CN105442641A - 一种仿古建筑柱石互联抗震结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种仿古建筑柱石互联抗震结构，包括柱石结构单元，相邻所述柱石结构单元通过第一接头、接管和第二接头相互连接，所述柱石结构单元包括中间柱石抗震结构和底部柱石抗震结构；所述中间柱石抗震结构包括中间柱石，所述中间柱石顶端安装有减震橡胶垫，所述中间柱石底端依次设置有第一弹簧、钢球和挡球圆板，所述钢球和中间柱石同心；所述底部柱石抗震结构包括底部柱石、金台柱石臼和铁桶，所述底部柱石和铁桶设置于所述金台柱石臼内，所述底部柱石、铁桶和金台柱石臼同心。本发明提出的一种仿古建筑柱石互联抗震结构具有基础整体联结、水平垂直各向柔性的特点，整体柱石的强度高，抗震效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有基础整体联结、水平垂直各向柔性的特点，整体柱石的强度和抗震性好的仿古建筑柱石互联抗震结构。属于中国建筑抗震技术及应用领域，适用于仿古建筑工程中的房屋建设及现代建筑工程建设。
背景技术
中国古建筑材料随着社会的发展和技术的进步逐渐丰富。其中，结构材料的使用主要受两个因素的影响，一是便于就地取材，利用自然材料；二是建筑材料生产技术的进步。因此，中国古建筑的结构材料从取材来源来分，可分为两大类；一类是天然材料，包括木材、竹材、石材、夯土、土坯、藤索类；第二类是人工材料，包括粘土砖和金属材料，其中金属材料主要是铁。中国古建筑木结构材料与主要装修材料均依赖大量木质材料，不利于森林绿化保护；不利于防火安全；无法建设大布局高层建筑，无法适应中国古建在现代建筑技术的空间发展，以及空间多样化、生活化的社会需求；无法实现古建规模化、标准化建设；施工缓慢，工期超长；综合成本过高；更无法创新发展中国古代传统建筑艺术在世界建筑领域的推广与普及。
石材性能稳定、强度高，工程应用中几乎没有因为石材强度不足而造成建筑物的破坏。木结构古建筑中常用石材作为基础结构，柱石基础是承受屋柱压力的垫基石，凡是木架结构的房屋，可谓柱柱皆有，缺一不可。古代人为使落地屋柱不使潮湿腐烂，在柱脚上添上一块石墩，就使柱脚与地坪隔离，起到绝对的防潮作用；同时又加强柱基的承压力。石墩可防止柱子的移动下沉，使柱身的承载重量能均匀分布于较大面积上。后来发现埋在地下的木柱容易潮湿腐烂，因此便把石块提升至地面上，可免除柱础的腐蚀或碰损。柱础大致经历三个发展阶段：一、在柱下铺垫卵石，不露明；二、让础石上升到地面来，成为整个立柱的外观形象部分，但没有装饰；三、在础石上再安装柱座，础石周围加以精雕细刻进行装饰。现有的柱石基础有覆盆式、覆斗式、圆鼓式、基座式，其中以圆鼓式最多、最常见。但其直接与木柱连接，没有连接相应的抗震措施，抗震效果有些欠缺。
综上所述，为了实现古建规模化、标准化建设，目前亟需发明一种具有基础整体联结、水平垂直各向柔性的特点，整体柱石的强度和抗震性好的仿古建筑柱石互联抗震结构。
发明内容
本发明提出一种具有基础整体联结、水平垂直各向柔性的特点，整体柱石的强度和抗震性好的仿古建筑柱石互联抗震结构，解决了现有技术木结构古建筑中存在的柱石基础无抗震效果、无法实现古建规模化、标准化建设、地震作用下具有易损坏性等问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种仿古建筑柱石互联抗震结构，包括柱石结构单元，相邻所述柱石结构单元通过第一接头、接管和第二接头相互连接，所述柱石结构单元包括中间柱石抗震结构和底部柱石抗震结构；
所述中间柱石抗震结构包括中间柱石，所述中间柱石顶端安装有减震橡胶垫，所述中间柱石底端依次设置有第一弹簧、钢球和挡球圆板，所述钢球和中间柱石同心；
所述底部柱石抗震结构包括底部柱石、金台柱石臼和铁桶，所述底部柱石和铁桶设置于所述金台柱石臼内，所述底部柱石、铁桶和金台柱石臼同心。
进一步地，所述中间柱石的外侧还设置有所述铁桶，所述铁桶顶端设有盖板，所述铁桶与所述中间柱石形成的空间内注入有防腐液体。
所述减震橡胶垫顶端设有铁盖，所述钢球一端与第一弹簧自由端抵接，相对的另一端与所述挡球圆板卡接。
所述底部柱石顶端设有与所述钢球底部相接的圆弧槽。
所述底部柱石外侧沿环向均匀布设有第二弹簧，所述第二弹簧和金台柱石臼之间连接有弹簧靠片，和可以方便更换弹簧和调整弹簧压力的第一压紧片和第二压紧片。
