启动隔离作用。

常规技术的缺点/不足：至今为止，市面上已有部分的竖向隔震支座专利，但大部分解决的是类似地铁隔振的小竖向变形问题，通常的竖向隔震支座无法有较大的竖向变形，以至于在地震作用中，竖向隔震效果不理想，甚至还会放大。还有就是在大位移变形的可能的情况，支座会产生一个较大的变形使得结构倾覆摇摆。

采用隔震技术是增强房屋抗震性能的有效方法，但目前广泛应用的大多数隔震技术大部分不具备隔离竖向较强地震动的功能。经验告诉我们，在震中和发震断层附近会产生较强的竖向地震动，巨大的竖向地震分量造成的地震灾害不容忽视，采取有效措施进一步控制结构三维地震响应是非常必要的。

由于目前市面上大部分三维隔震分析都以单个三维隔震支座作为研究对象，未较好解决单个三维支座带来的摇摆问题和支座协同工作问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种三维隔震(振)体系，可有效保障结构的三维隔震(振)性能，使得结构的竖向水平振动结构具有较好的抗摇摆和支座协同工作性能以及应对大竖向变形的隔震能力。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种建筑物三维隔震(振)体系，其特征是包括：

水平隔震机构，包括若干水平隔震橡胶支座6；

弹性支座，包括若干竖向隔震橡胶支座1；

竖向隔震机构，包括：上抗摇摆支墩3，由水平板及其底面竖立连接的若干矩形柱和/或矩形墙构成，其中：矩形柱则排列整齐、矩形墙则相互平行；下抗摇摆支墩5，由水平板及其顶面竖立连接的若干矩形柱和/或矩形墙构成，其中，矩形柱则均匀或不均匀地分布排列整齐、矩形墙则相互平行；上、下抗摇摆支墩的矩形柱或矩形墙相向布置相互插于对方矩形柱或矩形墙之间且矩形柱或矩形墙的顶端与对应的水平板面之间留有空间，上、下抗摇摆支墩的各矩形柱或矩形墙的侧面以所述的竖向隔震橡胶支座相互连接；

所述竖向隔震机构的顶面和/或底面通过水平隔震橡胶支座6分别与建筑物和地基连接。

上面所述的矩形柱及矩形墙间的间距可以不等，只要能插入相互之间的空间，并利用不同长度的竖向隔震橡胶支座侧面相互连接即可。

在上述基础上，本发明还可以有如下的各种优选的改型：

所述竖向隔震机构的上抗摇摆支墩3和下抗摇摆支墩6的水平板与其的矩形柱和/或矩形墙的竖立连接为固定连接或是通过隔震橡胶支座连接。

优选地，所述的竖向隔震机构的上、下抗摇摆支墩的矩形柱排列均匀间距相等；矩形墙间距也相等。

所述的各矩形柱的侧面以所述的竖向隔震橡胶支座连接至少一层。

所述的弹性支座还包括金属弹簧2和/或阻尼器4，金属弹簧2和/或阻尼器4分别支承在上抗摇摆支墩及下抗摇摆支墩各矩形柱或/和矩形墙的顶端与其对应的水平板面之间。

所述的竖向隔震橡胶支座由橡胶块和钢板交错叠加构成，其中设有至少一条竖向铅芯。

所述的金属弹簧2为普通受压弹簧或碟形弹簧。

所述竖向隔震机构的上抗摇摆支墩由水平板及其底面竖立连接的一中间矩形柱和/或由四面矩形墙构成的内筒、以及围绕中间矩形柱或内筒四面的上矩形墙或四周矩形柱构成；下抗摇摆支墩由水平板及其顶面竖立连接的并围成一圈的四面下矩形墙构成；所述下抗摇摆支墩的下矩形墙插在上抗摇摆支墩的中间矩形柱或内筒与上矩形墙或四周矩形柱之间，矩形柱或矩形墙的侧面以竖向隔震橡胶支座与对方的矩形柱或矩形墙连接。

