本技術(shù)屬于建筑結(jié)構(gòu)，尤其涉及建筑隔振/震技術(shù)，特別是一種錐形疊層橡膠復(fù)合碟形彈簧振震雙控支座。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代城市化進(jìn)程中，地鐵是現(xiàn)代化城市的重要標(biāo)志，地鐵的發(fā)展對(duì)城市建設(shè)影響深遠(yuǎn)。然而，大型城市地鐵軌道交通運(yùn)營產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲污染也愈發(fā)嚴(yán)重，地鐵運(yùn)行造成的振動(dòng)以及噪聲將對(duì)軌道交通線路之上以及臨近建筑造成持續(xù)不斷的不利影響；尤其在tod開發(fā)中的上蓋建筑物會(huì)受到地鐵運(yùn)營時(shí)產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)影響，嚴(yán)重時(shí)或可中斷tod項(xiàng)目的建設(shè)；此外，地鐵運(yùn)行的噪聲和振動(dòng)也會(huì)對(duì)地鐵沿線的實(shí)驗(yàn)室建筑中的精密儀器、近軌重要文保建筑、近軌高品質(zhì)的歌舞劇院建筑的正常使用構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，列車運(yùn)行引起的環(huán)境振動(dòng)問題已成為制約地鐵車輛段上蓋建筑能否成功開發(fā)的關(guān)鍵問題之一。

2、地鐵上蓋項(xiàng)目的成功開發(fā)必須要求采取一定的振動(dòng)減緩措施，以保證上蓋建筑物的振動(dòng)環(huán)境達(dá)標(biāo)。除了地鐵振動(dòng)影響之外，地鐵上蓋建筑的水平地震的影響依舊不可忽視。地鐵上蓋開發(fā)項(xiàng)目一般采用大底盤多塔結(jié)構(gòu)體系，上蓋建筑與下部裙房的柱網(wǎng)大多難以對(duì)齊，上部結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件難以直接落地、豎向荷載需通過轉(zhuǎn)換層傳向下部裙房再傳至基礎(chǔ)，導(dǎo)致這類項(xiàng)目往往存在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、體型復(fù)雜、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)困難等問題。因此，實(shí)際地鐵上蓋工程的建筑結(jié)構(gòu)既面臨針對(duì)地鐵運(yùn)行的減振需求，又面臨地震來臨時(shí)的結(jié)構(gòu)減震需求，這一類既受到豎向振動(dòng)作用控制，又受到水平地震作用控制的工程結(jié)構(gòu)可以統(tǒng)稱為“振震雙控”結(jié)構(gòu)。

