CN104674967A - 高层建筑抗震框架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高层建筑抗震框架，把地圈梁和地圈梁以下的基础部分浇筑成为基础单元；把基础单元上面的单层或多层的框架体的立柱与横框架浇筑成为抗震单元；抗震单元的最下面的框架体的立柱的下端面有吸震层和下弧形面，抗震单元的最上端面有吸震层和上弧形面。地震时基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间的上弧形面和下弧形面之间能够滑动和轻微移动来减小地震带来的振动和摇摆；地震后基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间下弧形面的最低点或最高点在上面的重力作用下滑动而自动寻找上弧形面的最低点或最高点寻求相互密切贴合而回到原位。高层建筑抗震框架的结构简单，是今后的高层建筑的抗震和防震结构的必然归宿。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于高层框架建筑防震和抗震的高层建筑抗震框架。
背景技术
传统的的高层建筑的建造，其框架都是采用一体式的建筑构造，在遇到地震时，整栋楼都跟着地面摇动，而且，楼层越高，摆动得越大。传统的的高层建筑的防震措施就是采用加强整体框架结构的牢固性，这种方式的防震看似可行，但实际上存在诸多隐患，比如框架的立柱部分经受不起地震的快速摆动时容易断裂而造成防震失败。
发明内容
本发明涉的目的是为了提供一种用于高层框架建筑遇到地震时不随地面的摆动而摆动的、抗震能力极强的高层建筑抗震框架及其建造方法。
为实现上述目的，本发明所述的高层建筑抗震框架主要包括基础单元、抗震单元、立柱、横框架、吸震层、上弧形面、下弧形面；
基础单元与抗震单元体之间通过上弧形面和下弧形面配合而连接，两个抗震单元体之间通过上弧形面与下弧形面配合而连接。
所述的基础单元是地圈梁和地圈梁以下的基础部分，在基础单元的上面的一面与抗震单元体的框架体的立柱的下弧形面接触的位置处有上弧形面，在基础单元的上端面与上弧形面之间铺垫有吸震层。
所述的抗震单元是一个浇筑整体，是基础单元上面的单层或多层的框架体，框架体的立柱与横框架浇筑成为一个整体；所述的抗震单元的最下面的框架体的立柱的下端面有下弧形面，抗震单元的上端面与上面一个抗震单元的框架体的立柱的下端面连接的位置处有上弧形面，在下弧形面与抗震单元的下端面的浇筑体之间铺垫有吸震层，在上弧形面与抗震单元的上端面的浇筑体之间铺垫有吸震层；每个抗震单元的上弧形面的高度一致或基本一致、下弧形面的高度一致或基本一致，基础单元的上弧形面的高度一致或基本一致，两个抗震单元之间通过上弧形面与下弧形面配合而形成断续式的连接，最上面的一个抗震单元的上面没有吸震层和上弧形面。
所述的吸震层是具有弹性和韧性的、与上弧形面和下弧形面的背面一致的薄板，在地震时能够部分吸收地震时产生的振动并减小振动的向上传递。
所述的横框架包括横架和横梁两部分，横架与框架体的立柱连接，横梁与框架体的横架连接。
所述的上弧形面和下弧形面向上或向下，向下时，上弧形面是凹面，下弧形面是凸面；向上时，上弧形面是凸面，下弧形面是凹面。
所述的上弧形面和下弧形面是高强度的不锈金属材料，上弧形面和下弧形面相接触的一面弧度一致、并且光滑，上弧形面和下弧形面之间在地震时能够滑动和轻微移动；所述的上弧形面固定在抗震单元和基础单元的浇筑体的上端面，下弧形面固定在抗震单元的浇筑体的下端面。
为了使地震后上弧形面和下弧形面及整栋高层建筑能够恢复原位，所述的上弧形面和下弧形面是球面形弧形面或椭球面形弧形面或圆锥面，球面形弧形面或椭圆球面形弧形面或圆锥面在地震时高层建筑的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间发生位移后，上弧形面和下弧形面能够自动找到原来的贴合位置而回到原位。