本发明利用结构体系的几何特点，利用隔震支座和上下抗摇摆支墩，构建三维隔震(振)体系，能很好的解决结构摇摆问题和支座协同问题。由于支座的轴向刚度较大，侧向刚度小很多，因此竖向可以有较大变形；上下抗摇摆支墩的几何形状可较好保证系统的稳定性，使得结构水平和竖向解耦。

有益效果：与现有的三维隔震支座相比，本发明的优点在于：(1)体系构造可靠性好；(2)体系性能稳定，且自备较好的抗摇摆性能，满足结构的三维隔震性能目标和体系抗摇摆性能目标；(3)整体式三维隔震(振)体系对比单个三维隔震支座，可直接把控整体结构性能；(4)该体系具有广阔的应用前景。

附图及其说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图1为本发明未画出水平隔震橡胶支座6的实施例一立体示意图之一；

图2为本发明的实施例一的立体示意图之二；

图3为本发明的实施例一的阻尼器4立体示意图；

图4为本发明的实施例一的上抗摇摆支墩立体示意图；

图5为本发明的实施例一的下抗摇摆支墩立体示意图；

图6为本发明的实施例一的纵剖面示意图。

图7为本发明的实施例一的水平剖面示意图(剖面线看图6)；

图8为本发明的实施例二的立体示意图之一；

图9为本发明的实施例二的立体示意图之二；

图10为本发明的实施例二的上抗摇摆支墩立体示意图；

图11为本发明的实施例二的下抗摇摆支墩立体示意图；

图12为本发明的实施例二的水平剖面示意图(剖面线参考图6)；

图13为本发明的实施例三的上抗摇摆支墩立体示意图；

图14为本发明的实施例三的下抗摇摆支墩立体示意图；

图15为本发明的实施例三的立体示意图；

图16为本发明的实施例四的上抗摇摆支墩立体示意图；

图17为本发明的实施例四的下抗摇摆支墩立体示意图；

图18为本发明的实施例四的立体示意图；

图19为本发明的实施例五的主视示意图；

图20为本发明的实施例五的剖视示意图(剖视位置看图19)；

图21为本发明的实施例五的主视示意图；

图22为本发明的实施例五的剖视示意图(剖视位置看图21)。

图中附图标记指代：

1-竖向隔震橡胶支座，2-弹簧，3-上抗摇摆支墩，4-阻尼器，5-下抗摇摆支墩，6-水平隔震橡胶支座。

具体实施方式

如图1至图7所示，为本发明的建筑物三维隔震(振)体系实施例一，其包括：

水平隔震机构，为若干水平隔震橡胶支座6；

弹性支座，为若干竖向隔震橡胶支座1、弹簧2和阻尼器4；

竖向隔震机构，包括：上抗摇摆支墩3，由水平板及其底面竖立地直接固定连接的若干矩形柱构成，矩形柱均匀分布为若干列，每列的矩形柱间距相等；与上矩形柱抗摇摆支墩3对应地，下抗摇摆支墩5，由水平板及其顶面竖立连接的若干矩形柱构成，其中，矩形柱均匀分布为若干列，每列的矩形柱间距相等；上、下抗摇摆支墩的矩形柱相向布置且相互插于对方矩形柱之间，上、下抗摇摆支墩的各矩形柱的侧面以两层的竖向隔震橡胶支座1相互连接；

最后，竖向隔震机构的顶面和底面通过水平隔震橡胶支座6分别与建筑物和地基连接。

本实施例的弹性支座的金属弹簧2为普通受压弹簧或碟形弹簧，支承在下抗摇摆支墩各矩形柱的顶端与上抗摇摆支墩的水平板的底面之间，阻尼器4支承在上抗摇摆支墩各矩形柱的顶端与下抗摇摆支墩的水平板的顶面之间。

金属弹簧2和阻尼器4可不用也可按需要逐步添加，还可以交换布置。

所述的竖向隔震橡胶支座由橡胶块和钢板交错叠加硫化成一体构成，其中间设有竖立铅芯(也可以不设)，形状可为圆柱状或者长方体。所述的金属弹簧2为普通受压弹簧可内置竖向阻尼器，或者改为碟形弹簧。

