CN111236285B - 一种具有减隔震功能的分离式基础 - Google Patents

Abstract

本申请公开了提供一种具有减隔震功能的分离式基础，包括上部基础、下部基础及侧面支护，所述下部基础位于上部基础的正下方，其通过第一隔震支座连接上部基础，所述隔震支座用于支撑上部基础并吸收水平和竖向荷载；所述侧面支护包括围绕在上部基础周向的侧板和多个缓冲支座，所述侧板依次通过缓冲支座、第二隔震支座连接上部基础侧面，所述缓冲支座和第二隔震支座对上部基础侧面进行支撑，用于吸收上部基础的水平方向的拉压应力，将减隔震功能直接加持在基础上，建筑物只需要在此基础上建设即可实现减隔震效果，该分离式基础克服了传统独立基础体积过大不容易做到全方面防震的效果。

Description

一种具有减隔震功能的分离式基础

技术领域

本申请涉及一种具有减隔震功能的分离式基础。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

地震是人类面临的最严重的自然灾害之一。历史上多次大地震对于桥梁、建筑结构以及其它基础设施造成重大损毁，人员伤亡惨重、经济损失巨大，我国是世界上地震灾害最严重的国家之一，所以如何提高防震水平，开发具有减隔震功能的结构和装置已成为我国地震工程领域研究的重点。地震波引起的地面振动,通过基础传给上部建筑结构,导致上部结构发生震动甚至损毁。因此研究基础的减隔震功能，特别是发明一种具有减隔震功能的分离式基础，对保证工程结构的地震安全性具有重要意义。

发明人发现，现有在役建筑结构和桥梁结构大多采用传统的独立基础结构型式。传统的独立基础是与周围土体固定在一起的，可以根据需要设计成不同型式的截面外形和尺寸，如桩基础、锚杆基础、扩大基础、沉井基础等，但这些基础本身不具有减隔震功能，需通过基础与上部结构之间的连接来实现减隔震功能，通常是将基础与上部结构之间设置减震耗能支座或设置隔震层，但这种单一减隔震方式对于大地震、甚至超大地震的减震效果不够理想，在大地震、甚至超大地震作用下，采用现有减隔震方式的桥梁及建筑结构仍会遭到破坏，并且一旦破坏即为永久性损坏，无法进行维修。

发明内容

本申请的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种具有减隔震功能的分离式基础，将减隔震功能直接加持在基础上，建筑物只需要在此基础上建设即可实现减隔震效果，该分离式基础克服了传统独立基础体积过大不容易做到全方面防震的效果。

为了实现上述目的，采用以下技术方案：

一种具有减隔震功能的分离式基础，包括上部基础、下部基础及侧面支护，所述下部基础位于上部基础的正下方，其通过第一隔震支座连接上部基础，所述隔震支座用于支撑上部基础并吸收水平和竖向荷载；所述侧面支护包括围绕在上部基础周向的侧板和多个缓冲支座，所述侧板依次通过缓冲支座、第二隔震支座连接上部基础侧面，所述缓冲支座和第二隔震支座对上部基础侧面进行支撑，用于吸收上部基础的水平方向的拉压应力。

进一步地，所述下部基础的顶部支撑面上设有多个凹槽，每个凹槽均对应配合有一个第一隔震支座，所述凹槽内从下到上依次设有第一垫板和第二垫板，所述第一隔震支座位于第二垫板与上部基础之间。

进一步地，所述第一隔震支座和第二隔震支座结构相同，隔震支座包括相对呈间隔设置的顶板和底板，所述顶板连接上部基础，底板连接下部基础，所述顶板和底板之间连接有铅芯和连接筒，所述连接筒套设在铅芯外部，共同对顶板进行支撑。

进一步地，所述连接筒与铅芯之间共同构成一个密闭空腔，所述空腔内设有沿铅芯轴向依次间隔叠加的多层钢板和多层橡胶板，配合铅芯共同形成隔震结构。

进一步地，所述缓冲支座一端通过螺栓板固定在侧板上，另一端与上部基础侧面连接。

进一步地，所述缓冲支座包括一端固定在螺栓板上的套筒，所述套筒内部配合有沿其内壁滑动的滑块，所述滑块的一侧通过弹簧连接螺栓板，另一侧通过连杆连接支撑板，所述支撑板通过橡胶垫抵压在上部基础侧面上；所述滑块接收上部基础施加在支撑板上的推力，从而对弹簧进行压缩，约束上部基础在水平方向上的运动。

