振震双控支座及其工作方法和调节方法与流程

本发明涉及建筑减震支座领域，是一种振震双控支座及其工作方法和调节方法。

背景技术：

1、在地铁车辆段的盖板上方开发商住、办公和学校等物业设施，既可高效利用城市土地资源，又能充分发挥地铁便捷优势，成为了当前各大中型城市争相投资的“热土”。但地铁往往会诱发强烈的环境振动，对上盖物业的正常使用造成较大负面影响，时常引发居民投诉，是当前社会关注热点问题之一。另外，随着当前地震活动性日益增强，地震灾害对上盖物业的安全性威胁也不容忽视。因此，有必要应用“振震双控支座”为地铁上盖物业设计隔振和隔震方案。

2、地铁环境振动和地震动均可表征为沿水平x向、水平y向、竖直z向的三向振动。但地铁环境振动主振频率为20～100 hz，其竖向振动对建筑物影响最大，水平向振动的影响通常可以忽略。地震动的频率为0.1～10 hz，其水平向震动对建筑物影响最大，竖向震动仅少数情况下需关注。此外，建设场地可能还包含其他低频环境振动干扰（如道路车辆振动），其频率通常处于4～20 hz，虽然振幅小，但可能与竖向隔振建筑发生共振，造成二次负面影响。

3、当前的振震双控支座通常是将传统叠层橡胶支座与钢弹簧或囊式空气弹簧进行简单叠加，由钢弹簧或空气弹簧隔离竖向地铁振动，由叠层橡胶支座隔离水平向地震动。或者单纯地增加叠层橡胶隔震支座的橡胶层厚度，使其兼具竖向隔振和水平向隔震功能。但上述方法均存在缺陷。一方面钢弹簧和空气弹簧的抗压承载力小，承载稳定性差，不能满足中等和大体量建筑的竖向承载需求；另一方面增加橡胶层厚度的方法会显著降低支座的压剪稳定性和极限剪切变形能力，进而显著降低其水平向隔震性能。此外，上述支座的竖向沉降变形均不能灵活调节和控制，轻微偶然的设计误差即可能造成上部建筑的严重倾斜。

4、为此，有待对现有的建筑隔震支座进行改进。

技术实现思路

1、为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种振震双控支座及其工作方法和调节方法，使其解决现有同类支座难以在承载能力较大时兼具竖向隔振和水平向隔震的功能，且隔振性能和支座高度不易调节，导致使用不便或上方建筑易发生严重倾斜的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

2、一种振震双控支座，该支座包括隔震支座和隔振支座，隔震支座为水平向隔震的叠层橡胶隔震支座，其结构要点在于所述隔振支座包括压块、活塞座、活塞板、弹性支撑体，所述活塞座内设有竖向的储液腔，以及相对于竖向的储液腔呈径向设置的活塞腔，且活塞腔相对于活塞座呈中心对称设置，所述储液腔内设置承压液体，储液腔内设有呈竖向滑动密封配合的所述压块，各活塞腔内设有滑动密封配合的活塞板，活塞板与对应活塞腔端部之间连接设有所述弹性支撑体；所述压块固定于所述隔震支座的底板下方，所述活塞座上端面与隔震支座的底板之间通过螺栓件锁紧固定，且活塞座上端面与所述底板之间及底板上端面与螺栓件的栓头之间均设置沿所述双控支座高度方向形变的弹性密封垫；所述压块在所述隔震支座的下压作用下挤压所述承压液体，承压液体将竖向力转换为对各所述活塞板的径向力并压紧所述弹性支撑体。上述结构，通过叠层橡胶隔震支座下部固定连接活塞座，从而活塞座底板下方的震动，即水平向的震动传递叠层橡胶隔震支座，依靠叠橡胶隔震支座实现对地震水平向的震动实现隔震。通过活塞座内的压块、承压液体、活塞板、弹性支撑体形成对竖向振动转换为活塞板水平向的振动，并由弹性支撑体实现减振，从而实现对竖向振动的隔振。以上即实现水平向隔震和竖向隔振的功能，振震双控效果较好，且满足高承载力的要求。

3、所述活塞座的底部设有导通所述储液腔至活塞座侧面外部的导液管，导液管外端设有阀门。通过该结构，依靠导液管实现储液腔内承压液体的容积调节，实现该支座高度的微调，有效控制沉降，使用较为方便，适用范围广。

