CN107630473A - 一种土木工程抗震结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种土木工程抗震结构，涉及土木工程建筑技术领域，用以解决现有技术中存在的高层建筑抗震效果差的技术问题，本发明的土木工程抗震结构，包括建筑基础和设在所述建筑基础上的墙体，通过在地基与抗震部之间设置反冲击吸收能量装置，当地表发生波动时，一方面，该反冲击吸能装置能够缓冲吸能，可缓冲墙体摆动时的冲击，减少对墙体的损害，另一方面，能够把冲击力返回，大大减小了后坐力，因此缓冲效果更好。

Description

一种土木工程抗震结构

技术领域

本发明涉及土木工程建筑技术领域，特别地涉及一种土木工程抗震结构。

背景技术

现有技术中，隔震效果较好的就是采用下底面面积较大的地基基础，以此提高地基的荷载力，但此结构抗震能力较差，地震时，地基基础的底面直接承受着地壳断裂或移位导致的地震波能量的冲击，底面积和侧面积越大，直接受冲击的力度及断裂、位移的可能性就越大，因此其抗震功效就差，在土方处理相同、使用同样地基建材的情况下，为了提高建筑地基基础的抗震能力，只是采用较大下底面积的地基基础，较深的钢筋注地下桩，是无法实现预期的目的，尤其在地震多发地带，对其地基基础提出了更高的抗震要求。

发明内容

本发明提供一种土木工程抗震结构，用以解决现有技术中存在的高层建筑抗震效果差的技术问题。

本发明提供一种土木工程抗震结构，包括建筑基础和设在所述建筑基础上的墙体，所述建筑基础包括基座、位于所述基座上方的抗震部以及设置在所述抗震部内的地基，所述地基与所述抗震部之间设置有多个反冲击吸能装置。

在一个实施方式中，所述反冲击吸能装置包括一级活塞、二级活塞和外缸体，所述二级活塞设置在所述一级活塞的内部空腔内，所述一级活塞设置在所述外缸体的油腔内，所述二级活塞与所述一级活塞的封闭端之间设置有吸能弹簧。

在一个实施方式中，所述地基上设置有与所述反冲击吸能装置一一对应的支撑架，每个所述支撑架上均设置有一个固定座，所述固定座上设置有一个弧形凹槽，所述反冲击吸能装置设置在所述弧形凹槽上。

在一个实施方式中，所述反冲击吸能装置与所述抗震部之间设置有用于监测地震横波方向的第一压力传感器。

在一个实施方式中，所述基座上设置有安装槽，所述地基的底端设置在所述安装槽内，所述地基的底端与所述安装槽之间设置有用于检测所述建筑基础各点受力情况的第二压力传感器。

在一个实施方式中，所述基座的上端与所述抗震部的下端之间设置有隔离层。

在一个实施方式中，所述基座的底部固定设置有桩群，所述桩群包括设置在所述基座中轴线上的主桩以及周向设置在所述主桩周围的若干辅助桩；所述的主桩上设置有用于增加主桩受力面积的阶梯状结构，且所述主桩的长度大于所述辅助桩的长度。

在一个实施方式中，所述基座与所述桩群是混凝土浇筑制成的一体式结构。

在一个实施方式中，所述墙体的上端设置依次设置有下平板、上平板和顶部，所述墙体的内壁和所述上平板之间设置有拉伸弹簧，所述上平板和所述下平板之间设置有多个支撑球。

在一个实施方式中，所述上平板和所述下平板之间位于所述支撑球外侧设置有密封垫板，所述上平板和所述下平板之间位于所述支撑球内侧设置有安装孔，所述安装孔内设置有定位螺栓。

与现有技术相比，本发明的优点在于，通过在地基与抗震部之间设置反冲击吸收能量装置，当地表发生波动时，一方面，该反冲击吸能装置能够缓冲吸能，可缓冲墙体摆动时的冲击，减少对墙体的损害，另一方面，能够把冲击力返回，大大减小了后坐力，因此缓冲效果更好。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。

图1是本发明的土木工程抗震结构的结构示意图；

图2是本发明第一实施例的建筑基础的结构示意图；

图3是图2所示的抗震部的结构示意图；

图4是图2所示的反冲击吸能装置的结构示意图；

图5是图1所示的墙体局部示意图；

图6是本发明第二实施例的建筑基础的结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

附图标记：

1-建筑基础； 2-墙体； 3-第一压力传感器；

4-反冲击吸能装置； 5-第二压力传感器； 6-桩群；

11-基座； 12-抗震部； 13-地基；

14-支撑架； 15-固定座； 16-隔离层；

17-石子填充层； 18-弹性地坪； 21-下平板；

22-上平板； 23-顶部； 24-拉伸弹簧；

25-支撑球； 26-密封垫板； 27-定位螺栓；

41-一级活塞； 42-二级活塞； 43-外缸体；

44-吸能弹簧； 61-主桩； 62-辅助桩。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，本发明提供一种土木工程抗震结构，包括建筑基础1和设在建筑基础1上的墙体2。其中，建筑基础1包括基座11、位于基座11上方的抗震部12以及设置在抗震部12内的地基13，基座11、抗震部12和地基13均为钢筋混凝土结构，以保证结构强度。