为了在地震时减小地震带来的振动，所述的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间的端部与上弧形面和下弧形面之间，通过吸震层部分吸收地震时产生的振动来减小振动的向上传递，达到减震的目的。
为了在地震时减小地震带来的摇摆，所述的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间的上弧形面和下弧形面之间，通过地震时的振动和摇摆使上弧形面与下弧形面之间出现细小的间隙，通过地震时的摇摆使上弧形面与下弧形面之间产生滑动和轻微移动，并且通过基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间的上弧形面和下弧形面之间的滑动和轻微移动来减小地震带来的摇摆；所述的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间通过下弧形面和上弧形面把框架体的立柱分开成为断续式的连接方式。
地震时，地震的振动和摇摆首先波及到高层建筑的基础单元，基础单元上端面的吸震层和抗震单元的下端的吸震层减小了地震的振动的传递，基础单元上端面的上弧形面与抗震单元的下弧形面之间在地震的振动和摇摆的作用下产生滑动和轻微移动，地震的振动和摇摆的余波再通过下弧形面和吸震层传递给抗震单元，抗震单元与基础单元的摇摆方向相反，使基础单元上面的一个抗震单元受到的振动和摇摆减小了。之后地震的振动和摇摆的余波继续上传至上一个抗震单元，在吸震层与上弧形面和下弧形面的作用下，下面的一个抗震单元的上弧形面与本抗震单元的下弧形面之间产生滑动和轻微移动，下面的抗震单元与本抗震单元的摇摆方向相反，使本单元的抗震单元受到的振动和摇摆又减小了。如此循环地减小地震的振动和摇摆的余波，到了更高层次单元的抗震单元受到的地震的振动和摇摆的余波量减小了，而且是单元层次越高减小的量越大。地震后，基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间在上弧形面和下弧形面的球面形弧形面或椭球面形弧形面或圆锥面的作用下，下弧形面的最低点或最高点在上面的重力作用下滑动而自动寻找上弧形面的最低点或最高点，继而寻求相互密切贴合而，使高层建筑的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间的上弧形面和下弧形面发生位移后能够自动找到原来的贴合位置而回到原位。
所述的高层建筑抗震框架的建造方法，其特征在于：
在浇筑时，地圈梁和地圈梁以下的基础部分、框架体的立柱、框架体的横框架采用钢筋与水泥混合体系结合浇筑成为钢混结构。
把地圈梁和地圈梁以下的基础部分浇筑成为基础单元，在基础单元的上面的一面与抗震单元的框架体的立柱的下弧形面接触的位置处的浇筑体的上端面铺垫一层吸震层，再在吸震层的上面固定好上弧形面。
把基础单元上面的单层或多层的框架体的立柱与框架体的横框架浇筑成为抗震单元，在抗震单元的最下面的框架体的立柱的下端面铺垫有一层吸震层，在吸震层的下面固定有下弧形面；抗震单元的最上面与上面一个抗震单元的框架体的立柱的下端面连接处的浇筑体的上端面位置处铺垫有吸震层，再在吸震层的上面固定好上弧形面；每个抗震单元的上弧形面的高度一致，每个抗震单元的下弧形面的高度一致，两个抗震单元之间通过上弧形面与下弧形面配合而形成断续式的连接。
所述的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间通过下弧形面和上弧形面把框架体的立柱分开成为断续式的连接方式。
所述的抗震单元浇筑成为一个钢混结构的浇筑整体，最上面的一个抗震单元的上面没有吸震层和上弧形面。
