CN109403390B - 三维整体低层建筑隔震结构体系 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了三维整体低层建筑隔震结构体系，包括建筑物和地基，建筑物的下端与地基的上端固定连接，地基的内部开设有地基坑，地基坑上设有隔震装置，隔震装置包括下底板，下底板位于地基坑的上端，下底板的上端设有上底板，下底板和上底板之间设有横向减震装置和竖向减震装置，横向减震装置包括滑动块，下底板的上端、上底板的下端均开设有弧形槽，两个弧形槽上均滑动连接有滑动块，两个滑动块之间设有橡胶圈。该三维整体低层建筑隔震结构体系，通过设置横向减震装置，当产生横向振动时，且减震弹簧与橡胶圈的存在会使得发生横向震动时，削弱横向震动的力，从而降低横向震动对建筑物的影响，延长建筑物的安全使用年限的特点。

Description

三维整体低层建筑隔震结构体系
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，更具体地说，它涉及三维整体低层建筑隔震结构体系。
背景技术
我国国土面积90％以上为村镇面积，同时村镇地区人口占我国总人口的70％以上。受社会和经济发展水平的限制，村镇民用建筑，造价较低，基本上没有考虑抗震设防，房屋大多是采用砖石等脆性材料建造的砌体结构，房屋的质量和抗震性能差。历次地震灾害表明，一旦出现地震灾害，村镇地区的房屋将会大量倒塌，人员伤亡惨重，“小震成灾”甚至“小震大灾”成为村镇地区地震灾害的显著特点。
目前，众所周知的隔震结构是在建筑结构底部设置水平隔震或减震层，即基础隔震或减震，或者在建筑中部设置水平隔震或减震层，即层间隔震或减震，但不能降低竖向地震作用，使得高烈度地区工程结构的竖向地震灾害不能有效消减。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供三维整体低层建筑隔震结构体系，其具有通过设置竖向、横向减震结构，削减地震灾害对建筑的伤害，延长底层建筑使用寿命的特点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
三维整体低层建筑隔震结构体系，包括建筑物和地基，建筑物的下端与地基的上端固定连接，地基的内部开设有地基坑，地基坑上设有隔震装置。
隔震装置包括下底板，下底板位于地基坑的上端，下底板的上端设有上底板，下底板和上底板之间设有横向减震装置和竖向减震装置。
横向减震装置包括滑动块，下底板的上端、上底板的下端均开设有弧形槽，两个弧形槽上均滑动连接有滑动块，两个滑动块之间设有橡胶圈。
竖向减震装置包括支撑柱，支撑柱的两端分别与两个滑动块的一端固定连接。
进一步地，两个支撑柱位于两个橡胶圈的外端，橡胶圈的内壁固定连接有支柱，两个支柱之间固定连接有减震弹簧。
进一步地，两个支柱上均开设有曲形槽，下底板和上底板上均开设有滚珠槽，滚珠槽内设有滚珠，滚珠槽的内壁与滚珠的外表面相适配，滚珠的一端与曲形槽的表面固定连接。
进一步地，下底板和上底板之间固定连接有支撑块，支撑块包括主钢板、副钢板，多个副钢板的相邻面均固定连接有减震片。
进一步地，最上端主钢板的下表面与一个减震片的上表面固定连接，最下端主钢板的上表面与一个减震片的下表面固定连接，主钢板上开设有通孔。
进一步地，副钢板和减震片上均开设有圆槽，通孔与圆槽的轴心线在一条直线上，通孔和圆槽的内壁均固定连接有橡胶管。
进一步地，橡胶管的内壁固定连接有钢管，钢管的两侧内壁之间固定连接有钢板，钢板上开设有直孔。
进一步地，钢管内设有钢筋，钢筋呈不规则形，钢筋的一端通过直孔延伸至通孔的外端，钢管的内部固定连接有混凝土。
进一步地，隔震装置的外端固定连接有防腐层，防腐层包括聚四氟乙烯防腐剂、环氧树脂防腐剂。
进一步地，混凝土的制作方法包括：S1、将河砂和玄武岩颗粒混合搅拌均匀，得到混合物a；S2、将混合物a与34.35％-45.31％水泥、32.81％-41.98％矿物掺合料、80％的9.09％-9.38％拌合水混合搅拌均匀得到混合物b；S3、将混合物b与剩余的20％的拌合水、1.53％-1.67％聚羧酸高效减水剂，混合拌合均匀，得到混合物c；S4、在混合物c中加入6.11％-10.94％钢纤维，均匀搅拌，得到混凝土。