地基13与抗震部12之间设置有多个反冲击吸能装置4。如果只是使用普通的弹性缓冲间，虽然具有一定的缓冲作用，但是会产生较大的后坐力，后坐力仍然是作用在被冲击物体上；而反冲击吸能装置4具有更好的吸能效果，一方面，该反冲击吸能装置4能够缓冲吸能，其次，能够把冲击力返回，大大减小了后坐力。

具体地，如图4所示，反冲击吸能装置4包括一级活塞41、二级活塞42和外缸体43，二级活塞42设置在一级活塞41的内部空腔内，一级活塞41设置在外缸体43的油腔内，二级活塞52与一级活塞41的封闭端之间设置有吸能弹簧44。

进一步地，如图3所示，地基13上设置有与反冲击吸能装置4一一对应的支撑架14，每个支撑架14上均设置有一个固定座15，固定座15上设置有一个弧形凹槽，反冲击吸能装置4设置在弧形凹槽上。

当发生地震时，抗震部12撞向一级活塞41的外端，一级活塞41向油腔内移动，油压升高吸能，促使二级活塞42向一级活塞41的内部腔体中发生一定的移位，一级活塞42中的油压快速上升，促使一级活塞41反向运动，把冲击力返回，同时吸能弹簧44吸收能量，从而减小了地震对高层建筑的冲击，达到减震目的。

由于抗震部12冲击一级活塞41后，在反冲击吸能装置4内部经过转化，一部分被液压油消耗，另一部分被再次返回到一级活塞41上，使一级活塞41反向运动，把冲击力返回到抗震部12上，形成冲击力的返回，因此能够大大减小后坐力，缓冲效果更好。

此外，反冲击吸能装置4与抗震部12之间设置有用于监测地震横波方向的第一压力传感器3。第一压力传感器3与设置在基座11上的控制器电连接。当地震发生时控制器根据冲击波的方向由控制器控制油腔内压力以适应冲击的变化，避免缓冲介质形变过度的同时增强抗震效果；地震后通过位置传感器、控制器以及以及活塞41之间的配合将地表建筑与建筑基础1之间的相对位移恢复，智能化程度高，有效解决了传统地基抗震效果较差的问题。

在本发明的第一实施例中，如图2所示，基座11上设置有安装槽，地基13的底端设置在安装槽内，地基13的底端与安装槽之间设置有用于检测建筑基础1各点受力情况的第二压力传感器5。第二压力传感器5与设置在基座11上的控制器电连接。

其中，其中基座11设置在石子填充层17中，并且地基13突出于该石子填充层17的上表面，当墙体2晃动时，由于地基13与墙体2为一体结构，在地基13与石子填充层17的分离处为受力集中区，因此该处最容易折断；而由于地基13相对墙体2具有更高的结构强度，因此地基13突出于石子填充层17的上表面，就会使受力集中区出现在地基13上，能够受力集中区出现在墙体2上而导致整个楼体断裂倒塌，因此具有更好的结构强度，抗震效果更好。

抗震部12也设置在石子填充层17中，由于石子的形状不规则，石子间存在间隙，虽然在建造时会采用震动处理，使石子填充层17变动充实、紧凑，但机器所能施加的震动力与地震时整个楼体的重力产生的力相差很大，因此石子填充层17仍有较大的压缩空间，可消耗较大的冲击能量。

在此实施例的基础上，基座11的上端与抗震部12的下端之间设置有隔离层16。其中隔离层16为粗沙隔离层。通过粗沙隔离层将基座11与抗震部12进行分离，粗沙隔离层中粗沙粒度为3mm，以保证结构强度的同时能够保证滑移性能，此外，粗沙本身也可消耗冲击波的能量，减少对高层建筑的损害。

在地基13的上端设置有弹性地坪18，该弹性地坪18一方面可起到一定的缓冲作用，另一方面能够防止粗沙隔离层中的粗沙向外部挤窜。

在本发明的第二实施例中，如图6所示，基座11的底部固定设置有桩群6，桩群6包括设置在基座11中轴线上的主桩61以及周向设置在主桩61周围的若干辅助桩62；的主桩61上设置有用于增加主桩61受力面积的阶梯状结构，且主桩61的长度大于辅助桩62的长度。

