本发明涉及建筑竖向隔振，具体为一种竖向刚度可调的压剪变形自限位隔振装置。
背景技术：
1、随着国内城市轨道交通线路的大量运营，城市轨道交通运营对沿线环境的不良影响，特别是列车致敏感建筑物振动及二次结构噪声问题尤为突出，已引起社会各界的广泛关注。大量实测结果证明此类不利振动以竖向振动为主，并通过建筑竖向构件传递至其它结构构件，导致楼板等构件共振，放大该不利振动的影响。
2、因此，建筑可采用上部结构和基础断开，并在断开处设置隔振装置的被动隔振方法，通过调整竖向隔振装置的竖向刚度，使隔振装置的竖向频率远离不利振动源的卓越频率和上部结构及构件的竖向自振频率，减少振动向上的传递和上部结构及构件的共振，由此实现对上部建筑的不利竖向振动控制。
3、在现有技术中，使用到的竖向隔振装置有钢弹簧隔振装置和厚肉型叠层橡胶支座等方式，其均通过较低的竖向刚度和竖向自振频率，以降低上部结构及构件的共振情况。对于既有的钢弹簧类隔振装置，其无法抵抗水平力作用，难以确保地震作用下上部结构的安全，且装置制造成本较高；对于既有的厚叠层橡胶支座，需要控制支座橡胶层的单层厚度和总厚度以确保上部结构的稳定性，这导致其竖向刚度高，竖向隔振效果差；对于新型的环状橡胶隔振支座，环状钢封板和橡胶硫化难度大，加工工艺复杂，支座竖向承载力低；同时，对于上述的隔振装置，竖向刚度无法调整，应对不同振动控制目标时，需要重新设计加工，进一步增加成本。
4、因此，亟待提出了一种竖向刚度可调的压剪变形自限位隔振装置，以解决目前隔振装置竖向隔振效果不理想、刚度无法调整、竖向承载力低、安全性差以及加工难度大的问题。
技术实现思路
1、鉴于上述事实，本发明为了解决目前隔振装置竖向隔振效果不理想、刚度无法调整、竖向承载力低、安全性差以及加工难度大的问题，进而设计了一种竖向刚度可调的压剪变形自限位隔振装置。
2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种竖向刚度可调的压剪变形自限位隔振装置，包括：上部钢构件、下部钢构件、橡胶隔振块；
4、所述上部钢构件具有中部内凹结构体，下部钢构件具有中部外凸结构体，上部钢构件和下部钢构件竖向同轴布置，形成上、下嵌套棱台，棱台四面斜向钢板倾斜角度相同，上、下棱台的斜向钢板之间设置橡胶隔振块。
5、进一步地：所述上部钢构件包括上框板、下框板、中部内凹结构体和若干个加劲肋板；
6、所述上框板和下框板上下布置，中部内凹结构体置于上框板和下框板之间，且中部内凹结构体的顶板与上框板平齐，中部内凹结构体的凹口与下框板的内侧面固定连接，所述加劲肋板与上框板、下框板、中部内凹结构体连接固定；
7、所述下部钢构件包括底板、中部外凸结构体；所述中部外凸结构体固定在底板上；
8、所述中部内凹结构体和中部外凸结构体被橡胶隔振块隔开，中部外凸结构体的顶板与中部内凹结构体的顶板之间形成上方钢构件预留空隙，中部外凸结构体的侧板与中部内凹结构体的侧板之间形成下方钢构件预留空隙。
9、进一步地：所述橡胶隔振块通过橡胶隔振块固定螺栓固定于中部内凹结构体与中部外凸结构体的斜向钢板上，橡胶隔振块倾斜角度与斜向钢板一致。
10、进一步地：所述橡胶隔振块包括上封板、下封板、若干橡胶层和钢板层，所述橡胶层与钢板层交替布置，顶部橡胶层设置上封板，底部橡胶层设置下封板，橡胶层和钢板层外部包裹橡胶保护层。
11、进一步地：所述中部外凸结构体外周设置有第一柔性防撞垫层，且第一柔性防撞垫层固定在底板上，中部外凸结构体顶面上设置有第二柔性防撞垫层。