综上，本发明具有以下有益效果：
1、通过设置横向减震装置，当产生横向振动时，滑动块会在弧形槽上发生相对滑动，且减震弹簧与橡胶圈的存在会使得发生横向震动时，削弱横向震动的力，在横向振动消失时，由于重力以及弧形槽的表面光滑度，滑动块会回到原位，从而降低横向震动对建筑物的影响，延长建筑物的安全使用年限的特点。
2、通过设置竖向减震装置，多个副钢板与减震片交替连接，钢管内不规则的钢筋，会增强竖直、横向方向的抗震能力，且减震片会削弱竖向震动的力，从而增强建筑物的抗震能力，延长建筑物的安全使用年限的特点。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明图1中A处放大图；
图3为本发明支撑块结构剖视图；
图4为本发明钢管结构剖视图；
图5为本发明钢筋结构立体剖视图；
图6为本发明支柱结构剖视图；
图7为本发明滚珠结构局部剖视图。
图中：1、建筑物；2、地基；3、地基坑；4、下底板；5、上底板；6、弧形槽；7、滑动块；8、支柱；9、橡胶圈；10、减震弹簧；11、曲形槽；12、滚珠；13、滚珠槽；14、支撑柱；15、支撑块；151、主钢板；152、副钢板；153、减震片；154、通孔；155、圆槽；156、橡胶管；157、钢管；158、钢板；159、直孔；16、钢筋；17、混凝土；18、防腐层。
具体实施方式
实施例：
以下结合附图1-7对本发明作进一步详细说明。
三维整体低层建筑隔震结构体系，如图1-7所示，包括建筑物1和地基2，建筑物1的下端与地基2的上端固定连接，地基2的内部开设有地基坑3，地基坑3上设有隔震装置。
隔震装置包括下底板4，下底板4位于地基坑3的上端，下底板4的上端设有上底板5，下底板4和上底板5之间设有横向减震装置和竖向减震装置。
横向减震装置包括滑动块7，下底板4的上端、上底板5的下端均开设有弧形槽6，两个弧形槽6上均滑动连接有滑动块7，两个滑动块7之间设有橡胶圈9，两个支撑柱14位于两个橡胶圈9的外端，橡胶圈9的内壁固定连接有支柱8，两个支柱8之间固定连接有减震弹簧10，两个支柱8上均开设有曲形槽11，下底板4和上底板5上均开设有滚珠槽13，滚珠槽13内设有滚珠12，滚珠槽13的内壁与滚珠12的外表面相适配，滚珠12的一端与曲形槽11的表面固定连接。
通过设置横向减震装置，当产生横向振动时，滑动块7会在弧形槽6上发生相对滑动，且减震弹簧10与橡胶圈9的存在会使得发生横向震动时，削弱横向震动的力，在横向振动消失时，由于重力以及弧形槽6的表面光滑度，滑动块7会回到原位，从而降低横向震动对建筑物1的影响，延长建筑物1的安全使用年限的特点。
竖向减震装置包括支撑柱14，支撑柱14的两端分别与两个滑动块7的一端固定连接，两个滑动块7之间设有橡胶圈9，下底板4和上底板5之间固定连接有支撑块15，支撑块15包括主钢板151、副钢板152，多个副钢板152的相邻面均固定连接有减震片153，最上端主钢板151的下表面与一个减震片153的上表面固定连接，最下端主钢板151的上表面与一个减震片153的下表面固定连接，主钢板151上开设有通孔154，副钢板152和减震片153上均开设有圆槽155，通孔154与圆槽155的轴心线在一条直线上，通孔154和圆槽155的内壁均固定连接有橡胶管156，橡胶管156的内壁固定连接有钢管157，钢管157的两侧内壁之间固定连接有钢板158，钢板158上开设有直孔159，钢管157内设有钢筋16，钢筋16呈不规则形，钢筋16的一端通过直孔159延伸至通孔154的外端，钢管157的内部固定连接有混凝土17。
通过设置竖向减震装置，多个副钢板152与减震片153交替连接，钢管157内不规则的钢筋16，会增强竖直、横向方向的抗震能力，且减震片153会削弱竖向震动的力，从而增强建筑物1的抗震能力，延长建筑物1的安全使用年限的特点。
