CN111549926A - 一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置及方法，用于上部整体结构(8)和地基(4)之间的荷载传递和减振，该装置包括由上至下依次连接的上柱墩(1)、弹簧隔振器(2)和下柱墩(3)，所述的上柱墩(1)侧面连接有若干根水平且均匀分布的上部连接梁(7)，每根上部连接梁(7)的底面竖向设置有1根下悬限位墩(6)，所述的下悬限位墩(6)的下表面高度低于下柱墩(3)的上表面高度，所述的下悬限位墩(6)紧贴下柱墩(3)的侧面。与现有技术相比，本发明具有水平抗震性好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑结构技术领域，尤其是涉及一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置及方法。
背景技术
多年的实践及实际工程应用表明，建筑物整体隔振技术可以有效的降低地铁或列车正常行驶产生的环境振动和二次噪音，有效地提升地铁沿线建筑物的正常使用效果，特别在振动敏感的建筑物中已有较广的应用，如音乐厅、大剧院和精密仪器制造。
建筑物整体弹簧隔振技术主要是针对某个单独重要的建筑物，在建筑物与基础或下部结构之间通过弹簧隔振器连接，把整个建筑物浮筑于弹簧隔振器之上，称之为整体竖向弹簧隔振结构。设置弹簧隔振器后，基础与隔振的结构之间为弹性连接，系统的垂向固有频率在3.0～5.0Hz左右，当地铁或列车运行产生的高频振动信号传播到建筑物基础时，设置的弹簧隔振器由于频率较低，可以将绝大部分地铁振动信号隔离，切断了振动向建筑物里面传播的途径，从而达到隔振的目的。
现有技术也给出了一些解决方案，中国专利CN209509182U提出了一种建筑隔振支座，包括上压板、下压板和螺旋钢弹簧，螺旋钢弹簧位于上压板和下压板之间，上压板与下压板之间设置连接件，并通过连接件将螺旋钢弹簧预压缩至刚度与位移呈线性相关状态，连接件为连接螺杆，连接螺杆上设置锁紧螺母；上压板上还设有上连接板，上连接板位于上压板的上方，下压板上还设有下连接板，下连接板位于下压板的下方。该专利具有隔振效果好、性能稳定、使用寿命长等优点，其可以有效隔离外部振动，减少振动引发的建筑结构二次噪声，减振降噪效果好。
但该专利存在以下问题：
竖直方向上，钢弹簧隔振器能够减小竖向刚度，达到竖向减振；水平方向上，虽然弹簧隔振器水平刚度较小，整体结构水平刚度较基底固接结构有所降低，但是，由于在钢弹簧隔振器的水平刚度影响下整体结构水平刚度降低的幅度有限，同时房屋底部由于变形增大、相应的振型参与质量增大，反而会引起整体结构地震作用的增大。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置及方法，水平抗震性好。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置，用于上部整体结构和地基之间的荷载传递和减振，包括由上至下依次连接的上柱墩、隔振器和下柱墩，所述的上柱墩侧面连接有若干根水平且均匀分布的上部连接梁，上部连接梁与上部整体结构连接，每根上部连接梁的底面竖向设置有1根下悬限位墩，所述的下悬限位墩的下表面高度低于下柱墩的上表面高度，所述的下悬限位墩紧贴下柱墩的侧面，能够同时保证装置水平和竖直方向的刚度，避免弹簧竖向隔振结构带来的水平地震作用增大问题，减小水平地震作用。
进一步地，所述的下悬限位墩与下柱墩的接触面上设置有密封滑移材料，所述的密封滑移材料为聚四氟乙烯板，聚四氟乙烯板的密封性能和耐腐蚀性能好。
进一步地，所述的密封滑移材料设置在下悬限位墩上，所述的密封滑移材料完全填充接触面，避免下悬限位墩与下柱墩之间的接触面被腐蚀而出现空隙，影响装置的水平刚度。
进一步地，所述的上部连接梁的数量为4根，保证装置在水平方向上任意方位的刚度。
进一步地，所述的上部连接梁的宽度小于上柱墩的侧面宽度，所述的上部连接梁的厚度与上柱墩的高度相同，在保证充分缓冲来自上柱墩的横向震动的前提下节省材料，减少重量，提高装置的安全性和稳定性。
进一步地，所述的下悬限位墩的下表面与下柱墩的上表面的高度差不小于下柱墩高度的1/2，保证下悬限位墩充分缓冲来自下柱墩的横向震动，提高装置的稳定性和安全性。
