一种采用压剪型叠层橡胶的抗拉拔竖向隔震装置的制作方法

本发明涉及减隔震，特别涉及一种采用压剪型叠层橡胶的抗拉拔竖向隔震装置。

背景技术：

1、对于大跨空间结构等对竖向地震作用更为敏感的结构以及某些高精度的仪器设备，进行竖向隔震是必要的。实践证明，橡胶支座具有良好的耗能能力，且压剪变形更有利于叠层橡胶工作和延长橡胶支座的使用寿命，从而可基于叠层橡胶来研发竖向隔震装置。

2、然而相较于其良好的水平隔震效果，现有技术中叠层橡胶支座并不能很好地隔绝竖向震动，从而在某些情况下无法满足结构或设备对竖向减隔震的要求，甚至会放大竖向的震动，同时大部分的叠层橡胶支座缺乏抗拔设计，导致橡胶支座可能承受拉应力，造成支座的破坏失效。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种采用压剪型叠层橡胶的抗拉拔竖向隔震装置，能够将上部结构的竖向运动转换为叠层橡胶的压剪变形，从而有效消耗地震能量，减小结构的地震响应，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种采用压剪型叠层橡胶的抗拉拔竖向隔震装置，抗拉拔竖向隔震装置主体位于底板和顶板之间，所述底板的上表面安装有抗拔键，所述顶板的底部设置有四棱环板，所述四棱环板的下部置于所述抗拔键构成的内腔中，所述四棱环板的空腔中设置承压棱台，所述承压棱台和四棱环板之间设置有叠层橡胶模块。

4、进一步地，所述抗拔键在竖直方向的截面为“z”字形，内壁突出部分为楔形截面，内壁斜面的倾角为30°-60°，外壁突出台阶为矩形截面，所述抗拔键的外壁突出台阶设有螺栓通孔，其尺寸及定位与底板的螺纹孔相匹配，所述连接螺栓穿过抗拔键的螺栓通孔，将抗拔键安装在底板上。

5、进一步地，所述抗拔键设置有2个，对称布置在底板上表面，两个抗拔键之间具有间距形成槽口。

6、进一步地，所述承压棱台为中空四棱台，并居中正放于底板上，开口截面大的一端为下端，所述承压棱台的水平截面为正方形，所述承压棱台的外壁倾角为30°-60°。

7、进一步地，所述四棱环板为中空四棱台，开口截面小的一端为上端，所述四棱环板上端面与顶板的下表面固定连接，所述四棱环板的侧壁倾角为30°-60°，所述四棱环板的水平截面为正方形。

8、进一步地，所述承压棱台的外壁与对应的四棱环板的内壁正对且平行，所述抗拔键位于四棱环板的外侧，并将四棱环板的下部包围，所述抗拔键的内壁斜面与四棱环板的外壁平行且贴合。

9、进一步地，所述叠层橡胶模块包括交错布置贴合且经过高温硫化粘接的梯形钢板与梯形高阻尼橡胶层，所述梯形钢板为阶梯状平行分布，每层钢板的高度和厚度均相同，所述梯形高阻尼橡胶层为阶梯状平行分布，每层橡胶的高度和厚度均相同，相邻两层梯形高阻尼橡胶层之间插入一层梯形钢板，所述梯形钢板的上下端面以及梯形高阻尼橡胶层的上下端面均相互平行且与水平面存在夹角，所述梯形高阻尼橡胶层比梯形钢板多一层，每个叠层橡胶模块的两侧均为梯形高阻尼橡胶层。

10、进一步地，所述承压棱台的外壁与四棱环板的内壁均与梯形高阻尼橡胶层贴合粘接。

11、进一步地，所述顶板为平面厚钢板，设有螺栓通孔。

12、进一步地，所述底板设有若干螺栓通孔和螺纹孔，其中螺栓通孔用于装置与结构基础或下部支承的连接固定，螺纹孔配合连接螺栓共同使用，将抗拔键安装在底板上。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、1.本发明设置抗拔键，抗拔键的水平投影的槽口宽度小于四棱环板底部的宽度，相当于将四棱环板的下部罩住，抗拔键与四棱环板组成卡扣结构，使装置无法发生竖直向上的变形，从而使竖向隔震装置具有良好的抗拔性能，避免橡胶承受拉应力，有效延长抗拉拔竖向隔震装置的使用寿命，且抗拔键采用螺栓安装固定，便于组装与维修。