隔震装置的外端固定连接有防腐层18，防腐层18包括聚四氟乙烯防腐剂、环氧树脂防腐剂，混凝土17的制作方法包括：S1、将河砂和玄武岩颗粒混合搅拌均匀，得到混合物a；S2、将混合物a与34.35％-45.31％水泥、32.81％-41.98％矿物掺合料、80％的9.09％-9.38％拌合水混合搅拌均匀得到混合物b；S3、将混合物b与剩余的20％的拌合水、1.53％-1.67％聚羧酸高效减水剂，混合拌合均匀，得到混合物c；S4、在混合物c中加入6.11％-10.94％钢纤维，均匀搅拌，得到混凝土17。
实施一
三维整体低层建筑隔震结构体系，如图1-7所示，包括建筑物1和地基2，建筑物1的下端与地基2的上端固定连接，地基2的内部开设有地基坑3，地基坑3上设有隔震装置。
隔震装置包括下底板4，下底板4位于地基坑3的上端，下底板4的上端设有上底板5，下底板4和上底板5之间设有横向减震装置和竖向减震装置。
横向减震装置包括滑动块7，下底板4的上端、上底板5的下端均开设有弧形槽6，两个弧形槽6上均滑动连接有滑动块7，两个滑动块7之间设有橡胶圈9，两个支撑柱14位于两个橡胶圈9的外端，橡胶圈9的内壁固定连接有支柱8，两个支柱8之间固定连接有减震弹簧10，两个支柱8上均开设有曲形槽11，下底板4和上底板5上均开设有滚珠槽13，滚珠槽13内设有滚珠12，滚珠槽13的内壁与滚珠12的外表面相适配，滚珠12的一端与曲形槽11的表面固定连接。
通过设置横向减震装置，当产生横向振动时，滑动块7会在弧形槽6上发生相对滑动，且减震弹簧10与橡胶圈9的存在会使得发生横向震动时，削弱横向震动的力，在横向振动消失时，由于重力以及弧形槽6的表面光滑度，滑动块7会回到原位，从而降低横向震动对建筑物1的影响，延长建筑物1的安全使用年限的特点。
竖向减震装置包括支撑柱14，支撑柱14的两端分别与两个滑动块7的一端固定连接，两个滑动块7之间设有橡胶圈9，下底板4和上底板5之间固定连接有支撑块15，支撑块15包括主钢板151、副钢板152，多个副钢板152的相邻面均固定连接有减震片153，最上端主钢板151的下表面与一个减震片153的上表面固定连接，最下端主钢板151的上表面与一个减震片153的下表面固定连接，主钢板151上开设有通孔154，副钢板152和减震片153上均开设有圆槽155，通孔154与圆槽155的轴心线在一条直线上，通孔154和圆槽155的内壁均固定连接有橡胶管156，橡胶管156的内壁固定连接有钢管157，钢管157的两侧内壁之间固定连接有钢板158，钢板158上开设有直孔159，钢管157内设有钢筋16，钢筋16呈不规则形，钢筋16的一端通过直孔159延伸至通孔154的外端，钢管157的内部固定连接有混凝土17。
通过设置竖向减震装置，多个副钢板152与减震片153交替连接，钢管157内不规则的钢筋16，会增强竖直、横向方向的抗震能力，且减震片153会削弱竖向震动的力，从而增强建筑物1的抗震能力，延长建筑物1的安全使用年限的特点。
隔震装置的外端固定连接有防腐层18，防腐层18包括聚四氟乙烯防腐剂、环氧树脂防腐剂，混凝土17的制作方法包括：S1、将河砂和玄武岩颗粒混合搅拌均匀，得到混合物a；S2、将混合物a与34.35％水泥、32.81％矿物掺合料、80％的9.09％拌合水混合搅拌均匀得到混合物b；S3、将混合物b与剩余的20％的拌合水、1.53％聚羧酸高效减水剂，混合拌合均匀，得到混合物c；S4、在混合物c中加入6.11％钢纤维，均匀搅拌，得到混凝土17。
实施二
三维整体低层建筑隔震结构体系，如图1-7所示，包括建筑物1和地基2，建筑物1的下端与地基2的上端固定连接，地基2的内部开设有地基坑3，地基坑3上设有隔震装置。
隔震装置包括下底板4，下底板4位于地基坑3的上端，下底板4的上端设有上底板5，下底板4和上底板5之间设有横向减震装置和竖向减震装置。