3、現(xiàn)有振動(dòng)控制技術(shù)及結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)已經(jīng)多年的發(fā)展歷史，然而對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的豎向振動(dòng)和地震作用的雙重控制問題，當(dāng)前實(shí)際工程中尚未出現(xiàn)技術(shù)成熟的可廣泛應(yīng)用的控制裝置。該問題的技術(shù)瓶頸與制約主要表現(xiàn)在：(1)現(xiàn)有的振震雙控支座用于豎向振動(dòng)控制的隔振部件(如厚肉橡膠、鋼螺旋彈簧)在豎向的承載能力有限，導(dǎo)致采用這種隔振支座時(shí)，上部結(jié)構(gòu)僅限于低矮樓層建筑；當(dāng)上部結(jié)構(gòu)樓層較高時(shí)，隔振部件(厚肉橡膠、鋼螺旋彈簧)無法承載過大的豎向壓力而失去穩(wěn)定(厚肉橡膠鼓曲)或發(fā)生破壞(鋼螺旋彈簧斷裂)。(2)現(xiàn)有的振震雙控支座用于豎向振動(dòng)控制的隔振部件(如厚肉橡膠)的隔振頻率與下部結(jié)構(gòu)梁、柱構(gòu)件的一階豎向自振頻率接近，無法達(dá)到理想的隔振頻率比，導(dǎo)致對(duì)地鐵振動(dòng)波的隔振效率低。(3)現(xiàn)有的振震雙控支座的豎向耗能能力有限，由于共振效應(yīng)，地鐵振動(dòng)波將在振震雙控支座豎向自振頻率點(diǎn)上出現(xiàn)振動(dòng)響應(yīng)放大的不利現(xiàn)象。(4)現(xiàn)有的振震雙控支座的隔震部件主要停留在只隔離水平地震，不考慮豎向地震的階段。然而，近年來國內(nèi)外發(fā)生的地震中的地震動(dòng)數(shù)據(jù)表明，在近斷層地震區(qū)，地震動(dòng)的豎向分量十分強(qiáng)烈，峰值加速度甚至超過了水平向分量，因此需要解決建筑的豎向隔震問題。(5)現(xiàn)有的振震雙控支座在地震時(shí)用于高寬比較大的建筑物會(huì)出現(xiàn)搖擺現(xiàn)象，甚至支座受拉至屈服，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生整體傾覆破壞。(6)現(xiàn)有的振震雙控支座無法兼顧地震和豎向振動(dòng)的控制需求。因地震動(dòng)和來自軌道交通、地面交通的環(huán)境振動(dòng)具有不同的振動(dòng)特性，前者幅值高，頻譜廣，但是頻率低，后者幅值低，頻譜窄，但是頻率高。既有的一些振震雙控支座往往只能在某一方面起到較好的控制作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種錐形疊層橡膠復(fù)合碟形彈簧振震雙控支座，解決目前對(duì)豎向隔振和水平向地震作用控制的不足。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、本實(shí)用新型提供一種錐形疊層橡膠復(fù)合碟形彈簧振震雙控支座，包括：水平向隔震支座，包括水平向隔震單元和支座底板；豎向隔振支座，包括：支座上蓋板，所述支座上蓋板用于與上部結(jié)構(gòu)連接固定；支座下蓋板，所述支座下蓋板以與支座上蓋板間隔一可調(diào)的豎向距離水平對(duì)置布置于所述支座上蓋板的下方，用于與下部結(jié)構(gòu)或所述水平向隔震單元連接固定；多組豎向隔振單元，所述豎向隔振單元以預(yù)定的平面布局布置于所述支座下蓋板上，并且所述豎向隔振單元由碟形彈簧和錐形疊層橡膠組成，碟形彈簧與錐形疊層橡膠串聯(lián)布設(shè)，所述錐形疊層橡膠具有中心通孔；多根預(yù)應(yīng)力筋，所述預(yù)應(yīng)力筋與所述豎向隔振單元一一對(duì)應(yīng)，上端錨固固定于所述支座上蓋板，并且穿過所述碟形彈簧與錐形疊層橡膠的中心通孔，下端錨固固定于所述支座下蓋板。本實(shí)用新型能夠滿足對(duì)水平地震和豎向振動(dòng)作用同時(shí)隔離的需求，結(jié)合預(yù)應(yīng)力筋和水平向限位單元，又能夠?qū)崿F(xiàn)整體支座豎向和水平向變形解耦，尤其能夠用于高層建筑。

4、有益效果：本實(shí)用新型提出一種錐形疊層橡膠復(fù)合碟形彈簧振震雙控支座，主要應(yīng)用于城市地下軌道交通沿線臨近建筑結(jié)構(gòu)，解決目前對(duì)豎向隔振和水平向地震作用控制的不足。與現(xiàn)有技術(shù)相比至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)有效地降低了豎向隔振支座的豎向剛度，在支座承受的重力荷載不變的情況下，較低的剛度具有較小的豎向隔振頻率，從而能夠顯著提升針對(duì)地鐵振動(dòng)的豎向隔振效率。(2)解決了低剛度高承載豎向隔振支座承載力不足的問題，顯著提升振震雙控支座的豎向承載能力，保證支座在多層和高層建筑均可使用。(3)實(shí)現(xiàn)了支座的水平變形與豎向變形解耦，可以達(dá)到支座的水平向變形和豎向變形互不影響，解決了水平向隔震支座和低剛度高承載豎向隔振支座在組合使用時(shí)水平向和豎向變形耦合效應(yīng)對(duì)水平向隔震效果和豎向隔振效果造成的不利影響，保證支座極高效率的豎向隔振效果和水平向隔震效果。(4)可以顯著降低上部結(jié)構(gòu)的豎向自振頻率，保證上部建筑結(jié)構(gòu)的豎向振動(dòng)周期遠(yuǎn)離場地特征周期，在地震來臨時(shí)有效降低上部結(jié)構(gòu)豎向地震作用，達(dá)到豎向隔震的效果。(5)設(shè)計(jì)參數(shù)的靈活性大，基本受力單元的組合方式包括對(duì)合、疊合，以及在此基礎(chǔ)上的復(fù)合組合方式，整體支座的剛度和強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)能夠根據(jù)需要靈活調(diào)整，易于滿足實(shí)際使用需求。(6)可以顯著提高隔振支座的豎向阻尼，保證隔振支座在豎向振動(dòng)方向的耗能能力，同時(shí)在地震作用下，也可為上部結(jié)構(gòu)附加豎向阻尼，降低上部結(jié)構(gòu)豎向地震損傷。