所述的吸震层采用具有弹性和韧性的柔性材料制造成为与上弧形面和下弧形面的背面一致的薄板。
框架体的横框架浇筑成为横架和横梁两部分，横架与框架体的立柱连接，横梁与横架连接。
所述的上弧形面和下弧形面制造成为球面形弧形面或椭圆球面形弧形面或圆锥面，上弧形面和下弧形面的弧度或锥度制造成为大于5度而小于90度；所述的上弧形面和下弧形面采用高强度的不锈金属材料制造，上弧形面和下弧形面相接触的一面制造的弧度一致、并且光滑，上弧形面固定在抗震单元和基础单元的浇筑体的上端面，下弧形面固定在抗震单元的浇筑体的下端面。
所述的横框架包括横架和横梁两部分，横架与框架体的立柱连接，横梁与框架体的横架连接。
在浇筑基础单元和抗震单元时，把吸震层铺垫在基础单元和抗震单元的上端面，再把上弧形面压在吸震层上。
在浇筑抗震单元时，把下弧形面放入上弧形面内后，再铺垫吸震层，再浇筑上面的一个抗震单元；在上弧形面中放入下弧形面时，要把上弧形面和下弧形面之间的杂质清除干净。
所述的上弧形面和下弧形面向上或向下，向下时，上弧形面制造成为凹面，下弧形面制造成为凸面；向上时，下弧形面制造成为凹面，上弧形面制造成为凸面。
本发明高层建筑抗震框架的结构简单，施工和使用十分方便，在遇到地震时，抗震单元不会随地震的剧烈振动而剧烈摆动，起到了抗震、防震和减灾的作用，在地震中保证了人民的生命财产的安全，是今后的高层建筑防震的抗震和防震结构的必然归宿。
附图说明
图1是抗震单元的结构示意图。
图2是抗震单元的俯视图的外观结构示意图。
图中所示：立柱1、下弧形面2、上弧形面3、横框架4、吸震层5；下弧形面2和上弧形面3向下。
具体实施方式
本发明高层建筑抗震框架主要包括基础单元、抗震单元、立柱1、横框架4、吸震层5、上弧形面3、下弧形面2；
基础单元与抗震单元体之间通过上弧形面3和下弧形面2配合而连接，两个抗震单元体之间通过上弧形面3与下弧形面2配合而连接。
所述的基础单元是地圈梁和地圈梁以下的基础部分，在基础单元的上面的一面与抗震单元体的框架体的立柱1的下弧形面2接触的位置处有上弧形面3，在基础单元的上端面与上弧形面3之间铺垫有吸震层5。
所述的抗震单元是一个浇筑整体，是基础单元上面的单层或多层的框架体，框架体的立柱1与横框架4浇筑成为一个整体；所述的抗震单元的最下面的框架体的立柱1的下端面有下弧形面2，抗震单元的上端面与上面一个抗震单元的框架体的立柱1的下端面连接的位置处有上弧形面3，在下弧形面2与抗震单元的下端面的浇筑体之间铺垫有吸震层5，在上弧形面3与抗震单元的上端面的浇筑体之间铺垫有吸震层5；每个抗震单元的上弧形面3的高度一致或基本一致、下弧形面2的高度一致或基本一致，基础单元的上弧形面3的高度一致或基本一致，两个抗震单元之间通过上弧形面3与下弧形面2配合而形成断续式的连接，最上面的一个抗震单元的上面没有吸震层5和上弧形面3。
所述的吸震层5是具有弹性和韧性的、与上弧形面3和下弧形面2的背面一致的薄板，在地震时能够部分吸收地震时产生的振动并减小振动的向上传递。
所述的横框架4包括横架和横梁两部分，横架与框架体的立柱1连接，横梁与框架体的横架连接。
所述的上弧形面3和下弧形面2向上或向下，向下时，上弧形面3是凹面，下弧形面2是凸面；向上时，上弧形面3是凸面，下弧形面2是凹面。
所述的上弧形面3和下弧形面2是高强度的不锈金属材料，上弧形面3和下弧形面2相接触的一面弧度一致、并且光滑，上弧形面3和下弧形面2之间在地震时能够滑动和轻微移动；所述的上弧形面3固定在抗震单元和基础单元的浇筑体的上端面，下弧形面2固定在抗震单元的浇筑体的下端面。
为了使地震后上弧形面3和下弧形面2及整栋高层建筑能够恢复原位，所述的上弧形面3和下弧形面2是球面形弧形面或椭球面形弧形面或圆锥面，球面形弧形面或椭圆球面形弧形面或圆锥面在地震时高层建筑的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间发生位移后，上弧形面3和下弧形面2能够自动找到原来的贴合位置而回到原位。