一种采用所述的一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置的减震方法，具体为：由上至下依次连接上部整体结构、上柱墩、隔振器，下柱墩和地基，在上柱墩侧面水平连接若干根均匀分布的上部连接梁，每根上部连接梁的底面竖向设置有1根下悬限位墩，所述的下悬限位墩的下表面高度低于下柱墩的上表面高度，所述的下悬限位墩紧贴下柱墩的侧面。
与现有技术相比，本发明具有以如下有益效果：
(1)本发明依次连接上部整体结构、上柱墩、弹簧隔振器、下柱墩和地基，在上柱墩侧面连接若干根水平且均匀分布的上部连接梁，每根上部连接梁的底面竖向设置有1根下悬限位墩，下悬限位墩的下表面高度低于下柱墩的上表面高度，下悬限位墩紧贴下柱墩的侧面，整体提高了弹簧竖向隔振结构的水平刚度，解决了弹簧竖向隔振结构带来的水平地震作用增大问题，减小了水平地震作用，安全性好，结构简单；
(2)本发明在下悬限位墩与下柱墩的接触面上设置有密封滑移材料，密封滑移材料设置在下悬限位墩上，所述的密封滑移材料完全填充接触面，避免下悬限位墩与下柱墩之间的接触面被腐蚀而出现空隙，影响装置的水平刚度，稳定性好；
(3)本发明采用聚四氟乙烯板作为密封滑移材料，耐腐蚀性和密封性好；
(4)本发明将4根上部连接梁水平且均匀的连接在上柱墩侧面，上部连接梁的宽度小于上柱墩的侧面宽度，上部连接梁的厚度与上柱墩的高度相同，在保证充分缓冲来自上柱墩的横向震动的前提下节省材料，减少重量，提高装置的安全性和稳定性；
(5)本发明设置的下悬限位墩的下表面与下柱墩的上表面的高度差不小于下柱墩高度的1/2，保证下悬限位墩充分缓冲来自下柱墩的横向震动，提高装置的稳定性和安全性。
附图说明
图1为本发明的侧视结构图；
图2为图1的A-A剖面图；
图3为图1的B-B剖面图；
图中标号说明：
1.上柱墩，2.弹簧隔振器，3.下柱墩，4.地基，5.聚四氟乙烯板，6.下悬限位墩，7.上部连接梁，8.上部整体结构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置，如图1，包括上柱墩1、弹簧隔振器2，下柱墩3和地基4，上部整体结构8、上柱墩1、弹簧隔振器2、下柱墩3和地基4由上至下依次连接；
上柱墩1上水平设有4根的上部连接梁7，上部连接梁7与上部整体结构8连接，保证装置在水平方向上任意方位的刚度，上部连接梁7的宽度小于上柱墩1的侧面宽度，所述的上部连接梁7的厚度与上柱墩1的高度相同，在保证有足够承载力承担来自上柱墩1的横向震动的前提下节省材料，减少重量，提高装置的安全性和稳定性。
如图2和图3，4根上部连接梁7的一端分别连接上柱墩1的4个侧面，另一端连接上部整体结构8，每根上部连接梁7的底面竖向设置有1根下悬限位墩6，下悬限位墩6的下表面高度低于下柱墩3的上表面高度，下悬限位墩6与下柱墩3侧面紧贴，下悬限位墩6的下表面与下柱墩3的上表面的高度差不小于下柱墩3高度的1/2，保证下悬限位墩6充分缓冲来自下柱墩3的横向震动，提高装置的稳定性和安全性。
在下悬限位墩6的与上柱墩1接触的表面上设置聚四氟乙烯板5，聚四氟乙烯板5的密封性能和耐腐蚀性能好，聚四氟乙烯板5设置在下悬限位墩6上，聚四氟乙烯板5的完全填充接触面，避免下悬限位墩与下柱墩之间的接触面被腐蚀而出现空隙，影响装置的水平刚度。
上部整体结构8水平荷载由弹簧隔振器2传递至下柱墩3，进而传递至地基4，通过设置下悬限位墩6，提高弹簧隔振器2连接部位的水平刚度，避免弹簧隔振器2带来的水平地震作用增大问题，可有效减小水平地震作用。
实施例2
与实施例1对应的一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震方法，具体为：
由上至下依次连接上部整体结构8、上柱墩1、弹簧隔振器2，下柱墩3和地基4，在上柱墩1侧面水平连接若干根均匀分布的上部连接梁7，每根上部连接梁7的底面竖向设置有1根下悬限位墩6，下悬限位墩6的下表面高度低于下柱墩3的上表面高度，下悬限位墩6紧贴下柱墩3的侧面，上部连接梁7以及下悬限位墩6分别提高了上柱墩1和下柱墩3的水平刚度，避免弹簧隔振器2带来的水平地震作用增大问题。
