一种整体式三维隔震支座

本发明涉及隔震，尤其是涉及一种整体式三维隔震支座。

背景技术：

1、三维隔震支座是一种通过降低压缩刚度和剪切刚度来实现竖直和水平方向隔震的装置。在地震作用下，建筑结构会受到竖直和水平方向上的振动，采用三维隔震支座可以一定程度上降低结构的地震反应，避免结构破坏。

2、其中，整体式隔震支座即一个支座同时具备水平和竖向隔震。如厚层橡胶隔震支座和空气弹簧隔震支座。

3、图1为厚层橡胶隔震支座的结构示意图，如图1所示，厚层橡胶隔震支座通过增加橡胶层的厚度，来减小竖向刚度，达到竖向隔震的目的。然而，装置的橡胶材料使用较多，造价高，经济性差，而且制作工艺复杂。另外，装置还不具有竖向阻尼的耗能能力，竖向隔震性能稍差。

4、图2为空气弹簧隔震支座的结构示意图，如图2所示，在外荷载作用下，空气弹簧隔震支座中的填充物因其竖向刚度小，会产生较大的压缩变形。需要指出的是，装置外层的橡胶约束能力有限，从而导致支座竖向承载能力较小。并且，该装置竖向的恢复力很小，自复位能力差。此外，装置在水平向的剪切刚度较大，极限剪切变形为15％，水平隔震性能较差。

5、因此，需要一种新型整体式三维隔震支座解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本公开的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

2、本发明的一些实施例提供了一种整体式三维隔震支座，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

3、该整体式三维隔震支座包括多个金属环组件、多个弹性钢杆、顶部钢板以及底部钢板，其中，多个所述金属环组件沿竖直方向叠置到所述顶部钢板与所述底部钢板之间，其中，所述金属环组件包括能够沿竖直方向相对运动的第一金属环和第二金属环；多个所述金属环组件、所述顶部钢板以及所述底部钢板形成的空腔中装填有橡胶颗粒-砂混合物；多个所述弹性钢杆穿过所述金属环组件连接到所述顶部钢板以及所述底部钢板。

4、可选的，所述第一金属环包括第一环形板和与所述第一环形板固定连接的第一连接环；所述第二金属环包括第二环形板和与所述第二环形板固定连接的第二连接环，在组装好的状态下，所述第一环形板与所述第二环形板活动连接。

5、可选的，所述第一连接环与所述第二连接环均设置有多个竖向椭圆孔，在组装好的状态下，第一连接环插设或套置到所述第二连接环，紧固件穿过所述竖向椭圆孔。

6、可选的，所述第一环形板与相邻的金属环组件的第一环形板或第二环形板接合。

7、可选的，所述弹性钢杆穿过所述第一环形板和所述第二环形板与所述顶部钢板和所述底部钢板连接。

8、可选的，所述紧固件是螺栓和螺母。

9、可选的，所述顶部钢板与所述底部钢板分别连接上部建筑和下部建筑。

10、可选的，所述顶部钢板与所述底部钢板设置有螺栓孔。

11、可选的，制作所述金属环组件的材料是铝合金。

12、可选的，制作所述弹性钢杆的材料是弹簧钢。

13、本发明的上述实施例具有如下有益效果：首先，该隔震支座所包括的多个金属环组件，是由能够沿竖直方向相对运动的第一金属环和第二金属环组成，因此，在受到竖向力时，通过第一金属环与第二金属环之间的摩擦能够增大竖向阻尼，进而提高竖向隔震性能。

14、进一步地，通过金属环组件约束橡胶颗粒-砂混合物的侧向变形，提高支座的竖向承载能力。

15、此外，多个金属环组件叠置，在发生剪切变形时，各层金属环组件能够在水平方向上发生相互错动，从而提高支座的水平隔震性能。

16、进一步地，通过设置多个弹性钢杆，能够对多个叠置的金属环组件形成侧向约束，防止受压失稳。当产生竖向和水平的变形时，弹性钢杆能够产生竖向和水平的恢复力，提高支座自复位能力。

17、最后，采用橡胶颗粒-砂混合物相较于背景技术中提高的叠层橡胶支座更为经济，同时避免了橡胶片的加工、硫化等工艺。此外，橡胶颗粒可取自废旧轮胎，增加材料循环利用，更加绿色环保。

技术特征：

1.一种整体式三维隔震支座，其特征在于，包括多个金属环组件、多个弹性钢杆、顶部钢板以及底部钢板，其中，

2.根据权利要求1所述的一种整体式三维隔震支座，其特征在于，所述第一金属环包括第一环形板和与所述第一环形板固定连接的第一连接环；所述第二金属环包括第二环形板和与所述第二环形板固定连接的第二连接环，在组装好的状态下，所述第一环形板与所述第二环形板活动连接。

3.根据权利要求2所述的一种整体式三维隔震支座，其特征在于，所述第一连接环与所述第二连接环均设置有多个竖向椭圆孔，在组装好的状态下，第一连接环插设或套置到所述第二连接环，紧固件穿过所述竖向椭圆孔。

4.根据权利要求3所述的一种整体式三维隔震支座，其特征在于，所述第一环形板与相邻的金属环组件的第一环形板或第二环形板接合。

5.根据权利要求3所述的一种整体式三维隔震支座，其特征在于，所述弹性钢杆穿过所述第一环形板和所述第二环形板与所述顶部钢板和所述底部钢板连接。

6.根据权利要求3所述的一种整体式三维隔震支座，其特征在于，所述紧固件是螺栓和螺母。

7.根据权利要求5所述的一种整体式三维隔震支座，其特征在于，所述顶部钢板与所述底部钢板分别连接上部建筑和下部建筑。

8.根据权利要求5所述的一种整体式三维隔震支座，其特征在于，所述顶部钢板与所述底部钢板设置有螺栓孔。

9.根据权利要求1-8中任一所述的一种整体式三维隔震支座，其特征在于，制作所述金属环组件的材料是铝合金。

10.根据权利要求9所述的一种整体式三维隔震支座，其特征在于，制作所述弹性钢杆的材料是弹簧钢。

技术总结
本发明提供了一种整体式三维隔震支座，包括多个金属环组件、多个弹性钢杆、顶部钢板以及底部钢板，其中，多个金属环组件沿竖直方向叠置到顶部钢板与底部钢板之间，其中，金属环组件包括能够沿竖直方向相对运动的第一金属环和第二金属环；多个金属环组件、顶部钢板以及底部钢板形成的空腔中装填有橡胶颗粒‑砂混合物；多个弹性钢杆穿过金属环组件连接到顶部钢板以及底部钢板。该实施方式能够提高竖向隔震性能、提高支座的竖向承载能力以及提高支座的水平隔震性能。

技术研发人员：陈华霆,黄泽涛,李承龙,连晓彤
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