CN110106917A - 具有减缓多向载荷功能的地下结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于地下基础设施领域，特别是涉及一种具有减缓多向载荷功能的地下结构。包括地下结构、减震外贴层、地上荷载抗冲击结构、侧边横向载荷抗冲击保护结构、连接件、高强端板、承载支撑侧板、内置承载缓冲结构、波浪形耗能连接组合板、竖向连接耗能板、弧形耗能板单体、固定杆、固定件、高强抗震支撑弹簧、缓冲阻尼介质、沙和丁苯乳胶混合材料、外框板、挤压填充物、耗能单元、耗能软板围层、轻质缓冲材料、圆孔和耗能肋，本发明的优点效果是在减震耗能的同时能增强地下结构承载能力，能有效抵抗地下结构上方地面载荷破坏和减少周围侧边横向载荷传递到结构的震动能量。

Description

具有减缓多向载荷功能的地下结构

技术领域

本发明属于地下基础设施领域，特别是涉及一种具有减缓多向载荷功能的地下结构。

背景技术

综合管廊的建设正在大力进行，综合管廊所到达的区域也会越来越广泛。地下综合管廊对满足民生基本需求和提高城市综合承载力发挥着重要作用，降低了路面多次翻修的费用和工程管线的维修费用。保持了路面的完整性和各类管线的耐久性，便于各种管线的敷设、增减、维修和日常管理。并且管线一起入地，减少架空线与绿化的矛盾。但是普通的综合管廊只能短期承受地面各种荷载冲击，难以达到长期抗震作用，其顶部的板片直接承受动载荷和静载荷，两侧墙体不仅要承受顶部板片的动载荷和静载荷，还要承受侧边土层的横向载荷，因此为了增强综合管廊的承载能力和抵抗地面荷载冲击的能力、防止结构失稳，墙壁需要设置的很厚，而且这种结构通过现场浇筑或者预制件制作，工程量大、施工周期长、建设成本高，不利于抗震型综合管廊的长期推广使用，会大大增加建设维修费用，因此，建设一种有利于消除地面对管廊荷载冲击的抗震结构，为了抵抗来自地面的动载荷和静载荷，形成完整的抗震保护结构十分重要，避免造成地面荷载对管廊造成应力局部变大、对结构不利的现象。

