利索能及
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专利号: 2023116959648
申请人: 石家庄铁道大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种分级耗能型三向减隔震支座,其特征在于:所述三向减隔震支座包括用于与待减震结构的上部构件及下部构件相连的顶板及底板,所述顶板与底板之间设有护筒,所述护筒的内部设有与顶板相连的竖向减隔震组件,用于实现竖向减隔震及竖向复位;所述护筒与底板通过平移结构相连,用于实现水平位移并限制护筒竖向位移;所述护筒的下部内侧设有横向减隔震组件,用于实现横向减隔震及横向复位;所述横向减隔震组件与竖向减隔震组件协同实现分级耗能。

2.根据权利要求1所述的分级耗能型三向减隔震支座,其特征在于:所述竖向减隔震组件包括高强环簧组、螺母旋转式滚珠丝杠副及SMA索,所述螺母旋转式滚珠丝杠副包括丝杠及螺母,所述丝杠的下端与横向减隔震组件相连,所述螺母与丝杠的上端螺纹配合,所述螺母设置于内套筒内,所述内套筒固定于顶板下表面、且其外表面与外套筒贴合,所述外套筒设置于内套筒与护筒之间,所述外套筒的顶部与顶板相连;所述高强环簧组设置于护筒与顶板、护筒与外套筒之间,能够参与竖向耗能及竖向复位;所述SMA索设置于外套筒的下方、且水平铺设在横向减隔震组件的内挡筒内,所述SMA索环绕丝杠设置,所述SMA索的一端固定于丝杠表面、另一端与内挡筒内壁相连。

3.根据权利要求2所述的分级耗能型三向减隔震支座,其特征在于:所述高强环簧组包括外环簧及内环簧,所述外环簧环绕于外套筒外表面、且设置于护筒的凸檐上表面与顶板下表面之间,用于当上部构件下降时参与竖向耗能及竖向复位;所述内环簧环绕于外套筒外部、且设置于护筒的凸缘内部下表面与外套筒的底部凸檐上表面之间,当上部构件抬升时参与竖向耗能及复位,或上下部构件发生横向相对位移时参与横向分级耗能及复位;所述外套筒的下端凸缘能够对三向减隔震支座的水平及竖向位移进行限位。

4.根据权利要求3所述的分级耗能型三向减隔震支座,其特征在于:所述内套筒的内部设有橡胶垫块,所述橡胶垫块的顶部固定于顶板下表面,能够参与横向分级耗能可并防止SMA索过度拉伸而失效。

5.根据权利要求2所述的分级耗能型三向减隔震支座,其特征在于:所述SMA索由形状记忆合金制作而成,通过丝杠转动带动SMA索拉伸实现竖向耗能及复位。

6.根据权利要求4所述的分级耗能型三向减隔震支座,其特征在于:所述平移结构包括底板高强螺栓和十字型卡槽,所述十字型卡槽及底板高强螺栓均为四个、且均布于底板的四周,所述底板高强螺栓贯穿十字型卡槽与护筒的底部相连;所述十字型卡槽包括护筒环向卡槽和底板径向卡槽,所述底板径向卡槽径向设置于底板上,四个护筒环向卡槽周向设置于护筒的底壁上,所述护筒环向卡槽与底板径向卡槽十字交叉;十字型卡槽能够对三向减隔震支座的水平及竖向位移进行限位。

7.根据权利要求6所述的分级耗能型三向减隔震支座,其特征在于:所述护筒为分体式结构,包括上护筒和下护筒,所述上护筒的下端凸檐及下护筒的上端凸檐通过多个护筒高强螺栓相连,所述外套筒设置于上护筒内部,所述外环簧周向设置于上护筒的顶部凸檐与顶板之间;所述下护筒的底部与底板高强螺栓相连,所述横向减隔震组件设置于下护筒的内部、且贯穿下护筒及底板中部的倒梯形孔与下方的下部构件相连;所述上护筒及下护筒的外壁上间隔设有多个加劲板。

8.根据权利要求7所述的分级耗能型三向减隔震支座,其特征在于:所述横向减隔震组件包括活动块和剪力键,所述活动块的四周设有内挡筒,所述内挡筒的内侧底部设有环形盖板,所述环形盖板通过盖板高强螺栓与内挡筒内侧的活动块顶部相连,所述竖向减隔震组件的丝杠底部凸缘设置于环形盖板的下方,所述竖向减隔震组件的SMA索设置于环形盖板上;所述活动块的底部设有倒梯形凸块,所述倒梯形凸块的下部贯穿下护筒及底板中部的倒梯形孔与下部构件的凹槽配合,能够将三向减隔震支座的水平运动转化为活动块的竖向运动;所述剪力键设置于倒梯形凸块的下表面上,用于与下部构件的凹槽中部配合,能够实现三向减隔震支座的横向分级耗能。

9.根据权利要求8所述的分级耗能型三向减隔震支座,其特征在于:所述外套筒与上护筒的接触面之间设有聚四氟乙烯板,所述丝杠与活动块及环形盖板的接触面之间设有聚四氟乙烯板,所述活动块与下护筒的接触面之间设有聚四氟乙烯板,所述下护筒与底板的接触面之间设有聚四氟乙烯板。

10.一种分级耗能型三向减隔震支座的制作方法,其特征在于,组装如权利要求9所述的三向减隔震支座,包括以下步骤:

步骤一:首先在横向减隔震组件的活动块顶部沉槽及竖向减隔震组件的丝杠底部凸缘上表面铺设聚四氟乙烯板,并将竖向减隔震组件的丝杠底部固定于横向减隔震组件的活动块与环形盖板之间,将竖向减隔震组件的SMA索一端固定于丝杠表面、另一端固定于活动块四周的内挡筒内侧,并预留一定长度以满足在正常运营或小震作用下结构的变形需求;

步骤二:在底板上表面及护筒内表面铺设聚四氟乙烯板,将平移结构的十字型卡槽调整到相对应位置,然后将底板高强螺栓穿过十字型卡槽使护筒与底板竖向固定,再在活动块底部的倒梯形凸块与护筒底部及底板的倒梯形孔接触面之间铺设聚四氟乙烯板,将步骤一中组装好的活动块安装就位;

步骤三:先将内套筒固定于顶板,并将橡胶垫块放置于内套筒内且固定于顶板下表面,再在护筒内表面铺设聚四氟乙烯板,并在护筒顶部凸檐上表面布置外环簧,然后在外套筒外表面铺设聚四氟乙烯板,并在外套筒下端凸缘上布置内环簧,再将外套筒上端插入护筒的凸缘内侧与内套筒之间,利用顶板高强螺栓连接固定顶板与外套筒;

步骤四:通过旋转步骤一中组装好的丝杠插入内套筒内,使得SMA索无旋转拉伸,完成三向减隔震支座的装配;

最后将制作好的三向减隔震支座通过螺栓与待减震结构的上部构件及下部构件连接。