为了在地震时减小地震带来的振动，所述的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间的端部与上弧形面3和下弧形面2之间，通过吸震层5部分吸收地震时产生的振动来减小振动的向上传递，达到减震的目的。
为了在地震时减小地震带来的摇摆，所述的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间的上弧形面3和下弧形面2之间，通过地震时的振动和摇摆使上弧形面3与下弧形面2之间出现细小的间隙，通过地震时的摇摆使上弧形面3与下弧形面2之间产生滑动和轻微移动，并且通过基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间的上弧形面3和下弧形面2之间的滑动和轻微移动来减小地震带来的摇摆；所述的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间通过下弧形面2和上弧形面3把框架体的立柱1分开成为断续式的连接方式。
地震时，地震的振动和摇摆首先波及到高层建筑的基础单元，基础单元上端面的吸震层5和抗震单元的下端的吸震层5减小了地震的振动的传递，基础单元上端面的上弧形面3与抗震单元的下弧形面2之间在地震的振动和摇摆的作用下产生滑动和轻微移动，地震的振动和摇摆的余波再通过下弧形面2和吸震层5传递给抗震单元，抗震单元与基础单元的摇摆方向相反，使基础单元上面的一个抗震单元受到的振动和摇摆减小了。之后地震的振动和摇摆的余波继续上传至上一个抗震单元，在吸震层5与上弧形面3和下弧形面2的作用下，下面的一个抗震单元的上弧形面3与本抗震单元的下弧形面2之间产生滑动和轻微移动，下面的抗震单元与本抗震单元的摇摆方向相反，使本单元的抗震单元受到的振动和摇摆又减小了。如此循环地减小地震的振动和摇摆的余波，到了更高层次单元的抗震单元受到的地震的振动和摇摆的余波量减小了，而且是单元层次越高减小的量越大。地震后，基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间在上弧形面3和下弧形面2的球面形弧形面或椭球面形弧形面或圆锥面的作用下，下弧形面2的最低点或最高点在上面的重力作用下滑动而自动寻找上弧形面3的最低点或最高点，继而寻求相互密切贴合而，使高层建筑的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间的上弧形面3和下弧形面2发生位移后能够自动找到原来的贴合位置而回到原位。
Claims (3)
1.一种高层建筑抗震框架，其特征在于：所述的高层建筑抗震框架主要包括基础单元、抗震单元、立柱（1）、横框架（4）、吸震层（5）、上弧形面（3）、下弧形面（2）；
基础单元与抗震单元体之间通过上弧形面（3）和下弧形面（2）配合而连接，两个抗震单元体之间通过上弧形面（3）与下弧形面（2）配合而连接；
所述的基础单元是地圈梁和地圈梁以下的基础部分，在基础单元的上面的一面与抗震单元体的框架体的立柱（1）的下弧形面（2）接触的位置处有上弧形面（3），在基础单元的上端面与上弧形面（3）之间铺垫有吸震层（5）；
所述的抗震单元是一个浇筑整体，是基础单元上面的单层或多层的框架体，框架体的立柱（1）与横框架（4）浇筑成为一个整体；所述的抗震单元的最下面的框架体的立柱（1）的下端面有下弧形面（2），抗震单元的上端面与上面一个抗震单元的框架体的立柱（1）的下端面连接的位置处有上弧形面（3），在下弧形面（2）与抗震单元的下端面的浇筑体之间铺垫有吸震层（5），在上弧形面（3）与抗震单元的上端面的浇筑体之间铺垫有吸震层（5）；每个抗震单元的上弧形面（3）的高度一致或基本一致、下弧形面（2）的高度一致或基本一致，基础单元的上弧形面（3）的高度一致或基本一致，两个抗震单元之间通过上弧形面（3）与下弧形面（2）配合而形成断续式的连接，最上面的一个抗震单元的上面没有吸震层（5）和上弧形面（3）；