当体系承受竖向荷载时，竖向隔震支座(包括弹簧、竖向隔震橡胶支座)可自由变形，竖向地震可以有效缓解隔离，且结构抗摇摆性能较好，体系性能稳定，可有效保护结构的安全。

如图8至图12所示，为本发明的建筑物三维隔震(振)体系实施例二。其与实施例一不同之处在于：竖向隔震机构包括：上抗摇摆支墩3，由水平板及其底面竖立连接的若干矩形墙构成，各矩形墙相互平行间距相等(当然也可以设计成间距不相等的，只要后面适应地配以竖向隔震橡胶支座连接至对方的矩形墙即可)；与上抗摇摆支墩3相对应地，下抗摇摆支墩5由水平板及其顶面竖立连接的若干矩形墙构成，各矩形墙相互平行间距相等；上、下抗摇摆支墩的矩形墙相向布置且相互插于对方矩形墙之间，上、下抗摇摆支墩的各矩形墙的侧面以竖向隔震橡胶支座相互连接。该形式可以使得整体结构抗摇摆性能更好，能满足结构抗摇摆性能需求。

如图13至图15所示，为本发明的建筑物三维隔震(振)体系实施例三(大小套筒式)。其与实施例一不同之处在于：

所述竖向隔震机构的上抗摇摆支墩3由水平板及其底面竖立连接的一中间矩形柱、以及围绕中间矩形柱周围的围成一圈的四面上矩形墙构成；下抗摇摆支墩5由水平板及其顶面竖立连接的围成一圈的四面下矩形墙构成，下抗摇摆支墩的下矩形墙插在上抗摇摆支墩的中间矩形柱与围绕该矩形柱四面的下矩形墙之间，上抗摇摆支墩3的矩形柱和矩形墙的侧面以竖向隔震橡胶支座与下抗摇摆支墩3的矩形墙连接。

如图16至图18所示，为本发明的建筑物三维隔震(振)体系实施例四(柱筒混合式)，其与实施例三不同之处仅在于：所述竖向隔震机构的上抗摇摆支墩3由水平板及其底面竖立连接的一中心矩形柱、以及围绕该中心矩形柱四面的若干四周矩形柱构成；下抗摇摆支墩5由水平板及其顶面竖立连接的四面的下矩形墙构成；所述下抗摇摆支墩的下矩形墙插在上抗摇摆支墩的中间矩形柱及四面的若干四周矩形柱之间，上抗摇摆支墩3的矩形柱的侧面以竖向隔震橡胶支座与下抗摇摆支墩的矩形墙连接。

如图19至图20所示，为本发明的建筑物三维隔震(振)体系实施例五(筒中筒第一式)，其与实施例一的不同之处在于：竖向隔震机构的上抗摇摆支墩3由水平板及其底面竖立连接的若干中间矩形柱构成；下抗摇摆支墩5由水平板及其顶面竖立连接的围成一圈的对应的若干四面下矩形墙构成，下抗摇摆支墩的下矩形墙围绕着中间矩形柱，上抗摇摆支墩3的矩形柱的侧面以竖向隔震橡胶支座与下抗摇摆支墩3的矩形墙连接。

且上抗摇摆支墩3与其矩形柱的竖立连接为通过水平隔震橡胶支座6连接，下抗摇摆支墩5的若干矩形墙之间为共用墙体。

如图21至图22所示，为本发明的建筑物三维隔震(振)体系实施例六(筒中筒第二式)，其与实施例一的不同之处在于：竖向隔震机构的上抗摇摆支墩3由水平板及其底面竖立连接的若干中间矩形柱构成；下抗摇摆支墩5由水平板及其顶面竖立连接的围成一圈的对应的若干四面下矩形墙构成，下抗摇摆支墩的下矩形墙围绕着中间矩形柱，上抗摇摆支墩3的矩形柱的侧面以竖向隔震橡胶支座与下抗摇摆支墩5的矩形墙连接。上抗摇摆支墩3的水平板顶面以水平隔震橡胶支座6与建筑连接。