5、應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型任一實(shí)施方式的實(shí)現(xiàn)并不意味要同時(shí)具備或達(dá)到上述有益效果的多個(gè)或全部。

技術(shù)特征：

1.一種錐形疊層橡膠復(fù)合碟形彈簧振震雙控支座，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振震雙控支座，其特征在于，所述錐形疊層橡膠在截面高度上由中心通孔向外邊緣漸變，其空間幾何上形成不等高的錐形，且漸變的傾角與碟形彈簧傾角保持一致。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振震雙控支座，其特征在于，所述錐形疊層橡膠由多片錐形橡膠單元疊合形成，每一片錐形橡膠單元均為圓環(huán)形且厚度均勻不變，每一片錐形橡膠單元夾持于相鄰兩片碟形彈簧單元之間并通過硫化工藝連接固定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振震雙控支座，其特征在于，所述豎向隔振單元還包括上、下邊界蓋板，所述碟形彈簧布置于上、下邊界蓋板之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的振震雙控支座，其特征在于，所述上、下邊界蓋板均為圓環(huán)形，并且所述上邊界蓋板的圓環(huán)形中心通孔處形成有擴(kuò)大的下沉臺(tái)階。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振震雙控支座，其特征在于，還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的振震雙控支座，其特征在于，所述水平向限位單元包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的振震雙控支座，其特征在于，所述水平向限位單元還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的振震雙控支座，其特征在于：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的振震雙控支座，其特征在于，所述豎向隔振支座與水平向隔震支座并聯(lián)布設(shè)時(shí)，下部結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)柱墩頂面設(shè)置鏡面不銹鋼板，所述豎向隔振支座的支座下蓋板與鏡面不銹鋼板之間增設(shè)聚四氟乙烯涂層。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開一種錐形疊層橡膠復(fù)合碟形彈簧振震雙控支座，包括：水平向隔震支座；豎向隔振支座，包括：支座上蓋板；支座下蓋板；多組豎向隔振單元，所述豎向隔振單元以預(yù)定的平面布局布置于所述支座下蓋板上，并且所述豎向隔振單元由碟形彈簧和錐形疊層橡膠組成，碟形彈簧與錐形疊層橡膠串聯(lián)布設(shè)，所述錐形疊層橡膠具有中心通孔；多根預(yù)應(yīng)力筋，所述預(yù)應(yīng)力筋與所述豎向隔振單元一一對(duì)應(yīng)，上端錨固固定于所述支座上蓋板，并且穿過所述碟形彈簧與錐形疊層橡膠的中心通孔，下端錨固固定于所述支座下蓋板。本技術(shù)能夠滿足對(duì)水平地震和豎向振動(dòng)作用同時(shí)隔離的需求，又能夠?qū)崿F(xiàn)整體支座豎向和水平向變形解耦，尤其能夠用于這些地區(qū)的高層建筑。

技術(shù)研發(fā)人員：徐全勝,甄偉,秦凱,趙帆,苗啟松,束偉農(nóng),閤東東,周潤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京市建筑設(shè)計(jì)研究院股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240322
技術(shù)公布日：2025/4/28