现阶段管廊抵抗荷载作用能力有待提高，仅仅能保证正常自然条件下抵抗荷载作用效果，对应付突发状况（如遇到地震、爆炸等灾害），结构刚度和强度设计明显不足，会存在管线散落、结构坍落等隐患，这样既增大了后期的维修成本，也影响了整个公共市政的运行，给居民生活带来不便，现有技术中的一些管廊抗震保护结构有很多缺点，如不利于地下综合管廊的长期建设，或者功能设计的不完善、不合理，部分装置无法保证长期耐久性，有时容易失效，有的构造设计比较复杂，有的成本过高，在有些地区的综合管廊结构的周围会同时受到侧边横向载荷对廊体的破坏，这会增加后期地下管廊使用的维修费用，造成地下管廊使用寿命缩短的现象，因此很有必要建设一种合理的消除荷载对管廊破坏的减震保护结构。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种具有减缓多向载荷功能的地下结构，能显著增加整体结构的承载能力和抵抗多方向载荷破坏的能力，同时在减震耗能的同时能增强地下结构承载能力，避免地面荷载对地下结构造成应力增加情况，设置的侧边横向载荷抗冲击保护结构能有效减少侧边横向载荷对地下结构的破坏，本发明能对地下结构形成完整抗震保护层，能有效抵抗地下结构上方地面载荷破坏和减少周围侧边横向载荷传递到结构的震动能量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种具有减缓多向载荷功能的地下结构，包括地下结构、减震外贴层、地上荷载抗冲击结构、侧边横向载荷抗冲击保护结构、连接件、高强端板、承载支撑侧板、内置承载缓冲结构、波浪形耗能连接组合板、竖向连接耗能板、弧形耗能板单体、固定杆、固定件、高强抗震支撑弹簧、缓冲阻尼介质、沙和丁苯乳胶混合材料、外框板、挤压填充物、耗能单元、耗能软板围层、轻质缓冲材料、圆孔和耗能肋，在地下结构的外层设置减震外贴层，在地下结构的上方设置地上荷载抗冲击结构，在地下结构的两侧设置侧边横向载荷抗冲击保护结构，设置若干连接件对地下结构和地上荷载抗冲击结构进行连接，设置若干连接件对地下结构和侧边横向载荷抗冲击保护结构进行连接；地上荷载抗冲击结构的上下两端为高强端板，地上荷载抗冲击结构的左右两端为承载支撑侧板；内置承载缓冲结构的上下两端为波浪形耗能连接组合板，内置承载缓冲结构的左右两侧为竖向连接耗能板，竖向连接耗能板对上下两端设置的波浪形耗能连接组合板进行连接，波浪形耗能连接组合板是由若干个弧形耗能板单体相互连接而成；在地上荷载抗冲击结构的结构内部设置内置承载缓冲结构，设置若干个高强抗震支撑弹簧对高强端板和弧形耗能板单体进行连接，设置若干个固定杆穿过高强端板、弧形耗能板单体并在高强端板的外侧设置固定件进行固定，在内置承载缓冲结构的内部区域设置缓冲阻尼介质，在地上荷载抗冲击结构结构内的其他区域设置沙和丁苯乳胶混合材料，在承载支撑侧板上设置若干个圆孔，在相邻的圆孔之间设置耗能肋，侧边横向载荷抗冲击保护结构的外圈为外框板，在侧边横向载荷抗冲击保护结构的内部设置若干个耗能单元，并在侧边横向载荷抗冲击保护结构结构的内部区域填充挤压填充物，耗能单元由耗能软板围层围成，在耗能单元的内部填充轻质缓冲材料。

进一步地，所述的承载支撑侧板、波浪形耗能连接组合板、竖向连接耗能板、外框板、耗能软板围层采用低屈服点耗能钢板制成。

进一步地，所述的轻质缓冲材料采用泡沫铝制成。

进一步地，所述的减震外贴层采用沥青、橡胶、硅树脂系材料制成，并且和硬化添加剂一起压注，硬化后形成减震层。

进一步地，所述的缓冲阻尼介质采用高阻尼橡胶制成。

进一步地，所述的挤压填充物采用聚氨酯材料制成。

进一步地，所述的高强端板采用高强度高硬度板制作而成。

进一步地，所述的波浪形耗能连接组合板中相邻的弧形耗能板单体采用焊接连接，内置承载缓冲结构中的波浪形耗能连接组合板和竖向连接耗能板采用焊接连接。

本发明的有益效果：

本发明的优点和有益效果是本发明具有减缓多向载荷功能的地下结构能显著增加整体结构的承载能力和抵抗多方向载荷破坏的能力，可减少地面载荷和侧边横向载荷对地下结构的破坏，当地上荷载抗冲击结构受到地面载荷作用时，内置承载缓冲结构能对缓冲阻尼介质、沙和丁苯乳胶混合材料挤压耗能，能大幅耗散地面载荷传递到地下结构的能量，同时设置的承载支撑侧板和高强抗震支撑弹簧在减震耗能的同时能增强地下结构承载能力，避免地面荷载对地下结构造成应力增加情况，设置的侧边横向载荷抗冲击保护结构能有效减少侧边横向载荷对地下结构的破坏，本发明能对地下结构形成完整抗震保护层，能有效抵抗地下结构上方地面载荷破坏和减少周围侧边横向载荷传递到结构的震动能量。