横向减震装置包括滑动块7，下底板4的上端、上底板5的下端均开设有弧形槽6，两个弧形槽6上均滑动连接有滑动块7，两个滑动块7之间设有橡胶圈9，两个支撑柱14位于两个橡胶圈9的外端，橡胶圈9的内壁固定连接有支柱8，两个支柱8之间固定连接有减震弹簧10，两个支柱8上均开设有曲形槽11，下底板4和上底板5上均开设有滚珠槽13，滚珠槽13内设有滚珠12，滚珠槽13的内壁与滚珠12的外表面相适配，滚珠12的一端与曲形槽11的表面固定连接。
通过设置横向减震装置，当产生横向振动时，滑动块7会在弧形槽6上发生相对滑动，且减震弹簧10与橡胶圈9的存在会使得发生横向震动时，削弱横向震动的力，在横向振动消失时，由于重力以及弧形槽6的表面光滑度，滑动块7会回到原位，从而降低横向震动对建筑物1的影响，延长建筑物1的安全使用年限的特点。
竖向减震装置包括支撑柱14，支撑柱14的两端分别与两个滑动块7的一端固定连接，两个滑动块7之间设有橡胶圈9，下底板4和上底板5之间固定连接有支撑块15，支撑块15包括主钢板151、副钢板152，多个副钢板152的相邻面均固定连接有减震片153，最上端主钢板151的下表面与一个减震片153的上表面固定连接，最下端主钢板151的上表面与一个减震片153的下表面固定连接，主钢板151上开设有通孔154，副钢板152和减震片153上均开设有圆槽155，通孔154与圆槽155的轴心线在一条直线上，通孔154和圆槽155的内壁均固定连接有橡胶管156，橡胶管156的内壁固定连接有钢管157，钢管157的两侧内壁之间固定连接有钢板158，钢板158上开设有直孔159，钢管157内设有钢筋16，钢筋16呈不规则形，钢筋16的一端通过直孔159延伸至通孔154的外端，钢管157的内部固定连接有混凝土17。
通过设置竖向减震装置，多个副钢板152与减震片153交替连接，钢管157内不规则的钢筋16，会增强竖直、横向方向的抗震能力，且减震片153会削弱竖向震动的力，从而增强建筑物1的抗震能力，延长建筑物1的安全使用年限的特点。
隔震装置的外端固定连接有防腐层18，防腐层18包括聚四氟乙烯防腐剂、环氧树脂防腐剂，混凝土17的制作方法包括：S1、将河砂和玄武岩颗粒混合搅拌均匀，得到混合物a；S2、将混合物a与40％水泥、38％矿物掺合料、80％的9.1％拌合水混合搅拌均匀得到混合物b；S3、将混合物b与剩余的20％的拌合水、1.6％聚羧酸高效减水剂，混合拌合均匀，得到混合物c；S4、在混合物c中加入8％钢纤维，均匀搅拌，得到混凝土17。
实施三
三维整体低层建筑隔震结构体系，如图1-7所示，包括建筑物1和地基2，建筑物1的下端与地基2的上端固定连接，地基2的内部开设有地基坑3，地基坑3上设有隔震装置。
隔震装置包括下底板4，下底板4位于地基坑3的上端，下底板4的上端设有上底板5，下底板4和上底板5之间设有横向减震装置和竖向减震装置。
横向减震装置包括滑动块7，下底板4的上端、上底板5的下端均开设有弧形槽6，两个弧形槽6上均滑动连接有滑动块7，两个滑动块7之间设有橡胶圈9，两个支撑柱14位于两个橡胶圈9的外端，橡胶圈9的内壁固定连接有支柱8，两个支柱8之间固定连接有减震弹簧10，两个支柱8上均开设有曲形槽11，下底板4和上底板5上均开设有滚珠槽13，滚珠槽13内设有滚珠12，滚珠槽13的内壁与滚珠12的外表面相适配，滚珠12的一端与曲形槽11的表面固定连接。
通过设置横向减震装置，当产生横向振动时，滑动块7会在弧形槽6上发生相对滑动，且减震弹簧10与橡胶圈9的存在会使得发生横向震动时，削弱横向震动的力，在横向振动消失时，由于重力以及弧形槽6的表面光滑度，滑动块7会回到原位，从而降低横向震动对建筑物1的影响，延长建筑物1的安全使用年限的特点。
