多軸隔振支座系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙層隔振支座系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著工程結(jié)構(gòu)體型的日趨復(fù)雜，水平向，豎向，扭轉(zhuǎn)等空間六自由度的多軸振動，在地震中或者其他震源引起結(jié)構(gòu)的振動中，都會使工程結(jié)構(gòu)激發(fā)多軸振動。而這些振動輕則會影響使用者的舒適度，重則會導致工程結(jié)構(gòu)的破壞，造成人員傷亡，因此有必要設(shè)計一種可以實現(xiàn)多軸控制的支座系統(tǒng)來降低震動對工程結(jié)構(gòu)的影響。
[0003]然而，傳統(tǒng)隔震設(shè)計方法得到的鉛芯橡膠隔震支座，由于支座的屈服荷載較小，在多遇地震與中震時隔震支座進入屈服階段，屈服后變形發(fā)展較快，容易引起結(jié)構(gòu)的過大變形，故在中小地震后發(fā)生后，需要對線路的養(yǎng)護維修投入大量的人力和物力，帶來不必要的經(jīng)濟損失，并且無法保證中小地震時工程結(jié)構(gòu)上運行的安全性。而采用增加鉛芯直徑的方法來提高支座的初始剛度和屈服強度十分有限，鉛芯直徑過大，將影響支座的復(fù)位能力，其控制效果也非常有限，采用混合控制方案可以更好的提高其控制效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種考慮對工程結(jié)構(gòu)的多軸控制，使其能夠在各種外界自然環(huán)境激勵下，達到控制結(jié)構(gòu)的振動使其達到規(guī)定的要求，滿足使用者的舒適度的多軸隔振支座系統(tǒng)。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種多軸隔振支座系統(tǒng)，具有分別沿相互垂直的X軸、Y軸、Z軸平動的自由度和分別繞X軸、Y軸、Z軸轉(zhuǎn)動的自由度，其包括能夠?qū)崿F(xiàn)沿X軸方向平動、沿Y軸方向平動和繞Z軸轉(zhuǎn)動這三個自由度的上層支座和能夠?qū)崿F(xiàn)沿Z軸方向平動、繞X軸轉(zhuǎn)動和繞Y軸轉(zhuǎn)動這三個自由度的下層支座；
所述的上層支座包括其中設(shè)置有上層基座的上層基座板、能夠沿X軸方向施加作用力而控制所述的上層基座的X軸方向作動器、能夠沿Y軸方向施加作用力而控制所述的上層基座的Y軸方向作動器；
所述的下層支座包括其中設(shè)置有下層基座的下層基座板、能夠沿Z軸方向施加作用力而控制所述的下層基座的Z軸方向作動器；
所述的上層支座和所述的下層支座之間通過中層固定板相連接。
[0006]優(yōu)選的，所述的上層基座為四個且水平對稱布置，所述的X軸方向作動器為兩個，且二者分布于Z軸的兩側(cè)；所述的Y軸方向作動器為一個；
所述的下層基座為四個且水平對稱布置，每個所述的下層基座均配備有一個所述的Z軸方向作動器。
[0007]優(yōu)選的，所述的Z軸方向作動器設(shè)置于所述的中層固定板與所述的下層基座板之間。
[0008]優(yōu)選的，所述的X軸方向作動器的輸出桿與所述的上層基座板之間、所述的Y軸方向作動器的輸出桿與所述的上層基座板之間、所述的Z軸方向作動器的輸出桿與所述的下層基座板之間均采用滑動連接結(jié)構(gòu)相連接；
所述的滑動連接結(jié)構(gòu)包括開設(shè)于所述的上層基座板或所述的下層基座板上的滑動槽、卡入所述的滑動槽中并能夠在所述的滑動槽中移動的滑動盤，所述的X軸方向作動器的輸出桿或所述的Y軸方向作動器的輸出桿或所述的Z軸方向作動器的輸出桿與所述的滑動盤相連接，所述的滑動盤的移動方向與其所連接的所述的X軸方向作動器的輸出桿的軸向或所述的Y軸方向作動器的輸出桿的軸向或所述的Z軸方向作動器的輸出桿的軸向相垂直。
[0009]優(yōu)選的，所述的X軸方向作動器、所述的Y軸方向作動器、所述的Z軸方向作動器分別與其所連接的所述的滑動盤相鉸接。
[0010]優(yōu)選的，所述的上層基座和所述的下層基座均為橡膠基座。
[0011]優(yōu)選的，所述的上層基座和所述的下層基座中分別設(shè)置有加勁鋼板。
[0012]由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:1、本發(fā)明的混合控制的支座系統(tǒng)，可以有效地對外界干擾的各個頻段進行控制，同時主動作動器的主動控制能力可以有效地限制橡膠支座進入屈服階段過大的變形；2、本發(fā)明的支座系統(tǒng)方案能對外界干擾的多方向進行控制，混合控制的控制精度也較單純的被動控制精度高；3、該多軸隔振支座系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)減隔震設(shè)計中具有顯著的經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0013]附圖1為本發(fā)明的多軸隔振支座系統(tǒng)的分析模型示意圖。