进一步地，所述滑块与螺栓板之间连接有多个轴线平行设置的弹簧，共同作用于支撑板形成约束。

进一步地，所述侧板上安装有栓锚，所述栓锚用于配合土体将侧板固定。

进一步地，所述上部基础呈长方体形状，多个缓冲支座分为两组，分别对称设置在上部基体的两对相对侧面上，所述上部基体的顶部用于连接外部建筑。

进一步地，所述下部基体的下部还设有桩基，用于稳定下部基础。

与现有技术相比，本申请具有的优点和积极效果是：

(1)通过钢板可以将各个装置连接起来，使得基础达到安全稳定的要求；使用高强度弹簧可以使装置在地震作用下吸收拉压应力的作用，叠层隔震橡胶支座，具有足够的安全储备，水平变形较大时不会影响使用，另外具有足够竖向承载力保证稳定的支撑基础，隔震橡胶支座结构中的隔震层具有稳定的弹性复位功能，能在多次地震中自动瞬时复位，这是摩擦滑移隔震体系所完全不能相比的；通过整体装置的共同作用，可以有效的基础的安全稳定，从而保证一定的经济节约，以及在地震破坏下保护人民的生命财产安全；

(2)分离式基础减少了基础过大容易引起沉降的现象，当分离基础的上部基础出现问题时，便于拆卸和进行修复，比起整体式基础遭受破坏而导致与其相连的上部分建筑物直接损坏，降低了损坏率，也更容易维修，使得地震后可很快恢复正产生活或生产，这带来极明显的社会效益和经济效益；

(3)隔震支座的底面与下部基础之间设置了聚四氟乙烯垫板，由于聚四氟乙烯材料的摩擦系数很小，可保证在水平地震作用下上部基础基本保持静止或处于轻微振动状态，由于上部基础与它与高强度弹簧及减震支座组成的减隔震系统有更好的“二次”防震效果，避免基础在地震作用下发生损毁，同时保障上部建筑物的安全稳定。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请实施例1中分离式基础的整体结构示意图；

图2为本申请实施例1中分离式基础的仰视图；

图3为本申请实施例1中分离式基础的侧视图；

图4为本申请实施例1中隔震支座的结构示意图；

图5为本申请实施例1中缓冲支座的结构示意图。

其中：1：侧板，2：螺栓板，3：栓锚，4：缓冲支座，5：上部基础，6：土体，7：第二垫板，8：隔震支座，9：第一垫板，10：下部基础，11：缓冲支座，12：连接筒，13：顶板，14：上封板，15：铅芯，16：钢板，17：橡胶板，18：下封板，19：底板，20：套筒，21：支撑板，22：连杆，23：橡胶垫，24：滑块，25：弹簧。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中独立基础是与周围土体固定在一起的，可以根据需要设计成不同型式的截面外形和尺寸，如桩基础、锚杆基础、扩大基础、沉井基础等，但这些基础本身不具有减隔震功能，需通过基础与上部结构之间的连接来实现减隔震功能，通常是将基础与上部结构之间设置减震耗能支座或设置隔震层，但这种单一减隔震方式对于大地震、甚至超大地震的减震效果不够理想，在大地震、甚至超大地震作用下，才能用现有减隔震方式的桥梁及建筑结构仍会遭到破坏，并且一旦破坏即为永久性损坏，无法进行维修，针对上述技术问题，本申请提出了一种具有减隔震功能的分离式基础。

实施例1

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图5所示，提出了一种具有减隔震功能的分离式基础。

该分离式基础由三部分组成，上面部分基础称为上部基础5，下面的部分称为下部基础10，侧面的部分称为侧面支护。上部基础本身材料为钢筋混凝土，可以预制，也可以现场浇筑，基础采用三向(水平X、水平Y、竖向)减隔震装置与周围土体和下部基础可靠连接；

具体的，在水平方向上，上部基础的前后侧、左右侧配合安装有多组缓冲支座，缓冲支座通过隔震支座和螺栓板固定在侧面支护上，缓冲支座内部的高强度弹簧和隔震支座内的减震橡胶对基础的外侧实现双重的隔震，侧面支护包括栓锚3与周围的土体6连接，从而使缓冲支座、减震橡胶牢固固定在上部基础与周围土体之间，实现对上部基础四周的稳定；

在竖直方向上，上部基础的底部通过隔震支座连接下部基础，并且，隔震支座与下部基础之间设有多层垫板，其中一层采用聚四氟乙烯垫板，一层采用钢垫板，下部基础通过多层垫板、隔震支座共同对上部基础进行稳定的支撑；下部基础与土体通过桩基与土体固结相连；下部基础可以选用钢筋混凝土作为材料，通过现浇方式形成；

