1.一种竖向隔震装置,其特征在于,包括:
底盆,底盆内部设有中空内腔;
墩柱,设置于底盆中央,所述墩柱的一部分设置在底盆的中空内腔中,另一部分向上伸出底盆;
第一弹性支撑机构,沿竖向设置在所述墩柱和底盆底部之间,用于支撑墩柱,以及对墩柱的竖向动能进行吸收;
第二弹性支撑机构,沿水平方向设置在所述墩柱的外壁和底盆的内壁之间,用于向墩柱的外壁提供对称的界面摩擦承载力,包括:竖向滑板、滑块、弹簧、钢垫板、第一螺母、第二螺母、螺杆以及刚性垫块,其中,底盆的中空内腔内位于墩柱的两侧沿水平方向设有所述螺杆,螺杆两端穿过底盆的侧壁后通过第一螺母与底盆紧固连接;
底盆的中空内腔内的螺杆上连接有第二螺母、以及位于第二螺母和墩柱外壁之间依次串接的钢垫板、弹簧和滑块;
所述墩柱的外壁上固定连接竖向滑板;
所述滑块在弹簧的预紧力下与所述竖向滑板紧连接;
滑块的底部和底盆的底部之间支撑连接有所述刚性垫块;
所述第一弹性支撑机构为橡胶块;
所述刚性垫块和滑块之间设有软垫片;
所述底盆顶部设有盖板,盖板与墩柱侧面间空隙通过黄油填充。
2.根据权利要求1所述的竖向隔震装置,其特征在于,所述螺杆的两端分别设置一级方形光滑削弱段和二级圆形螺纹削弱段;
所述底盆侧壁设置与螺杆对应的孔和螺杆限位槽,螺杆限位块穿入螺杆一级方形光滑削弱段并卡在螺杆限位槽内,螺杆与底盆侧壁通过螺杆二级圆形螺纹削弱段和第一螺母紧固连接。
3.根据权利要求1所述的竖向隔震装置,其特征在于:所述竖向滑板的材料为摩擦系数较大的刚性材料。
4.根据权利要求1所述的竖向隔震装置,其特征在于:所述界面摩擦承载力大小控制在
0.8Geq到1.2Geq之间;所述橡胶块提供的支持力不大于0.1Geq,拉压刚度不大于50kN/mm;所述界面摩擦承载力及橡胶块提供的支持力之和不小于1Geq。
5.一种基于权利要求1 4中任一所述竖向隔震装置的隔震方法,其特征在于:当竖向地~震作用大于初始界面摩擦承载力与橡胶块支持力之和时,底盆及第二弹性支撑机构向上运动,橡胶块被压缩,滑块与墩柱及上部结构之间产生相对滑动;墩柱侧面及下部分别受到向上的滑动摩擦力和随压缩位移增大至极限位移而逐渐增大至稳定值的橡胶块支持力,滑块与墩柱之间的界面摩擦与橡胶块的压缩同时起到了耗能作用,上部结构的地震加速度仅由橡胶块压缩产生的附加竖向力引起,因此,上部结构体系的竖向地震加速度减小,实现了结构的竖向隔震。
6.根据权利要求5所述的竖向隔震装置的隔震方法,其特征在于:使用前需标定界面摩擦系数,界面摩擦系数标定的具体步骤如下:步骤一:隔震装置初步安装完成后,不包括盖板,在墩柱两侧滑块下部设置千斤顶,千斤顶下部与底盆接触,上部与滑块之间设置力传感器;
步骤二:依次对墩柱两侧界面摩擦系数进行标定,首先启动墩柱一侧千斤顶,千斤顶位移控制在0.1mm~0.3mm,通过数据采集系统采集数据,然后按同样的方法进行墩柱另一侧界面摩擦系数的标定;
步骤三:根据采集到的数据整理得到界面摩擦承载力及摩擦系数;
步骤四:若测得的界面摩擦系数不满足要求,调整第二螺母松紧程度,重复进行步骤一~步骤三直至满足要求。
7.一种基于权利要求1 4中任一所述竖向隔震装置的安装方法,其特征在于:安装的具~体步骤如下:
步骤一、放置刚性垫块、软垫片,与底盆粘接在一起;滑块、钢垫板、第二螺母、弹簧穿入螺杆后,将螺杆穿入底盆侧壁,嵌入螺杆限位块并拧紧第一螺母;
步骤二、底盆内依次放置橡胶块、墩柱,将竖向滑板与墩柱位置对准;拧紧第二螺母,直至达到设计摩擦力;
步骤三、对界面摩擦系数进行标定;
步骤四、安装盖板,用黄油填充盖板与墩柱间隙;
步骤五、安装上支座板;
步骤六、现场安装,将该竖向隔震装置摆放在设计位置,调平后将上支座板与建筑物的托换底盘牢固连接。