基座11与桩群6是混凝土浇筑制成的一体式结构。

在上述两个实施例的基础上，如图5所示，墙体2的上端设置依次设置有下平板21、上平板22和顶部23，墙体2的内壁和上平板22之间设置有拉伸弹簧24，下平板21和上平板22上下震动时，拉伸弹簧24可起到固定的作用。上平板22和下平板21之间设置有多个支撑球25。具体地上平板22上开设上支撑槽，下平板21上开设下支撑槽，支撑球25设置在上支撑槽和下支撑槽之间，当发生地震时，上平板22可在下平板21上通过支撑球25相对转动。

进一步地，上平板22和下平板21之间位于支撑球25外侧设置有密封垫板26，上平板22和下平板21之间位于支撑球25内侧设置有安装孔，安装孔内设置有定位螺栓27。定位螺栓27的外径小于安装孔37的内径，这样不仅可避免上平板22在水平方向上的震动使上平板22和顶部23有一定的活动量，并且适当限定了上平板22和下平板21之间在垂直方向上的位置。

其中墙体2包括骨架构件和包括在骨架构件外的复合橡胶层，骨架构件和复合橡胶层之间设置有粘结层，此外还可通过螺栓将骨架构构件和复合橡胶层进行固定。

复合橡胶层为复合橡胶材料组成，可为经硫化或碳黑橡胶，也可为高分子共混材料，或互穿网格聚合物。复合橡胶层还可以根据设计要求，将一层或多层碳纤维布夹贴在橡胶层内组成复合橡胶板，还可以是在橡胶层内插入铅或锡棒材料制成的复合橡胶板，再粘贴在结构骨架构件表面上。另外，粘结层可根据要求选用建筑工业用粘合剂。复合橡胶层能够防止钢筋混凝土因受潮湿而腐蚀问题，提高了其结构骨架构件的耐久性。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种土木工程抗震结构，其特征在于，包括建筑基础(1)和设在所述建筑基础(1)上的墙体(2)，所述建筑基础(1)包括基座(11)、位于所述基座(11)上方的抗震部(12)以及设置在所述抗震部(12)内的地基(13)，所述地基(13)与所述抗震部(12)之间设置有多个反冲击吸能装置(4)。

2.根据权利要求1所述的土木工程抗震结构，其特征在于，所述反冲击吸能装置(4)包括一级活塞(41)、二级活塞(42)和外缸体(43)，所述二级活塞(42)设置在所述一级活塞(41)的内部空腔内，所述一级活塞(41)设置在所述外缸体(43)的油腔内，所述二级活塞(52)与所述一级活塞(41)的封闭端之间设置有吸能弹簧(44)。

3.根据权利要求1或2所述的土木工程抗震结构，其特征在于，所述地基(13)上设置有与所述反冲击吸能装置(4)一一对应的支撑架(14)，每个所述支撑架(14)上均设置有一个固定座(15)，所述固定座(15)上设置有一个弧形凹槽，所述反冲击吸能装置(4)设置在所述弧形凹槽上。

4.根据权利要求3所述的土木工程抗震结构，其特征在于，所述反冲击吸能装置(4)与所述抗震部(12)之间设置有用于监测地震横波方向的第一压力传感器(3)。

5.根据权利要求1或2所述的土木工程抗震结构，其特征在于，所述基座(11)上设置有安装槽，所述地基(13)设置在所述安装槽内，所述地基(13)的底端与所述安装槽之间设置有用于检测所述建筑基础(1)各点受力情况的第二压力传感器(5)。

6.根据权利要求1所述的土木工程抗震结构，其特征在于，所述基座(11)的上端与所述抗震部(12)的下端之间设置有隔离层(16)。

7.根据权利要求1所述的土木工程抗震结构，其特征在于，所述基座(11)的底部固定设置有桩群(6)，所述桩群(6)包括设置在所述基座(11)中轴线上的主桩(61)以及周向设置在所述主桩(61)周围的若干辅助桩(62)；所述主桩(61)上设置有用于增加所述主桩(61)受力面积的阶梯状结构，且所述主桩(61)的长度大于所述辅助桩(62)的长度。

8.根据权利要求7所述的土木工程抗震结构，其特征在于，所述基座(11)与所述桩群(6)是混凝土浇筑制成的一体式结构。

9.根据权利要求1或2所述的土木工程抗震结构，其特征在于，所述墙体(2)的上端设置依次设置有下平板(21)、上平板(22)和顶部(23)，所述墙体(2)的内壁和所述上平板(22)之间设置有拉伸弹簧(24)，所述上平板(22)和所述下平板(21)之间设置有多个支撑球(25)。

10.根据权利要求9所述的土木工程抗震结构，其特征在于，所述上平板(22)和所述下平板(21)之间位于所述支撑球(25)外侧设置有密封垫板(26)，所述上平板(22)和所述下平板(21)之间位于所述支撑球(25)内侧设置有安装孔，所述安装孔内设置有定位螺栓(27)。