竖向减震装置包括支撑柱14，支撑柱14的两端分别与两个滑动块7的一端固定连接，两个滑动块7之间设有橡胶圈9，下底板4和上底板5之间固定连接有支撑块15，支撑块15包括主钢板151、副钢板152，多个副钢板152的相邻面均固定连接有减震片153，最上端主钢板151的下表面与一个减震片153的上表面固定连接，最下端主钢板151的上表面与一个减震片153的下表面固定连接，主钢板151上开设有通孔154，副钢板152和减震片153上均开设有圆槽155，通孔154与圆槽155的轴心线在一条直线上，通孔154和圆槽155的内壁均固定连接有橡胶管156，橡胶管156的内壁固定连接有钢管157，钢管157的两侧内壁之间固定连接有钢板158，钢板158上开设有直孔159，钢管157内设有钢筋16，钢筋16呈不规则形，钢筋16的一端通过直孔159延伸至通孔154的外端，钢管157的内部固定连接有混凝土17。
通过设置竖向减震装置，多个副钢板152与减震片153交替连接，钢管157内不规则的钢筋16，会增强竖直、横向方向的抗震能力，且减震片153会削弱竖向震动的力，从而增强建筑物1的抗震能力，延长建筑物1的安全使用年限的特点。
隔震装置的外端固定连接有防腐层18，防腐层18包括聚四氟乙烯防腐剂、环氧树脂防腐剂，混凝土17的制作方法包括：S1、将河砂和玄武岩颗粒混合搅拌均匀，得到混合物a；S2、将混合物a与45.31％水泥、41.98％矿物掺合料、80％的9.38％拌合水混合搅拌均匀得到混合物b；S3、将混合物b与剩余的20％的拌合水、1.67％聚羧酸高效减水剂，混合拌合均匀，得到混合物c；S4、在混合物c中加入0.94％钢纤维，均匀搅拌，得到混凝土17。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (2)

1.三维整体低层建筑隔震结构体系，包括建筑物（1）和地基（2），所述建筑物（1）的下端与地基（2）的上端固定连接，其特征在于：所述地基（2）的内部开设有地基坑（3），所述地基坑（3）上设有隔震装置；
所述隔震装置包括下底板（4），所述下底板（4）位于地基坑（3）的上端，所述下底板（4）的上端设有上底板（5），所述下底板（4）和上底板（5）之间设有横向减震装置和竖向减震装置；
所述横向减震装置包括滑动块（7），所述下底板（4）的上端、上底板（5）的下端均开设有弧形槽（6），两个所述弧形槽（6）上均滑动连接有滑动块（7），两个所述滑动块（7）之间设有橡胶圈（9）；
所述竖向减震装置包括支撑柱（14），所述支撑柱（14）的两端分别与两个滑动块（7）的一端固定连接；
所述下底板（4）和上底板（5）之间固定连接有支撑块（15），所述支撑块（15）包括主钢板（151）、副钢板（152），多个所述副钢板（152）的相邻面均固定连接有减震片（153）；
最上端所述主钢板（151）的下表面与一个减震片（153）的上表面固定连接，最下端所述主钢板（151）的上表面与一个减震片（153）的下表面固定连接，所述主钢板（151）上开设有通孔（154）；
所述副钢板（152）和减震片（153）上均开设有圆槽（155），所述通孔（154）与圆槽（155）的轴心线在一条直线上，所述通孔（154）和圆槽（155）的内壁均固定连接有橡胶管（156）；
所述橡胶管（156）的内壁固定连接有钢管（157），所述钢管（157）的两侧内壁之间固定连接有钢板（158），所述钢板（158）上开设有直孔（159）；
所述钢管（157）内设有钢筋（16），所述钢筋（16）呈不规则形，所述钢筋（16）的一端通过直孔（159）延伸至通孔（154）的外端，所述钢管（157）的内部固定连接有混凝土（17）；
两个所述支撑柱（14）位于两个橡胶圈（9）的外端，所述橡胶圈（9）的内壁固定连接有上下两个支柱（8），上下两个所述支柱（8）之间固定连接有减震弹簧（10）；
上下两个所述支柱（8）上均开设有曲形槽（11），所述下底板（4）和上底板（5）上均开设有滚珠槽（13），所述滚珠槽（13）内设有滚珠（12），所述滚珠槽（13）的内壁与滚珠（12）的外表面相适配，所述滚珠（12）的一端与曲形槽（11）的表面固定连接。
2.根据权利要求1所述的三维整体低层建筑隔震结构体系，其特征在于：所述隔震装置的外端固定连接有防腐层（18），所述防腐层（18）包括聚四氟乙烯防腐剂、环氧树脂防腐剂。
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