所述铁桶设置于所述金台柱石臼底部，所述铁桶内安装有第三弹簧，所述底部柱石底部与所述第三弹簧自由端抵接。
所述金台柱石臼为一个单料或合成料构件，也可为多个单料或合成料构件组合成的一个结构体。
所述铁桶与所述底部柱石形成的空间内注入有硅油阻尼液。
所述底部柱石外侧还设有卯孔，通过所述第一接头与所述接管接合。
所述第一接头一端与所述卯孔连接，相对的另一端与所述接管榫卯连接，所述接管一端与所述第一接头榫卯连接，相对的另一端与所述第二接头榫卯连接，所述第二接头与相邻所述接管榫卯连接。
本发明具有以下的特点和有益效果：
(1)本发明仿古建筑柱石互联抗震结构中柱石基互联技术改善了中国古建筑的柱石抗震技术，具有基础整体联结、水平垂直各向柔性的特点，能极大避免现代建筑基础的刚性结构无隔震消震作用，同时向上传递地震波所带来的弊端。
(2)当底部柱石产生水平移动时，中间柱石抗震结构的钢球、弹簧组合在底部柱石的圆弧槽产生相对滑动，瞬间滑动距离越大，弹簧受压越大，瞬间阻力也就越大，因而中间柱石相对底部柱石而言起到阻尼作用；同时，由于房子自重作用，中间柱石能够通过钢球与底部柱石自动对心，解决了由于地震出现的基、柱偏离问题。中间柱石通过减震橡胶垫也能进行部分减震。在铁桶和中间柱石形成的空间内注入的防腐液体以隔绝空气，可以保护橡胶垫和弹簧。
(3)在铁桶中加入硅油阻尼液，通过安装在底部和侧面的弹簧，及顶部的活动阻尼链接，底体柱石结构形成了一个带阻尼谐振抗震结构。在铁桶中加入的硅油阻尼液以隔绝空气，可以保护第三弹簧避免氧化、腐蚀等；第二弹簧如需要可以拆出更换。
(4)本发明仿古建筑柱石互联抗震结构中通过第一接头、接管、第二接头，把底部柱石互联成一个同向并动的整体，增强整体柱石的强度和抗震性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种仿古建筑柱石互联抗震结构的俯视图；
图2为本发明一种仿古建筑柱石互联抗震结构中柱石结构单元的结构示意图；
图3为本发明一种仿古建筑柱石互联抗震结构中柱石结构单元的俯视图；
图4为本发明一种仿古建筑柱石互联抗震结构中中间柱石抗震结构的结构示意图；
图5为本发明一种仿古建筑柱石互联抗震结构中底部柱石抗震结构的结构示意图；
图6为本发明一种仿古建筑柱石互联抗震结构中底部柱石抗震结构的俯视图；
图7为本发明一种仿古建筑柱石互联抗震结构中底部柱石抗震结构沿A-A线的剖视图。
图中，1-中间柱石抗震结构；2-底部柱石抗震结构；3-第一接头；4-接管；5-第二接头；6-铁桶；7-铁盖；8-中间柱石；9-第一弹簧；10-钢球；11-挡球圆板；12-盖板；13-减震橡胶垫；14-底部柱石；15-弹簧靠片；16-第一压紧片；17-第二压紧片；18-金台柱石臼；19-卯孔；20-第二弹簧；21-第三弹簧；22-圆弧槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参照图1所示的一种仿古建筑柱石互联抗震结构的俯视图。一种仿古建筑柱石互联抗震结构，包括柱石结构单元，所述柱石结构单元包括中间柱石抗震结构1和底部柱石抗震结构2。
参照图2所示的一种仿古建筑柱石互联抗震结构中柱石结构单元的结构示意图。相邻所述柱石结构单元通过第一接头3、接管4和第二接头5相互连接。
参照图4所示的一种仿古建筑柱石互联抗震结构中中间柱石抗震结构的结构示意图。所述中间柱石抗震结构1包括中间柱石8，所述中间柱石8顶端安装有减震橡胶垫13，所述中间柱石8底端依次设置有第一弹簧9、钢球10和挡球圆板11，所述钢球10和中间柱石8同心；所述中间柱石8的外侧还设置有所述铁桶6，所述铁桶6顶端设有盖板12，所述铁桶6与所述中间柱石8形成的空间内注入有防腐液体。所述减震橡胶垫13顶端设有铁盖7，所述钢球10一端与第一弹簧9自由端抵接，相对的另一端与所述挡球圆板11卡接。在铁桶6和中间柱石14形成的空间内注入的防腐液体以隔绝空气，可以保护减震橡胶垫13和第一弹簧9。
参照图5所示的一种仿古建筑柱石互联抗震结构中底部柱石抗震结构的结构示意图。所述底部柱石抗震结构2包括底部柱石14、金台柱石臼18和铁桶6，所述底部柱石14和铁桶6设置于所述金台柱石臼18内，所述底部柱石14、铁桶6和金台柱石臼18同心。所述底部柱石14顶端设有与所述钢球10底部相接的圆弧槽22。