该分离式基础结构克服了传统独立基础体积过大、难以全面防震的问题。

具体的，本申请在于将传统的独立基础优化为分离式基础，实现基础的“二次”减震、隔震功能，从而实现基础的全面减震、隔震效果，可以对上部结构起到“双保险”的作用，便于施工和维护；

如图1所示，分离式基础包括上部基础、下部基础及侧面支护，所述下部基础位于上部基础的正下方，其通过隔震支座连接上部基础，所述隔震支座用于支撑上部基础并吸收水平和竖向荷载；所述侧面支护包括围绕在上部基础周向的侧板1和多个缓冲支座4，所述侧板与上部基础通过缓冲支座连接，所述缓冲支座对上部基础侧面进行支撑，用于吸收上部基础的水平方向的拉压应力；

当然，可以理解的是，所述上部基础和下部基础由钢筋混凝土材料制作，可以根据实际需要，制作成相适应的基础结构型式；比如在本实施例中，所述的上部基础为长方体形状，对应的侧面支护以及下部基础也对应上部基础的形状进行变化，如图，上部基础与侧面支护之间安装有16组缓冲支座，缓冲支座、叠层隔震橡胶支座通过螺栓板与侧板连接，侧板利用锚固在土体里的栓锚进行固定。

对于缓冲支座的具体结构，所述缓冲支座一端通过螺栓板固定在侧板上，另一端与上部基础侧面连接；所述缓冲支座包括一端固定在螺栓板上的套筒20，所述套筒内部配合有沿其内壁滑动的滑块24，所述滑块的一侧通过弹簧25连接螺栓板2，另一侧通过连杆22连接支撑板21，所述支撑板通过橡胶垫23抵压在上部基础侧面上；所述滑块接收上部基础施加在支撑板上的推力，从而对弹簧进行压缩，约束上部基础在水平方向上的运动；

利用弹簧的阻力对晃动的上部基础进行约束，上部基础发生偏移时，通过支撑板挤压弹簧，约束上部基础的过度偏移，从而维持上部基础在安全范围内，保证上部基础的支撑安全。

所述滑块与螺栓板之间连接有多个轴线平行设置的弹簧，共同作用于支撑板形成约束。

需要特别指出的是，缓冲支座与螺栓板之间还可以设置第二隔震支座，所述隔震支座固定在螺栓板上，另一端通过连接钢板与套筒相连，连接钢板为厚度3cm，形状为矩形，钢板结构上包括螺栓安装孔以及高强度弹簧安装凹槽，安装凹槽用于连接弹簧，孔径位置均匀对称，受力合理，安装稳定安全。

具体的，对于隔震支座结构，所述下部基础的顶部支撑面上设有多个凹槽，每个凹槽均对应配合有一个隔震支座8，所述凹槽内从下到上依次设有第一垫板9和第二垫板7，所述隔震支座位于第二垫板与上部基础之间；

第一垫板为钢垫板，第二垫板为聚四氟乙烯垫板，隔震支座底部依次经过第一垫板、第二垫板后与下部基础固连；由于聚四氟乙烯材料的摩擦系数很小，可保证在水平地震作用下上部基础基本保持静止或处于轻微振动状态，由于上部基础与它与高强度弹簧及减震支座组成的减隔震系统有更好的“二次”防震效果，避免基础在地震作用下发生损毁，同时保障上部建筑物的安全稳定。

进一步地，所述隔震支座包括相对呈间隔设置的顶板13和底板19，所述顶板连接上部基础，底板连接下部基础，所述顶板和底板之间连接有铅芯15和连接筒12，所述连接筒套设在铅芯外部，共同对顶板进行支撑；

所述连接筒与铅芯之间共同构成一个密闭空腔，所述空腔内设有沿铅芯轴向依次间隔叠加的多层钢板16和多层橡胶板17，配合铅芯共同形成隔震结构。

所述隔震支座外层设置具有一定厚度的保护层橡胶。

需要特别指出的是，叠加后的多层钢板和多层垫板最上方通过上封板14抵压在顶板上，最下方通过下封板18抵压在底板上，铅芯插入多层钢板和多层垫板中心，从而改变整个隔震支座的阻尼性能；

