包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，包括底板、下盤隔震裝置、中盤轉(zhuǎn)換裝置、上盤隔震裝置和頂盤，所述下盤隔震裝置固定在底板上，所述下盤隔震裝置通過中盤轉(zhuǎn)換裝置連接頂盤，所述上盤隔震裝置連接在底板和頂盤之間。本發(fā)明解決了在降低豎向地震作用的同時實現(xiàn)水平隔震的問題，達到了對必須實現(xiàn)豎向和水平向同時減隔震的結(jié)構(gòu)提供隔震保護的目的，最大限度地將地震作用向被保護的設備或館藏文物的傳遞路徑“切斷”或削弱，達到降低地震輸入能量以保護設備或館藏文物的目的。
【專利說明】 包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及減隔震設備，具體涉及一種包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座。
【背景技術(shù)】
[0002]中國處于地震多發(fā)區(qū)，是世界上受到地震危害最為嚴重的國家之一。作為一種自然災害，地震給人類的生命及財產(chǎn)安全帶來了極大的威脅，隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，地震所造成的損失越來越嚴重。地震是由于地殼巖層處于復雜的應力狀態(tài)中，隨著地殼的不斷變化，地應力的作用超過某處巖層的極限強度時，巖層就會發(fā)生突然的斷裂和錯動，從而引起震動，并以彈性波的形式傳到地表，引起地表附近的具有一定質(zhì)量的物體產(chǎn)生慣性力，當物體本身具有的抵抗這種慣性作用的抗震能力不足時，物體發(fā)生破壞。而通過對物體設置一定的隔震耗能裝置可以有效的降低作用于物體的慣性力，減小地震作用下物體的損傷和反應，將地震可能帶來的破壞作用顯著降低。
[0003]傳統(tǒng)隔震臺座一般分為兩類，一類是通過隔震層的設置來延長物體的自振周期，降低上部物體的地震反應；另一類是通過在結(jié)構(gòu)的支座處設置耗能裝置，從而在地震發(fā)生時通過此裝置消耗地震對結(jié)構(gòu)輸入的能量，從而減少地震能量對上部結(jié)構(gòu)的作用。目前上述兩種減隔振方式所采取的隔震措施都是以減小水平地震作用為目標，以此為減隔振目標所設計的支座也僅能夠滿足水平隔振的需要。但實際震害表明，豎向地震對物體的影響是不可忽視的，在某些情況下，其作用會超過水平地震作用。傳統(tǒng)隔震臺座一般都是針對水平方向進行隔震，這使得傳統(tǒng)隔震臺座一方面不滿足豎向隔震的要求，另一方面，在某些情況下，還會對豎向地震作用產(chǎn)生放大作用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)豎向和水平向同時減隔震的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座。由如下的技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]一種包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，包括底板、下盤隔震裝置、中盤轉(zhuǎn)換裝置、上盤隔震裝置和頂盤，所述下盤隔震裝置固定在底板上，所述下盤隔震裝置通過中盤轉(zhuǎn)換裝置連接頂盤，所述上盤隔震裝置連接在底板和頂盤之間。
[0006]所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，所述下盤隔震裝置包括內(nèi)部固定軸、水平壓力彈簧固定板、水平壓力彈簧、水平向滑動板、水平拉力彈簧和水平拉力彈簧固定板，所述內(nèi)部固定軸依次穿過水平壓力彈簧、水平向滑動板和水平拉力彈簧，所述水平壓力彈簧的兩端分別連接水平壓力彈簧固定板和水平向滑動板，所述水平拉力彈簧的兩端分別連接水平向滑動板和水平拉力彈簧固定板，所述水平壓力彈簧固定板和水平拉力彈簧固定板均與底板固定連接。
[0007]所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，所述內(nèi)部固定軸、水平壓力彈簧和水平拉力彈簧分別設有三個。
[0008]所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，所述中盤轉(zhuǎn)換裝置包括水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置和萬向轉(zhuǎn)動球鉸，所述水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置通過一個萬向轉(zhuǎn)動球鉸與水平向滑動板連接，所述水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置通過另一個萬向轉(zhuǎn)動球鉸與頂盤連接。
[0009]所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，所述水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置設有三個。
[0010]所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，所述水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置由內(nèi)部液壓阻尼器、內(nèi)部液壓軸、內(nèi)部彈簧、導桿和外套筒組成，所述導桿連接在外套筒兩端，所述內(nèi)部液壓阻尼器置于外套筒內(nèi)，所述內(nèi)部液壓阻尼器連接內(nèi)部液壓軸，所述內(nèi)部液壓軸連接導桿，所述導桿能夠由內(nèi)部液壓軸帶動移動，所述內(nèi)部彈簧置于外套筒內(nèi)，所述內(nèi)部彈簧通過外套筒的端部抵接導桿，所述導桿能夠由內(nèi)部彈簧的伸縮帶動移動。