参照图6和图7所示的一种仿古建筑柱石互联抗震结构中底部柱石抗震结构的俯视图和剖视图。所述底部柱石14外侧沿环向均匀布设有第二弹簧20，所述第二弹簧20和金台柱石臼18之间连接有弹簧靠片15，和可以方便更换弹簧和调整弹簧压力的第一压紧片16和第二压紧片17。所述铁桶6设置于所述金台柱石臼18底部，所述铁桶6内安装有第三弹簧21，所述底部柱石14底部与所述第三弹簧21自由端抵接。所述铁桶6与所述底部柱石14形成的空间内注入有硅油阻尼液。在铁桶6中加入硅油阻尼液，通过安装在底部和侧面的弹簧，及顶部的活动阻尼链接，底体柱石14结构形成了一个带阻尼谐振抗震结构。在铁桶6中加入的硅油阻尼液以隔绝空气，可以保护第三弹簧21避免氧化、腐蚀等；第二弹簧20如需要可以拆出更换。所述金台柱石臼18为一个单料或合成料构件，也可为多个单料或合成料构件组合成的一个结构体。
当底部柱石14产生水平移动时，中间柱石抗震结构1的钢球10、弹簧组合在底部柱石14的圆弧槽22产生相对滑动，瞬间滑动距离越大，弹簧受压越大，瞬间阻力也就越大，因而中间柱石8相对底部柱石14而言起到阻尼作用；同时，由于房子自重作用，中间柱石8能够通过钢球10与底部柱石14自动对心，解决了由于地震出现的基、柱偏离问题。中间柱石8通过减震橡胶垫13也能进行部分减震。
参照图3所示的一种仿古建筑柱石互联抗震结构中柱石结构单元的俯视图。所述第一接头3一端与所述卯孔19连接，相对的另一端与所述接管4榫卯连接。所述接管4一端与所述第一接头3榫卯连接，相对的另一端与所述第二接头5榫卯连接。所述第二接头5与相邻所述接管4榫卯连接。通过第一接头3、接管4、第二接头5把底部柱石14互联成一个同向并动的整体，增强整体柱石的强度和抗震性。
本发明仿古建筑柱石互联抗震结构中柱石基互联技术改善了中国古建筑的柱石抗震技术，具有基础整体联结、水平垂直各向柔性的特点，能极大避免现代建筑基础的刚性结构无隔震消震作用，同时向上传递地震波所带来的弊端。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种仿古建筑柱石互联抗震结构，其特征在于包括柱石结构单元，相邻所述柱石结构单元通过第一接头、接管和第二接头相互连接，所述柱石结构单元包括中间柱石抗震结构和底部柱石抗震结构；
所述中间柱石抗震结构包括中间柱石，所述中间柱石顶端安装有减震橡胶垫，所述中间柱石底端依次设置有第一弹簧、钢球和挡球圆板，所述钢球和中间柱石同心；
所述底部柱石抗震结构包括底部柱石、金台柱石臼和铁桶，所述底部柱石和铁桶设置于所述金台柱石臼内，所述底部柱石、铁桶和金台柱石臼同心。
2.根据权利要求1所述的仿古建筑柱石互联抗震结构，其特征在于所述中间柱石的外侧还设置有所述铁桶，所述铁桶顶端设有盖板，所述铁桶与所述中间柱石形成的空间内注入有防腐液体。
3.根据权利要求1所述的仿古建筑柱石互联抗震结构，其特征在于所述减震橡胶垫顶端设有铁盖，所述钢球一端与第一弹簧自由端抵接，相对的另一端与所述挡球圆板卡接。
4.根据权利要求1所述的仿古建筑柱石互联抗震结构，其特征在于所述底部柱石顶端设有与所述钢球底部相接的圆弧槽。
5.根据权利要求1所述的仿古建筑柱石互联抗震结构，其特征在于所述底部柱石外侧沿环向均匀布设有第二弹簧；所述第二弹簧和金台柱石臼之间连接有弹簧靠片，和可以方便更换弹簧和调整弹簧压力的第一压紧片和第二压紧片。
6.根据权利要求1所述的仿古建筑柱石互联抗震结构，其特征在于所述铁桶设置于所述金台柱石臼底部，所述铁桶内安装有第三弹簧，所述底部柱石底部与所述第三弹簧自由端抵接。
7.根据权利要求1、5或6中任一项所述的仿古建筑柱石互联抗震结构，其特征在于所述金台柱石臼为一个单料或合成料构件，也可为多个单料或合成料构件组合成的一个结构体。
8.根据权利要求6所述的仿古建筑柱石互联抗震结构，其特征在于所述铁桶与所述底部柱石形成的空间内注入有硅油阻尼液。
9.根据权利要求1所述的仿古建筑柱石互联抗震结构，其特征在于所述底部柱石外侧还设有卯孔，通过所述第一接头与所述接管接合。
10.根据权利要求9所述的仿古建筑柱石互联抗震结构，其特征在于所述第一接头一端与所述柱石外侧的卯孔连接，另一端与所述接管榫卯连接，所述接管一端与所述第一接头榫卯连接，相对的另一端与所述第二接头榫卯连接，所述第二接头与相邻所述接管榫卯连接。
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