实施例1和实施例2提出了一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置及方法，整体结构的竖向刚度与传统整体弹簧竖向隔振结构相同，满足竖向隔振的有效性，上部整体结构8水平荷载由下悬限位墩6传递至下柱墩3、进而传递至地基4，水平刚度与传统基底固定结构相同，避免传统整体弹簧竖向隔振结构带来的水平地震作用增大问题，可有效减小水平地震作用。，
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置，用于上部整体结构(8)和地基(4)之间的荷载传递和减振，包括由上至下依次连接的上柱墩(1)、弹簧隔振器(2)和下柱墩(3)，其特征在于，所述的上柱墩(1)侧面连接有若干根水平且均匀分布的上部连接梁(7)，每根上部连接梁(7)的底面竖向设置有1根下悬限位墩(6)，所述的下悬限位墩(6)的下表面高度低于下柱墩(3)的上表面高度，所述的下悬限位墩(6)紧贴下柱墩(3)的侧面。
2.根据权利要求1所述的一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置，其特征在于，所述的下悬限位墩(6)与下柱墩(3)的接触面上设置有密封滑移材料。
3.根据权利要求2所述的一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置，其特征在于，所述的密封滑移材料为聚四氟乙烯板(5)。
4.根据权利要求2所述的一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置，其特征在于，所述的密封滑移材料设置在下悬限位墩(6)上。
5.根据权利要求4所述的一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置，其特征在于，所述的密封滑移材料完全填充接触面。
6.根据权利要求1所述的一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置，其特征在于，所述的上部连接梁(7)的数量为4根。
7.根据权利要求1所述的一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置，其特征在于，所述的上部连接梁(7)的宽度小于上柱墩(1)的侧面宽度。
8.根据权利要求1所述的一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置，其特征在于，所述的上部连接梁(7)的厚度与上柱墩(1)的高度相同。
9.根据权利要求1所述的一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置，其特征在于，所述的下悬限位墩(6)的下表面与下柱墩(3)的上表面的高度差不小于下柱墩(3)高度的1/2。
10.一种采用权利要求1所述的一种适用于整体弹簧竖向隔振结构的水平减震装置的减震方法，其特征在于，具体为：
由上至下依次连接上部整体结构(8)、上柱墩(1)、弹簧隔振器(2)，下柱墩(3)和地基(4)，在上柱墩(1)侧面水平连接若干根均匀分布的上部连接梁(7)，每根上部连接梁(7)的底面竖向设置有1根下悬限位墩(6)，所述的下悬限位墩(6)的下表面高度低于下柱墩(3)的上表面高度，所述的下悬限位墩(6)紧贴下柱墩(3)的侧面。
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| CN112081303A (zh) * | 2020-09-30 | 2020-12-15 | 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 | 一种隔振柱脚节点 |
| CN112112307A (zh) * | 2020-09-29 | 2020-12-22 | 中国铁路设计集团有限公司 | 一种高铁地下车站与航站楼的减隔振转化结构及施工方法 |
| CN112878385A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-06-01 | 北京市建筑设计研究院有限公司 | 组合支座系统 |
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