[0011]所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，所述上盤隔震裝置包括豎向液壓阻尼器和萬向轉(zhuǎn)動球鉸，所述豎向液壓阻尼器通過一個萬向轉(zhuǎn)動球鉸與頂盤連接，所述豎向液壓阻尼器通過另一個萬向轉(zhuǎn)動球鉸與底板連接。
[0012]所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，所述下盤隔震裝置和中盤轉(zhuǎn)換裝置分別設有四組。
[0013]所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，所述上盤隔震裝置設有四組。
[0014]所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，所述頂盤包括頂板和頂板固定鋼箱，所述頂板固定連接于頂板固定鋼箱的上面。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有的優(yōu)點在于:本發(fā)明解決了在降低豎向地震作用的同時實現(xiàn)水平隔震的問題，達到了對必須實現(xiàn)豎向和水平向同時減隔震的設備或館藏文物提供隔震保護的目的，最大限度地將地震作用向被保護的設備或館藏文物的傳遞路徑“切斷”或削弱，達到降低地震輸入能量以保護設備或館藏文物的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明整體軸測圖；
[0017]圖2為本發(fā)明整體正視圖；
[0018]圖3為本發(fā)明整體俯視圖；
[0019]圖4為下盤隔震裝置軸測圖；
[0020]圖5為下盤隔震裝置俯視圖；
[0021]圖6為下盤隔震裝置正視圖；
[0022]圖7為本發(fā)明隔震裝置仰視圖(不含底板)；
[0023]圖8為本發(fā)明軸測圖(將三向隔震臺座倒置并不含底板)；
[0024]圖9為水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置軸測圖(不含外套筒)；
[0025]圖10為水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置剖面圖。
[0026]圖中標記說明:1_底板；2_水平壓力彈簧固定板；3_水平壓力彈簧；4_水平拉力彈簧；5_內(nèi)部固定軸；6_水平向滑動板；7_水平拉力彈簧固定板；8_萬向轉(zhuǎn)動球鉸；9-水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置；10_萬向轉(zhuǎn)動球鉸；11_頂板固定鋼箱；12_萬向轉(zhuǎn)動球鉸；13-豎向液壓阻尼器；14_萬向轉(zhuǎn)動球鉸；15_頂板；16_內(nèi)部液壓阻尼器；17_內(nèi)部液壓軸；18-內(nèi)部彈簧；19_外導桿；20_外套筒。
【具體實施方式】
[0027]下面主要結(jié)合附圖及具體實施例對包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座作進一步詳細的說明。
[0028]如圖1至圖10所示，一實施例的一種包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，包括底板1、下盤隔震裝置、中盤轉(zhuǎn)換裝置、上盤隔震裝置和頂盤，所述下盤隔震裝置和中盤轉(zhuǎn)換裝置分別設有四組；所述上盤隔震裝置設有四組，所述下盤隔震裝置固定在底板I上，所述下盤隔震裝置通過中盤轉(zhuǎn)換裝置連接頂盤，所述上盤隔震裝置連接在底板I和頂盤之間；所述頂盤包括頂板15和頂板固定鋼箱11，所述頂板15固定連接于頂板固定鋼箱11的上面；所述下盤隔震裝置包括內(nèi)部固定軸5、水平壓力彈簧固定板2、水平壓力彈簧3、水平向滑動板6、水平拉力彈簧4和水平拉力彈簧固定板7，所述內(nèi)部固定軸5依次穿過水平壓力彈簧3、水平向滑動板6和水平拉力彈簧4，所述水平壓力彈簧3的兩端分別連接水平壓力彈簧固定板2和水平向滑動板6，所述水平拉力彈簧4的兩端分別連接水平向滑動板6和水平拉力彈簧固定板7，所述水平壓力彈簧固定板2和水平拉力彈簧固定板7均與底板I固定連接；所述內(nèi)部固定軸5、水平壓力彈簧3和水平拉力彈簧4分別設有三個；所述中盤轉(zhuǎn)換裝置包括水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置9和萬向轉(zhuǎn)動球鉸(8，10)，所述水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置9通過一個萬向轉(zhuǎn)動球鉸8與水平向滑動板6連接，所述水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置9通過另一個萬向轉(zhuǎn)動球鉸10與頂板固定鋼箱11連接；所述水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置9設有三個；所述水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置9由內(nèi)部液壓阻尼器16、內(nèi)部液壓軸17、內(nèi)部彈簧18、外導桿19和外套筒20組成，所述外導桿19連接在外套筒20兩端，所述內(nèi)部液壓阻尼器16置于外套筒20內(nèi)，所述內(nèi)部液壓阻尼器16連接內(nèi)部液壓軸17，所述內(nèi)部液壓軸17連接外導桿19，所述外導桿19能夠由內(nèi)部液壓軸17帶動移動，所述內(nèi)部彈簧18置于外套筒20內(nèi)，所述內(nèi)部彈簧18通過外套筒20的端部抵接外導桿19，所述外導桿19能夠由內(nèi)部彈簧18的伸縮帶動移動；所述上盤隔震裝置包括豎向液壓阻尼器13和萬向轉(zhuǎn)動球鉸(12，14)，所述豎向液壓阻尼器13通過一個萬向轉(zhuǎn)動球鉸14與頂板固定鋼箱11連接，所述豎向液壓阻尼器13通過另一個萬向轉(zhuǎn)動球鉸12與底板I連接；