15、2.本发明采用倾斜叠层橡胶的设计，能够将上部结构或设备的竖向运动转换成叠层橡胶的压剪变形，从而可以充分发挥高阻尼橡胶的变形耗能能力，有效实现竖向隔震。

16、3.本发明采用承压棱台与四棱环板，均为中空四棱台，其水平截面均为正方形，同时配合抗拔键的限位功能，可以避免抗拉拔竖向隔震装置的扭转与摇摆。

17、4.本发明构造简单、受力合理、稳定性好，可根据实际承载力需求改变高阻尼橡胶层的厚度、层数、倾角等参数。

技术特征：

1.一种采用压剪型叠层橡胶的抗拉拔竖向隔震装置，其特征在于，抗拉拔竖向隔震装置主体位于底板(1)和顶板(7)之间，采用连接螺栓(8)将抗拔键(2)安装在所述底板(1)上，所述顶板(7)的底部设置有四棱环板(6)，所述四棱环板(6)的下部置于所述抗拔键(2)构成的内腔中，所述四棱环板(6)的空腔中设置承压棱台(3)，所述承压棱台(3)和四棱环板(6)之间设置有叠层橡胶模块。

2.如权利要求1所述的采用压剪型叠层橡胶的抗拉拔竖向隔震装置，其特征在于，所述抗拔键(2)在竖直方向的截面为“z”字形，内壁突出部分为楔形截面，内壁斜面的倾角为30°-60°，外壁突出台阶为矩形截面，所述抗拔键(2)的外壁突出台阶设有螺栓通孔，螺栓通孔的尺寸及定位与底板(1)的螺纹孔相匹配，所述连接螺栓(8)穿过抗拔键(2)的螺栓通孔安装在底板(1)上。

3.如权利要求1所述的采用压剪型叠层橡胶的抗拉拔竖向隔震装置，其特征在于，所述抗拔键(2)设置有2个，对称布置在底板(1)的上表面，两个抗拔键(2)之间具有间距形成槽口。

4.如权利要求1所述的采用压剪型叠层橡胶的抗拉拔竖向隔震装置，其特征在于，所述承压棱台(3)为中空四棱台，并居中正放于底板(1)上，开口截面大的一端为下端，所述承压棱台(3)的水平截面为正方形，所述承压棱台(3)的外壁倾角为30°-60°。

5.如权利要求1所述的采用压剪型叠层橡胶的抗拉拔竖向隔震装置，其特征在于，所述四棱环板(6)为中空四棱台，开口截面小的一端为上端，所述四棱环板(6)的上端面与顶板(7)的下表面固定连接，所述四棱环板(6)的侧壁倾角为30°-60°，所述四棱环板(6)的水平截面为正方形。

6.如权利要求1所述的采用压剪型叠层橡胶的抗拉拔竖向隔震装置，其特征在于，所述承压棱台(3)的外壁与对应的四棱环板(6)的内壁正对且平行，所述抗拔键(2)位于四棱环板(6)的外侧，并将四棱环板(6)的下部包围，所述抗拔键(2)的内壁斜面与四棱环板(6)的外壁平行且贴合。

7.如权利要求1所述的采用压剪型叠层橡胶的抗拉拔竖向隔震装置，其特征在于，所述叠层橡胶模块包括交错布置贴合且经过高温硫化粘接的梯形钢板(4)与梯形高阻尼橡胶层(5)，所述梯形钢板(4)为阶梯状平行分布，每层钢板的高度和厚度均相同，所述梯形高阻尼橡胶层(5)为阶梯状平行分布，每层橡胶的高度和厚度均相同，相邻两层梯形高阻尼橡胶层(5)之间插入一层梯形钢板(4)，所述梯形钢板(4)的上下端面以及梯形高阻尼橡胶层(5)的上下端面均相互平行且与水平面存在夹角，所述梯形高阻尼橡胶层(5)比梯形钢板(4)多一层，每个叠层橡胶模块的两侧均为梯形高阻尼橡胶层(5)。

8.如权利要求1所述的采用压剪型叠层橡胶的抗拉拔竖向隔震装置，其特征在于，所述承压棱台(3)的外壁与四棱环板(6)的内壁均与梯形高阻尼橡胶层(5)贴合粘接。

9.如权利要求1所述的采用压剪型叠层橡胶的抗拉拔竖向隔震装置，其特征在于，所述顶板(7)为平面厚钢板，设有螺栓通孔。

10.如权利要求1所述的采用压剪型叠层橡胶的抗拉拔竖向隔震装置，其特征在于，所述底板(1)设有若干螺栓通孔和螺纹孔，其中螺栓通孔用于抗拉拔竖向隔震装置与结构基础或下部支承的连接固定，螺纹孔配合连接螺栓(8)共同使用，将抗拔键(2)安装在底板(1)上。

技术总结本发明公开了一种采用压剪型叠层橡胶的抗拉拔竖向隔震装置，抗拉拔竖向隔震装置主体位于底板与顶板之间，所述抗拔键通过连接螺栓安装在底板上，所述顶板的底部设置有四棱环板，所述四棱环板的下部置于所述抗拔键构成的内腔中，所述四棱环板的空腔中设置承压棱台，所述承压棱台和四棱环板之间设置有叠层橡胶模块。本发明能够将上部结构的竖向运动转换为叠层橡胶的压剪变形，从而有效消耗地震能量，减小结构的地震响应。技术研发人员：聂桂波,王志詠,柏文,王薇,谢志南,樊钦鑫,邢遵胜,姬志田受保护的技术使用者：中国地震局工程力学研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/5