所述的吸震层（5）是具有弹性和韧性的、与上弧形面（3）和下弧形面（2）的背面一致的薄板，在地震时能够部分吸收地震时产生的振动并减小振动的向上传递；
所述的横框架（4）包括横架和横梁两部分，横架与框架体的立柱（1）连接，横梁与框架体的横架连接；
所述的上弧形面（3）和下弧形面（2）向上或向下，向下时，上弧形面（3）是凹面，下弧形面（2）是凸面；向上时，上弧形面（3）是凸面，下弧形面（2）是凹面；
所述的上弧形面（3）和下弧形面（2）是高强度的不锈金属材料，上弧形面（3）和下弧形面（2）相接触的一面弧度一致、并且光滑，上弧形面（3）和下弧形面（2）之间在地震时能够滑动和轻微移动；所述的上弧形面（3）固定在抗震单元和基础单元的浇筑体的上端面，下弧形面（2）固定在抗震单元的浇筑体的下端面；
为了使地震后上弧形面（3）和下弧形面（2）及整栋高层建筑能够恢复原位，所述的上弧形面（3）和下弧形面（2）是球面形弧形面或椭球面形弧形面或圆锥面，球面形弧形面或椭圆球面形弧形面或圆锥面在地震时高层建筑的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间发生位移后，上弧形面（3）和下弧形面（2）能够自动找到原来的贴合位置而回到原位；
为了在地震时减小地震带来的振动，所述的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间的端部与上弧形面（3）和下弧形面（2）之间，通过吸震层（5）部分吸收地震时产生的振动来减小振动的向上传递，达到减震的目的；
为了在地震时减小地震带来的摇摆，所述的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间的上弧形面（3）和下弧形面（2）之间，通过地震时的振动和摇摆使上弧形面（3）与下弧形面（2）之间出现细小的间隙，通过地震时的摇摆使上弧形面（3）与下弧形面（2）之间产生滑动和轻微移动，并且通过基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间的上弧形面（3）和下弧形面（2）之间的滑动和轻微移动来减小地震带来的摇摆；所述的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间通过下弧形面（2）和上弧形面（3）把框架体的立柱（1）分开成为断续式的连接方式；
地震时，地震的振动和摇摆首先波及到高层建筑的基础单元，基础单元上端面的吸震层（5）和抗震单元的下端的吸震层（5）减小了地震的振动的传递，基础单元上端面的上弧形面（3）与抗震单元的下弧形面（2）之间在地震的振动和摇摆的作用下产生滑动和轻微移动，地震的振动和摇摆的余波再通过下弧形面（2）和吸震层（5）传递给抗震单元，抗震单元与基础单元的摇摆方向相反，使基础单元上面的一个抗震单元受到的振动和摇摆减小了；之后地震的振动和摇摆的余波继续上传至上一个抗震单元，在吸震层（5）与上弧形面（3）和下弧形面（2）的作用下，下面的一个抗震单元的上弧形面（3）与本抗震单元的下弧形面（2）之间产生滑动和轻微移动，下面的抗震单元与本抗震单元的摇摆方向相反，使本单元的抗震单元受到的振动和摇摆又减小了；如此循环地减小地震的振动和摇摆的余波，到了更高层次单元的抗震单元受到的地震的振动和摇摆的余波量减小了，而且是单元层次越高减小的量越大；地震后，基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间在上弧形面（3）和下弧形面（2）的球面形弧形面或椭球面形弧形面或圆锥面的作用下，下弧形面（2）的最低点或最高点在上面的重力作用下滑动而自动寻找上弧形面（3）的最低点或最高点，继而寻求相互密切贴合而，使高层建筑的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间的上弧形面（3）和下弧形面（2）发生位移后能够自动找到原来的贴合位置而回到原位。