[0014]附圖2為本發(fā)明的多軸隔振支座系統(tǒng)的分析模型的俯視示意圖。
[0015]附圖3為本發(fā)明的多軸隔振支座系統(tǒng)的下層支座的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖4為本發(fā)明的多軸隔振支座系統(tǒng)的下層支座的結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0017]附圖5為本發(fā)明的多軸隔振支座系統(tǒng)的上層支座的結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0018]附圖6為本發(fā)明的多軸隔振支座系統(tǒng)的滑動連接結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0019]以上附圖中:1、上層支座；2、下層支座；3、中層固定板；4、下層基座板；5、Z軸方向作動器；6、下層基座；7、滑動槽；8、Z軸方向作動器的輸出桿；9、上層基座板；10、X軸方向作動器；11、Y軸方向作動器；12、上層基座；14、滑動盤；15、X軸方向作動器的輸出桿；16、Y軸方向作動器的輸出桿。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖所示的實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0021]實施例一:參見附圖1和附圖2所示。一種多軸隔振支座系統(tǒng)，其包括上層支座I和下層支座2，上層支座I和下層支座2之間通過中層固定板3相連接。該多軸隔振支座系統(tǒng)共具有6個自由度，分別為沿相互垂直的X軸、Y軸、Z軸平動的3個自由度和分別繞X軸、Y軸、Z軸轉(zhuǎn)動的3個自由度。這里，X軸、Y軸位于一水平面上并相互垂直，而Z軸則沿上層支座I和下層支座2分布的豎直方向。
[0022]參見附圖3和附圖4所示，下層支座2包括其中設(shè)置有下層基座6的下層基座板4、能夠沿Z軸方向施加作用力而控制下層基座板4的Z軸方向作動器5。該下層支座2能夠?qū)崿F(xiàn)沿Z軸方向平動、繞X軸轉(zhuǎn)動和繞Y軸轉(zhuǎn)動這三個自由度。具體的，下層基座板4內(nèi)設(shè)置有四個水平對稱布置的下層基座6，且每個下層基座6均配備有一個Z軸方向作動器5，這些Z軸方向作動器5均設(shè)置于中層固定板3與下層基座板4之間，且每個Z軸方向作動器5均位于其所對應(yīng)的下層基座6的側(cè)部。Z軸方向作動器的輸出桿8與下層基座板4之間采用滑動連接結(jié)構(gòu)相連接。參見附圖6所示，該滑動連接結(jié)構(gòu)包括開設(shè)于下層基座板4上的滑動槽7、卡入滑動槽7中并能夠在滑動槽7中任意滑動而不脫出的滑動盤14，例如滑動槽7呈圓形且其口部較底部面積小，Z軸方向作動器的輸出桿8與滑動盤14相鉸接，而滑動盤14則在垂直于Z軸方向作動器的輸出桿8的方向上在滑動槽7內(nèi)任意滑動，以適應(yīng)下層基座板4在Z軸方向作動器的輸出桿8的驅(qū)動下而轉(zhuǎn)動時，二者在水平方向上的相對位移。
[0023]參見附圖5以及附圖2所示，上層支座I包括其中設(shè)置有上層基座12的上層基座板9、能夠沿X軸方向施加作用力而控制上層基座板9的X軸方向作動器10、能夠沿Y軸方向施加作用力而控制上層基座板9的Y軸方向作動器11。該上層支座I能夠?qū)崿F(xiàn)沿X軸方向平動、沿Y軸方向平動和繞Z軸轉(zhuǎn)動這三個自由度。具體的，上層基座板9內(nèi)設(shè)置四個水平對稱布置的上層基座12。X軸方向作動器10為兩個，且二者對稱分布于Z軸的兩側(cè)。Y軸方向作動器11為一個，并與Z軸位于同一豎直平面中。X軸方向作動器10的輸出桿15與上層基座板9之間、Y軸方向作動器11的輸出桿16與上層基座板9之間也通過如附圖6所示的滑動連接結(jié)構(gòu)相連接，具體的，在上層基座板9的兩側(cè)面分別開設(shè)滑動槽7，在滑動槽7中設(shè)置可活動而不脫出滑動槽7的滑動盤14，再將X軸方向作動器10的輸出桿15或Y軸方向作動器11的輸出桿16分別與對應(yīng)的滑動盤14相鉸接，使得在X軸方向作動器10或Y軸方向作動器11的控制方向的垂直方向上，X軸方向作動器10、Y軸方向作動器11通過滑動盤14實現(xiàn)相對與上層基座板9的滑動。各個上層子基座12還可以連接彈簧和阻尼器。
[0024]上述上層基座12和下層基座6均采用橡膠基座，進一步的，上層基座12和下層基座6采用的橡膠基座中分別設(shè)置有加勁鋼板，即上層基座12和下層基座6均為帶有加勁鋼板的鉛芯橡膠基座。帶有加勁鋼板的鉛芯橡膠基座可以實現(xiàn)水平向、豎直向以及繞水平軸的轉(zhuǎn)動，但是繞豎直軸的轉(zhuǎn)動靠單個橡膠基座很難實現(xiàn)，故而本方案中設(shè)計多個橡膠基座協(xié)同實現(xiàn)。
[0025]該支座系統(tǒng)是由主動控制裝置和被動控制裝置共同參與的平臺系統(tǒng)。其中，被動控制裝置即基座(包括具有上層基座12的上層基座板9和