12、进一步地：所述上框板通过连接螺栓与混凝土上支墩连接固定，底板通过连接螺栓与混凝土下支墩连接固定。
13、进一步地：所述上框板、下框板、中部内凹结构体和若干个加劲肋板间存在上方钢构件空隙，上方钢构件空隙内浇筑混凝土。
14、进一步地：所述底板和中部外凸结构体间存在凸起结构体内空隙，凸起结构体内空隙内浇筑混凝土。
15、本发明的有益效果在于：
16、1.本发明利用橡胶隔振块较低的水平向刚度，将橡胶隔振块倾斜一定角度后，连接上、下部钢构件，形成的预留空隙提供竖向变形余量，组合成具有较低竖向刚度的隔振装置。本发明承受竖向压力时，橡胶隔振块产生压剪变形，在上、下棱台四面斜向钢板的约束下，橡胶隔振块斜向钢板方向的剪力转化为轴向压力，轴向力快速增加，实现装置的自限位功能，并在竖向变形量达到预留空隙量后，将上部、下部钢构件的相对水平和竖向位移锁死。
17、2.本发明相较于既有的钢弹簧类隔振装置，具有抵抗水平作用的能力，且成本远低于此类装置；相较于既有的厚叠层橡胶支座，本发明的整体高度低，有利于提高上部结构的稳定性，竖向刚度也更低，有利于减少竖向振动的不利影响；相较于环状橡胶隔振支座，本发明生产加工流程简易，橡胶隔振块加工技术成熟，且装置竖向承载力高；相较于斜向滑动橡胶隔振支座，本发明构造安全可靠，可以实现罕遇地震等特殊工况下竖向和水平方向上的自限位功能，装置抗侧和抗倾覆能力强。
18、3.本发明根据不同的振动控制目标，通过调整内部橡胶隔振块的性能和倾斜角度，实现竖向刚度和自振频率的相应调整；同时隔振块内部也可通过添加铅芯等方式，提高隔振块的竖向阻尼。
1.一种竖向刚度可调的压剪变形自限位隔振装置，其特征在于，所述机构包括：上部钢构件、下部钢构件、橡胶隔振块(8)；
2.根据权利要求1所述的一种竖向刚度可调的压剪变形自限位隔振装置，其特征在于：所述上部钢构件包括上框板(2)、下框板(16)、中部内凹结构体(6)和若干个加劲肋板(5)；
3.根据权利要求2所述的一种竖向刚度可调的压剪变形自限位隔振装置，其特征在于：所述橡胶隔振块(8)通过橡胶隔振块固定螺栓(4)固定于中部内凹结构体(6)与中部外凸结构体(11)的斜向钢板上，其倾斜角度与斜向钢板一致。
4.根据权利要求1所述的一种竖向刚度可调的压剪变形自限位隔振装置，其特征在于：所述橡胶隔振块(8)包括上封板、下封板、若干橡胶层和钢板层，所述橡胶层与钢板层交替布置，顶部橡胶层设置上封板，底部橡胶层设置下封板，橡胶层和钢板层外部包裹橡胶保护层。
5.根据权利要求2所述的一种竖向刚度可调的压剪变形自限位隔振装置，其特征在于：所述中部外凸结构体(11)外周设置有第一柔性防撞垫层(15)，且第一柔性防撞垫层(15)固定在底板(12)上，中部外凸结构体(11)顶面上设置有第二柔性防撞垫层(17)。
6.根据权利要求2所述的一种竖向刚度可调的压剪变形自限位隔振装置，其特征在于：所述上框板(2)通过连接螺栓(1)与混凝土上支墩(13)连接固定，底板(12)通过连接螺栓(1)与混凝土下支墩(14)连接固定。
7.根据权利要求2所述的一种竖向刚度可调的压剪变形自限位隔振装置，其特征在于：所述上框板(2)、下框板(16)、中部内凹结构体(6)和若干个加劲肋板(5)间存在上方钢构件空隙(3)，上方钢构件空隙(3)内浇筑混凝土。
8.根据权利要求2所述的一种竖向刚度可调的压剪变形自限位隔振装置，其特征在于：所述底板(12)和中部外凸结构体(11)间存在凸起结构体内空隙(10)，凸起结构体内空隙(10)内浇筑混凝土。