4、所述储液腔内设置储液囊体，即承压液体密封于储液囊体内，储液囊体与所述导液管相通。通过该结构，保证储液腔内承压液体的有效密封，从而承压状态更为稳定、可靠，使用寿命更长。

5、所述活塞座包括底座、外框、顶盖，且底座、外框、顶盖三者间随所述活塞座与所述底板之间的螺栓件锁紧时一并固定，外框与顶盖之间设有密封垫板，外框、底座所形成的内腔底部设有下密封板，外框内周面设有相对于外框中心呈中心对称分布的密封柱，所述密封垫板、密封柱、下密封板三者随所述底座、外框、顶盖三者固定时形成所述储液腔和所述活塞腔。该结构是作为活塞座的具体实施结构，方便实际制作和安装；且采用外框和顶盖结构，对隔震支座的底板具有限位功能，有效防止隔震支座出现过大的沉降变形。

6、所述外框为矩形、多边形或圆形。通过该结构，方便按需选择使用。

7、所述密封垫板、密封柱、下密封板为聚四氟乙烯，聚四氟乙烯材料与活塞板的接触面摩擦系数极低，几乎不阻碍活塞板的自由运动，且保证活塞座整体包括储液腔、活塞腔的密封效果；所述弹性密封垫为泡沫海绵，保证隔震支座与活塞座之间的密封性，且具有较佳的缓冲效果和高度调节性能。

8、所述压块下压承压液体的一端呈锥面。通过该结构，有利于承压液体竖向力转水平向的力。

9、所述弹性支撑体为实心橡胶或多孔橡胶，或粗铁粉与橡胶颗粒的拌合材料。通过该结构，实现较佳的缓冲减振效果，且粗铁粉与橡胶颗粒的组合有利于实现高阻尼性能，减振效果更好。

10、所述活塞座对应所述弹性支撑体的一侧设有取出所述弹性支撑体的开孔并连接可卸式的端盖，端盖与开孔之间通过螺栓固定。通过该结构，方便根据需要更换和调整弹性支撑体的设计参数，从而满足减振性能优化所需和性能提升要求，适用范围广。

11、该振震双控支座的工作方法为：所述隔振支座的下方的水平向震动经活塞座传递至所述叠层橡胶隔震支座，由叠层橡胶隔震支座隔离水平向震动向上部建筑的传递，实现水平向震动的隔离；所述隔振支座下方的竖向振动经活塞座传递至隔震支座的底板，底板的压块与活塞座储液腔内的承压液体相对挤压，承压液体将竖向力转变为水平向的力，并对所述活塞腔内的活塞板形成挤压，活塞板对所述弹性支撑体形成挤压，由弹性支撑体实现水平向隔振，即整体实现竖向隔振。

12、该振震双控支座的调节方法为：所述导液管向所述储液腔内注入承压液体，推动压块带动隔震支座的底板相对于活塞座上升，同时所述弹性密封垫形变适配底板与活塞座之间的间距，实现调高操作；所述导液管将所述储液腔内的承压液体导出，所述底板相对于活塞座下降，同时所述弹性密封垫形变适配底板与活塞座之间的间距，实现调低操作。通过上述调节，实现对双控隔震支座整体高度调高或调低的微调操作，抵消偶然的设计误差造成沉降不均匀的问题。

13、本发明的有益效果：整体承载力较强，兼具竖向隔振和水平向隔震的功能，且振震双控效果较佳，调节及安装使用较为方便，适用范围广，适合作为振震双控支座使用，或同类支座的结构改进。

技术特征：

1.一种振震双控支座，该支座包括隔震支座和隔振支座，隔震支座为水平向隔震的叠层橡胶隔震支座（1），其特征在于所述隔振支座包括压块（7）、活塞座、活塞板（10）、弹性支撑体（9），所述活塞座内设有竖向的储液腔（201），以及相对于竖向的储液腔呈径向设置的活塞腔（202），且活塞腔相对于活塞座呈中心对称设置，所述储液腔内设置承压液体（12），且储液腔内设有呈竖向滑动密封配合的所述压块（7），各活塞腔内设有滑动密封配合的活塞板，活塞板与对应活塞腔端部之间连接设有所述弹性支撑体；所述压块固定于所述隔震支座的底板（101）下方，所述活塞座上端面与隔震支座的底板之间通过螺栓件（8）锁紧固定，且活塞座上端面与所述底板之间及底板上端面与螺栓件的栓头之间均设置沿所述双控支座高度方向形变的弹性密封垫（5）；所述压块在所述隔震支座的下压作用下挤压所述承压液体，承压液体将竖向力转换为对各所述活塞板的径向力并压紧所述弹性支撑体。