附图说明

图1为本发明具有减缓多向载荷功能的地下结构示意图。

图2为地上荷载抗冲击结构示意图。

图3为内置承载缓冲结构示意图。

图4为波浪形耗能连接组合板示意图。

图5为承载支撑侧板示意图。

图6为侧边横向载荷抗冲击保护结构示意图。

图7为耗能单元示意图。

图中：1为地下结构；2为减震外贴层；3为地上荷载抗冲击结构；4为侧边横向载荷抗冲击保护结构；5为连接件；6为高强端板；7为承载支撑侧板；8为内置承载缓冲结构；9为波浪形耗能连接组合板；10为竖向连接耗能板；11为弧形耗能板单体；12为固定杆；13为固定件；14为高强抗震支撑弹簧；15为缓冲阻尼介质；16为沙和丁苯乳胶混合材料；17为外框板；18为挤压填充物；19为耗能单元；20为耗能软板围层；21为轻质缓冲材料；22为圆孔；23为耗能肋。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例：如图1-7所示： 本发明一种具有减缓多向载荷功能的地下结构，包括地下结构1、减震外贴层2、地上荷载抗冲击结构3、侧边横向载荷抗冲击保护结构4、连接件5、高强端板6、承载支撑侧板7、内置承载缓冲结构8、波浪形耗能连接组合板9、竖向连接耗能板10、弧形耗能板单体11、固定杆12、固定件13、高强抗震支撑弹簧14、缓冲阻尼介质15、沙和丁苯乳胶混合材料16、外框板17、挤压填充物18、耗能单元19、耗能软板围层20、轻质缓冲材料21、圆孔22和耗能肋23，具有减缓多向载荷功能的地下结构中，在地下结构1的外层设置减震外贴层2，在地下结构1的上方设置地上荷载抗冲击结构3，在地下结构1的两侧设置侧边横向载荷抗冲击保护结构4，设置若干连接件5对地下结构1和地上荷载抗冲击结构3进行连接，设置若干连接件5对地下结构1和侧边横向载荷抗冲击保护结构4进行连接；地上荷载抗冲击结构3的上下两端为高强端板6，地上荷载抗冲击结构3的左右两端为承载支撑侧板7；内置承载缓冲结构8的上下两端为波浪形耗能连接组合板9，内置承载缓冲结构8的左右两侧为竖向连接耗能板10，竖向连接耗能板10对上下两端设置的波浪形耗能连接组合板9进行连接，波浪形耗能连接组合板9是由若干个弧形耗能板单体11相互连接而成；在地上荷载抗冲击结构3的结构内部设置内置承载缓冲结构8，设置若干个高强抗震支撑弹簧14对高强端板6和弧形耗能板单体11进行连接，设置若干个固定杆12穿过高强端板6、弧形耗能板单体11并在高强端板6的外侧设置固定件13进行固定，在内置承载缓冲结构8的内部区域设置缓冲阻尼介质15，在地上荷载抗冲击结构3结构内的其他区域设置沙和丁苯乳胶混合材料16，在承载支撑侧板7上设置若干个圆孔22，在相邻的圆孔22之间设置耗能肋23，侧边横向载荷抗冲击保护结构4的外圈为外框板17，在侧边横向载荷抗冲击保护结构4的内部设置若干个耗能单元19，并在侧边横向载荷抗冲击保护结构4结构的内部区域填充挤压填充物18，耗能单元19由耗能软板围层20围成，在耗能单元19的内部填充轻质缓冲材料21。

所述的承载支撑侧板7、波浪形耗能连接组合板9、竖向连接耗能板10、外框板17、耗能软板围层20采用低屈服点耗能钢板制成。

所述的轻质缓冲材料21采用泡沫铝制成。

所述的减震外贴层2采用沥青、橡胶、硅树脂系材料制成，并且和硬化添加剂一起压注，硬化后形成减震层。

所述的缓冲阻尼介质15采用高阻尼橡胶制成。

所述的挤压填充物18采用聚氨酯材料制成。

所述的高强端板6采用高强度高硬度板制作而成。

所述的波浪形耗能连接组合板9中相邻的弧形耗能板单体11采用焊接连接，内置承载缓冲结构8中的波浪形耗能连接组合板9和竖向连接耗能板10采用焊接连接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有减缓多向载荷功能的地下结构，包括地下结构(1)、减震外贴层(2)、地上荷载抗冲击结构(3)、侧边横向载荷抗冲击保护结构(4)、连接件(5)、高强端板(6)、承载支撑侧板(7)、内置承载缓冲结构(8)、波浪形耗能连接组合板(9)、竖向连接耗能板(10)、弧形耗能板单体(11)、固定杆(12)、固定件(13)、高强抗震支撑弹簧(14)、缓冲阻尼介质(15)、沙和丁苯乳胶混合材料(16)、外框板(17)、挤压填充物(18)、耗能单元(19)、耗能软板围层(20)、轻质缓冲材料(21)、圆孔(22)和耗能肋(23)，其特征在于：