[0029]設備或館藏文物可直接與頂板15固定連接，非地震狀態(tài)時豎向荷載使豎向壓力彈簧通過水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置9將豎向荷載轉(zhuǎn)換成水平荷載，從而使水平壓力彈簧3產(chǎn)生壓縮變形。地震發(fā)生時，水平向產(chǎn)生的地震動將使水平壓力彈簧3產(chǎn)生往復振動從而進入隔震工作狀態(tài)，削弱水平地震動向上部結(jié)構(gòu)的傳遞；豎向地震動產(chǎn)生的幅值不斷變化的壓力通過水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置9轉(zhuǎn)換為水平向壓力，此壓力通過水平壓力彈簧3產(chǎn)生往復振動削弱，當豎向地震動產(chǎn)生的幅值不斷變化的拉力時，通過水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置9產(chǎn)生的水平往復拉力通過水平拉力彈簧4產(chǎn)生往復振動削弱，從而實現(xiàn)對豎向地震作用的削弱，減小豎向地震動向上部結(jié)構(gòu)的傳遞。水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置9內(nèi)部存在著彈簧裝置和阻尼裝置，一方面可有效的增加地震荷載下需要較大的位移，另一方面也能夠耗散一定的地震動輸入能量。下盤隔震裝置通過水平壓力彈簧固定板2和水平拉力彈簧固定板7限制其產(chǎn)生過大的位移，保證位移在合理的范圍內(nèi)。地震發(fā)生后，水平壓力彈簧3自動復位到非地震狀態(tài)時的位置。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有的優(yōu)點在于:本發(fā)明解決了在降低豎向地震作用的同時實現(xiàn)水平隔震的問題，達到了對必須實現(xiàn)豎向和水平向同時減隔震的結(jié)構(gòu)提供隔震保護的目的，最大限度地將地震作用向被保護的設備或館藏文物的傳遞路徑“切斷”或削弱，達到降低地震輸入能量以保護設備或館藏文物的目的。
[0031]以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，其特征在于:包括底板、下盤隔震裝置、中盤轉(zhuǎn)換裝置、上盤隔震裝置和頂盤，所述下盤隔震裝置固定在底板上，所述下盤隔震裝置通過中盤轉(zhuǎn)換裝置連接頂盤，所述上盤隔震裝置連接在底板和頂盤之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，其特征在于:所述下盤隔震裝置包括內(nèi)部固定軸、水平壓力彈簧固定板、水平壓力彈簧、水平向滑動板、水平拉力彈簧和水平拉力彈簧固定板，所述內(nèi)部固定軸依次穿過水平壓力彈簧、水平向滑動板和水平拉力彈簧，所述水平壓力彈簧的兩端分別連接水平壓力彈簧固定板和水平向滑動板，所述水平拉力彈簧的兩端分別連接水平向滑動板和水平拉力彈簧固定板，所述水平壓力彈簧固定板和水平拉力彈簧固定板均與底板固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，其特征在于:所述內(nèi)部固定軸、水平壓力彈簧和水平拉力彈簧分別設有三個。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，其特征在于:所述中盤轉(zhuǎn)換裝置包括水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置和萬向轉(zhuǎn)動球鉸，所述水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置通過一個萬向轉(zhuǎn)動球鉸與水平向滑動板連接，所述水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置通過另一個萬向轉(zhuǎn)動球鉸與頂盤連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，其特征在于:所述水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置設有三個。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，其特征在于:所述水平轉(zhuǎn)換彈簧阻尼導桿裝置由內(nèi)部液壓阻尼器、內(nèi)部液壓軸、內(nèi)部彈簧、導桿和外套筒組成，所述導桿連接在外套筒兩端，所述內(nèi)部液壓阻尼器置于外套筒內(nèi)，所述內(nèi)部液壓阻尼器連接內(nèi)部液壓軸，所述內(nèi)部液壓軸連接導桿，所述導桿能夠由內(nèi)部液壓軸帶動移動，所述內(nèi)部彈簧置于外套筒內(nèi)，所述內(nèi)部彈簧通過外套筒的端部抵接導桿，所述導桿能夠由內(nèi)部彈簧的伸縮帶動移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，其特征在于:所述上盤隔震裝置包括豎向液壓阻尼器和萬向轉(zhuǎn)動球鉸，所述豎向液壓阻尼器通過一個萬向轉(zhuǎn)動球鉸與頂盤連接，所述豎向液壓阻尼器通過另一個萬向轉(zhuǎn)動球鉸與底板連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，其特征在于:所述下盤隔震裝置和中盤轉(zhuǎn)換裝置分別設有四組。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，其特征在于:所述上盤隔震裝置設有四組。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包含彈簧阻尼導桿裝置的三向隔震臺座，其特征在于:所述頂盤包括頂板和頂板固定鋼箱，所述頂板固定連接于頂板固定鋼箱的上面。
【文檔編號】F16F15/04GK104315079SQ201410478497
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】聶桂波, 戴君武, 張辰嘯 申請人:中國地震局工程力學研究所