2.根据权利要求1高层建筑抗震框架，其特征在于：所述的高层建筑抗震框架的结构简单，施工和使用十分方便；在遇到地震时，抗震单元不会随地震的剧烈振动而剧烈摆动，起到了抗震、防震和减灾的作用。
3.一种高层建筑抗震框架的制造方法，其特征在于：在浇筑时，地圈梁和地圈梁以下的基础部分、框架体的立柱（1）、框架体的横框架（4）采用钢筋与水泥混合体系结合浇筑成为钢混结构；
把地圈梁和地圈梁以下的基础部分浇筑成为基础单元，在基础单元的上面的一面与抗震单元的框架体的立柱（1）的下弧形面（2）接触的位置处的浇筑体的上端面铺垫一层吸震层（5），再在吸震层（5）的上面固定好上弧形面（3）；
把基础单元上面的单层或多层的框架体的立柱（1）与框架体的横框架（4）浇筑成为抗震单元，在抗震单元的最下面的框架体的立柱（1）的下端面铺垫有一层吸震层（5），在吸震层（5）的下面固定有下弧形面（2）；抗震单元的最上面与上面一个抗震单元的框架体的立柱（1）的下端面连接处的浇筑体的上端面位置处铺垫有吸震层（5），再在吸震层（5）的上面固定好上弧形面（3）；每个抗震单元的上弧形面（3）的高度一致，每个抗震单元的下弧形面（2）的高度一致，两个抗震单元之间通过上弧形面（3）与下弧形面（2）配合而形成断续式的连接；
所述的基础单元与抗震单元之间和抗震单元与抗震单元之间通过下弧形面（2）和上弧形面（3）把框架体的立柱（1）分开成为断续式的连接方式；
所述的抗震单元浇筑成为一个钢混结构的浇筑整体，最上面的一个抗震单元的上面没有吸震层（5）和上弧形面（3）；
所述的吸震层（5）采用具有弹性和韧性的柔性材料制造成为与上弧形面（3）和下弧形面（2）的背面一致的薄板；
框架体的横框架（4）浇筑成为横架和横梁两部分，横架与框架体的立柱（1）连接，横梁与横架连接；
所述的上弧形面（3）和下弧形面（2）制造成为球面形弧形面或椭圆球面形弧形面或圆锥面，上弧形面（3）和下弧形面（2）的弧度或锥度制造成为大于（5）度而小于90度；所述的上弧形面（3）和下弧形面（2）采用高强度的不锈金属材料制造，上弧形面（3）和下弧形面（2）相接触的一面制造的弧度一致、并且光滑，上弧形面（3）固定在抗震单元和基础单元的浇筑体的上端面，下弧形面（2）固定在抗震单元的浇筑体的下端面；
所述的横框架（4）包括横架和横梁两部分，横架与框架体的立柱（1）连接，横梁与框架体的横架连接；
在浇筑基础单元和抗震单元时，把吸震层（5）铺垫在基础单元和抗震单元的上端面，再把上弧形面（3）压在吸震层（5）上；
在浇筑抗震单元时，把下弧形面（2）放入上弧形面（3）内后，再铺垫吸震层（5），再浇筑上面的一个抗震单元；在上弧形面（3）中放入下弧形面（2）时，要把上弧形面（3）和下弧形面（2）之间的杂质清除干净；
所述的上弧形面（3）和下弧形面（2）向上或向下，向下时，上弧形面（3）制造成为凹面，下弧形面（2）制造成为凸面；向上时，下弧形面（2）制造成为凹面，上弧形面（3）制造成为凸面。
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2015
- 2015-01-10 CN CN201510011091.3A patent/CN104674967B/zh not_active Expired - Fee Related
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