具有减缓多向载荷功能的地下结构中，在地下结构(1)的外层设置减震外贴层(2)，在地下结构(1)的上方设置地上荷载抗冲击结构(3)，在地下结构(1)的两侧设置侧边横向载荷抗冲击保护结构(4)，设置若干连接件(5)对地下结构(1)和地上荷载抗冲击结构(3)进行连接，设置若干连接件(5)对地下结构(1)和侧边横向载荷抗冲击保护结构(4)进行连接；地上荷载抗冲击结构(3)的上下两端为高强端板(6)，地上荷载抗冲击结构(3)的左右两端为承载支撑侧板(7)；内置承载缓冲结构(8)的上下两端为波浪形耗能连接组合板(9)，内置承载缓冲结构(8)的左右两侧为竖向连接耗能板(10)，竖向连接耗能板(10)对上下两端设置的波浪形耗能连接组合板(9)进行连接，波浪形耗能连接组合板(9)是由若干个弧形耗能板单体(11)相互连接而成；在地上荷载抗冲击结构(3)的结构内部设置内置承载缓冲结构(8)，设置若干个高强抗震支撑弹簧(14)对高强端板(6)和弧形耗能板单体(11)进行连接，设置若干个固定杆(12)穿过高强端板(6)、弧形耗能板单体(11)并在高强端板(6)的外侧设置固定件(13)进行固定，在内置承载缓冲结构(8)的内部区域设置缓冲阻尼介质(15)，在地上荷载抗冲击结构(3)结构内的其他区域设置沙和丁苯乳胶混合材料(16)，在承载支撑侧板(7)上设置若干个圆孔(22)，在相邻的圆孔(22)之间设置耗能肋(23)，侧边横向载荷抗冲击保护结构(4)的外圈为外框板(17)，在侧边横向载荷抗冲击保护结构(4)的内部设置若干个耗能单元(19)，并在侧边横向载荷抗冲击保护结构(4)结构的内部区域填充挤压填充物(18)，耗能单元(19)由耗能软板围层(20)围成，在耗能单元(19)的内部填充轻质缓冲材料(21)。

2.根据权利要求1所述的具有减缓多向载荷功能的地下结构，其特征在于：所述的承载支撑侧板(7)、波浪形耗能连接组合板(9)、竖向连接耗能板(10)、外框板(17)、耗能软板围层(20)采用低屈服点耗能钢板制成。

3.根据权利要求1所述的具有减缓多向载荷功能的地下结构，其特征在于：所述的轻质缓冲材料(21)采用泡沫铝制成。

4.根据权利要求1所述的具有减缓多向载荷功能的地下结构，其特征在于：所述的减震外贴层(2)采用沥青、橡胶、硅树脂系材料制成，并且和硬化添加剂一起压注，硬化后形成减震层。

5.根据权利要求1所述的具有减缓多向载荷功能的地下结构，其特征在于：所述的缓冲阻尼介质(15)采用高阻尼橡胶制成。

6.根据权利要求1所述的具有减缓多向载荷功能的地下结构，其特征在于：所述的挤压填充物(18)采用聚氨酯材料制成。

7.根据权利要求1所述的具有减缓多向载荷功能的地下结构，其特征在于：所述的高强端板(6)采用高强度高硬度板制作而成。

8.根据权利要求1所述的具有减缓多向载荷功能的地下结构，其特征在于：所述的波浪形耗能连接组合板(9)中相邻的弧形耗能板单体(11)采用焊接连接，内置承载缓冲结构(8)中的波浪形耗能连接组合板(9)和竖向连接耗能板(10)采用焊接连接。