铅芯支座除能承受结构物的重力和水平力外，铅芯产生的滞后阻尼的塑性变形还能吸收能量，并可通过橡胶提供水平恢复力。

按不同的叠层结构制造工艺和配方设计，钢板和橡胶层层叠加，有效的吸收水平和竖向地震荷载作用，避免地震引起的荷载作用造成的基础的破坏。

由于隔震支座外表面是较厚的橡胶层，使钢板和黏合橡胶层不因环境的影响而性能下降，其使用寿命大大延长。

铅芯在多层橡胶支座剪切变形时，靠塑性变形吸收能量，地震后，铅芯又通过动态恢复与再结晶过程，以及橡胶的剪切拉力的作用，建筑物自动恢复原位。

隔震支座采用叠层形式，一层钢板一层橡胶，钢板保证了支座的承载能力，使得支座的抗压能力可以支撑住基础及建筑物的重量；橡胶起到了缓冲压力，隔震的作用。进一步提高了上部建筑物的安全稳定性。

实施例2

本申请的另一典型实施例中，还提供一种如实施例1所述分离式基础的施工方法。

包括以下步骤：

首先下部基础10采用钢筋混凝土材料与土体6现场浇筑为一个整体，在浇筑下部基础时，在下部基础顶面预埋第一垫板9，在第一垫板9上，安放第二垫板7，在第二垫板7上安装隔震支座8；根据实际需要安放4-8组隔震支座；

然后，在支座上将预制好的上部基础5(也可采用现场支模浇筑上部基础5)安放就位，基础周围的土体通过锚栓3将侧板1(厚度2-3cm)与土体固定。

在连接钢板1的相应位置设置可拆卸螺栓板3，共16组，通过高强螺栓将侧板1和螺栓板3固定连接，同时将左右侧缓冲支座4和前后侧缓冲支座11的一端通过隔震支座、高强螺栓与侧板11连接，栓锚与土体固定连接，另一端(高强弹簧侧)与上部基础的预埋钢板通过高强螺栓固定连接。

最后在上部基础的顶部建立建筑物。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有减隔震功能的分离式基础，其特征在于，包括上部基础、下部基础及侧面支护，所述下部基础位于上部基础的正下方，其通过第一隔震支座连接上部基础，所述隔震支座用于支撑上部基础并吸收水平和竖向荷载；所述侧面支护包括围绕在上部基础周向的侧板和多个缓冲支座，所述侧板依次通过缓冲支座、第二隔震支座连接上部基础侧面，所述缓冲支座和第二隔震支座对上部基础侧面进行支撑，用于吸收上部基础的水平方向的拉压应力；

所述侧板上安装有栓锚，所述栓锚用于配合土体将侧板固定；

所述下部基础的顶部支撑面上设有多个凹槽，每个凹槽均对应配合有一个第一隔震支座，所述凹槽内从下到上依次设有第一垫板和第二垫板，所述第一隔震支座位于第二垫板与上部基础之间，所述第一垫板为钢垫板，第二垫板为聚四氟乙烯垫板。

2.如权利要求1所述的具有减隔震功能的分离式基础，其特征在于，所述第一隔震支座和第二隔震支座结构相同，隔震支座包括相对呈间隔设置的顶板和底板，所述顶板连接上部基础，底板连接下部基础，所述顶板和底板之间连接有铅芯和连接筒，所述连接筒套设在铅芯外部，共同对顶板进行支撑。

3.如权利要求2所述的具有减隔震功能的分离式基础，其特征在于，所述连接筒与铅芯之间共同构成一个密闭空腔，所述空腔内设有沿铅芯轴向依次间隔叠加的多层钢板和多层橡胶板，配合铅芯共同形成隔震结构。

4.如权利要求1所述的具有减隔震功能的分离式基础，其特征在于，所述缓冲支座一端通过螺栓板固定在侧板上，另一端与上部基础侧面连接。

5.如权利要求4所述的具有减隔震功能的分离式基础，其特征在于，所述缓冲支座包括一端固定在螺栓板上的套筒，所述套筒内部配合有沿其内壁滑动的滑块，所述滑块的一侧通过弹簧连接螺栓板，另一侧通过连杆连接支撑板，所述支撑板通过橡胶垫抵压在上部基础侧面上；所述滑块接收上部基础施加在支撑板上的推力，从而对弹簧进行压缩，约束上部基础在水平方向上的运动。

6.如权利要求5所述的具有减隔震功能的分离式基础，其特征在于，所述滑块与螺栓板之间连接有多个轴线平行设置的弹簧，共同作用于支撑板形成约束。

7.如权利要求1所述的具有减隔震功能的分离式基础，其特征在于，所述上部基础呈长方体形状，多个缓冲支座分为两组，分别对称设置在上部基础的两对相对侧面上，所述上部基础的顶部用于连接外部建筑。

8.如权利要求1所述的具有减隔震功能的分离式基础，其特征在于，所述下部基础的下部还设有桩基，用于稳定下部基础。

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