2.根据权利要求1所述的振震双控支座，其特征在于所述活塞座的底部设有导通所述储液腔（201）至活塞座侧面外部的导液管（13），导液管外端设有阀门（14）。

3.根据权利要求2所述的振震双控支座，其特征在于所述储液腔（201）内设置储液囊体，即承压液体密封于储液囊体内，储液囊体与所述导液管相通。

4.根据权利要求1所述的振震双控支座，其特征在于所述活塞座包括底座（6）、外框（2）、顶盖（4），且底座、外框、顶盖三者间随所述活塞座与所述底板之间的螺栓件（8）锁紧时一并固定，外框与顶盖之间设有密封垫板（3），外框、底座所形成的内腔底部设有下密封板（11），外框内周面设有相对于外框中心呈中心对称分布的密封柱（15），所述密封垫板、密封柱、下密封板三者随所述底座、外框、顶盖三者固定时形成所述储液腔（201）和所述活塞腔（202）。

5.根据权利要求4所述的振震双控支座，其特征在于所述外框（2）为矩形、多边形或圆形；所述密封垫板（3）、密封柱（15）、下密封板（11）为聚四氟乙烯，所述弹性密封垫（5）为泡沫海绵。

6.根据权利要求1所述的振震双控支座，其特征在于所述压块（7）下压承压液体（12）的一端呈锥面。

7.根据权利要求1所述的振震双控支座，其特征在于所述弹性支撑体（9）为实心橡胶或多孔橡胶，或粗铁粉与橡胶颗粒的拌合材料。

8.根据权利要求1所述的振震双控支座，其特征在于所述活塞座对应所述弹性支撑体（9）的一侧设有取出所述弹性支撑体的开孔并连接可卸式的端盖（17），端盖与开孔之间通过螺栓（16）固定。

9.一种如权利要求1所述的振震双控支座的工作方法，其特征在于所述隔振支座的下方的水平向震动经活塞座传递至所述叠层橡胶隔震支座（1），由叠层橡胶隔震支座隔离水平向震动向上部建筑的传递，实现水平向震动的隔离；所述隔振支座下方的竖向振动经活塞座传递至隔震支座的底板（101），底板的压块（7）与活塞座储液腔（201）内的承压液体（12）相对挤压，承压液体将竖向力转变为水平向的力，并对所述活塞腔（202）内的活塞板（10）形成挤压，活塞板对所述弹性支撑体（9）形成挤压，由弹性支撑体实现水平向隔振，即整体实现竖向隔振。

10.一种如权利要求2所述的振震双控支座的调节方法，其特征在于所述导液管（13）向所述储液腔（201）内注入承压液体（12），推动压块（7）带动隔震支座的底板（101）相对于活塞座上升，同时所述弹性密封垫（5）形变适配底板与活塞座之间的间距，实现调高操作；所述导液管将所述储液腔内的承压液体导出，所述底板相对于活塞座下降，同时所述弹性密封垫形变适配底板与活塞座之间的间距，实现调低操作。

技术总结
本发明涉及一种振震双控支座及其工作方法和调节方法，其包括隔震支座和隔振支座，隔震支座为叠层橡胶隔震支座，隔振支座包括活塞座，活塞座内设有竖向的储液腔并内置压块，以及相对于储液腔呈径向设置的活塞腔及活塞板，活塞板一端面固定连接弹性支撑体，弹性支撑体与活塞腔端部抵紧，上述储液腔内设有承压液体，承压液体将竖向力转换为对各活塞板的径向力并压紧弹性支撑体，实现竖向隔振。上述压块固定于隔震支座的底板下方，活塞座上端面与隔震支座的底板之间通过螺栓件锁紧固定，且活塞座上端面与底板之间及底板上端面与螺栓件的栓头之间均设置弹性密封垫，当改变承压液体体积时，实现支座高度调节。以上实现高承载力及较佳的振震双控功能。

技术研发人员：许冠,盛涛,周永健,牛文强,金超,姜虎,叶志雄,叶居东,叶如,周俊宏,宗二凯,文明,朱益龙,奚子航
受保护的技术使用者：浙江华展研究设计院股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6