CN113700021B - 一种抗震性能高的建筑基桩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗震性能高的建筑基桩，包括基座，所述基座的顶部外围固定连接有套环，且基座位于套环的内侧设置有两组避震杆，所述两组避震杆中每组均绕基座轴线环形阵列设置，且避震杆的外部套设有第一挤压弹簧，所述避震杆的顶端固定连接有球铰座，且球铰座的内部转动连接有高阻尼橡胶球，并且高阻尼橡胶球嵌设于球铰座的内部。本发明中，针对横波震动，高阻尼橡胶球在弧形凹槽中进行对应的滑动，由于弧形凹槽向上凹陷，从而高阻尼橡胶球始终有运动回顶点的趋势，对横波进行均衡，同时定位弹簧与顶座和内撑盘之间进行相互作用，对相互之间的水平运动进行均衡，保证了其相互运动的同时，提升基桩的安全性和抗震效果。

Description

一种抗震性能高的建筑基桩
技术领域
本发明涉及一种抗震性能高的建筑基桩。
背景技术
基桩是建筑结构中的一个专业术语；桩基础：由桩和连接于桩顶的承台共同组成的基础。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。
现有的建筑基桩多采用固定式结构，在遭遇地震时对基桩的破坏性较大，从而易导致上方的建筑物塌陷，因而需要对建筑物的基桩进行抗震处理，由于地震会产生横波和纵波，现有的基桩减震大多针对纵波进行，但横波相较于建筑物的影响更大，因而需要对其横波也进行一定程度的消除，保证抗震效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗震性能高的建筑基桩，解决了现有基桩对地震横波过滤效果较差的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种抗震性能高的建筑基桩，包括基座，所述基座呈圆盘状结构，所述基座的顶部外围固定连接有套环，且基座位于套环的内侧设置有两组避震杆，所述两组避震杆中每组均绕基座轴线环形阵列设置，且避震杆的外部套设有第一挤压弹簧，所述避震杆的顶端固定连接有球铰座，且球铰座的内部转动连接有高阻尼橡胶球，并且高阻尼橡胶球嵌设于球铰座的内部，所述基座的上方设置有顶座，且顶座的下方固定连接有内撑盘，所述内撑盘上开设有与高阻尼橡胶球对应设置的弧形凹槽，所述顶座通过第二挤压弹簧与套环顶部弹性连接，且套环的顶端内外壁均固定连接有定位弹簧，并且定位弹簧分别与顶座和内撑盘之间弹性连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述顶座截面呈倒U形结构，且顶座的下端面与内侧的内撑盘下端面平齐设置，并且顶座和内撑盘之间形成环形的活动槽。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述第二挤压弹簧嵌设于活动槽的内部，所述定位弹簧环形阵列有多个，且多个定位弹簧均设置于活动槽内部，并且活动槽具有一定的深度。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述弧形凹槽截面呈圆弧形结构，且圆弧的弦长大于高阻尼橡胶球直径。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述基座和顶座之间固定连接有截流罩，且截流罩的内侧设置有弹性支杆，所述弹性支杆的两端均呈120°倾角设置，且弹性支杆的两端分别与基座和顶座之间固定连接，所述弹性支杆设置有多个，且多个弹性支杆之间呈环形阵列设置。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述基座的下方环形阵列固定连接有多个支撑柱，所述支撑柱呈两边等长的L形结构，且支撑柱的内侧固定连接有多个隔档，并且多个隔档之间等距线性阵列设置。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述基座的下方环形阵列固定连接有多个支撑柱，所述支撑柱呈两边等长的L形结构，且支撑柱的内侧固定连接有多个隔档，并且多个隔档之间等距线性阵列设置。
本发明至少具备以下有益效果：
通过避震杆配合第一挤压弹簧进行竖直方向的运动，从而对竖直方向的震动力进行吸收，当其释放时，通过球铰座中高阻尼橡胶球的设置，对回弹的力进行吸收，从而减小回弹力，提升装置稳定性；
针对横波震动，顶座和基座支撑水平方向发生任意角度的滑动，此时高阻尼橡胶球在弧形凹槽中进行对应的滑动，由于弧形凹槽向上凹陷，从而高阻尼橡胶球始终有运动回顶点的趋势，对横波进行均衡，同时位于套环上的定位弹簧在横波发生的过程中，与顶座和内撑盘之间进行相互作用，通过自身弹性对其相互之间的水平运动进行均衡，进一步提升对于横波的能量吸收和释放，保证了其相互运动的同时，提升基桩的安全性和抗震效果；
通过截流罩的设置，当混凝土与截流罩之间接触时，围绕截流罩的外部进行布设，保证混凝土不会进入基桩内部，破坏基桩结构，由于截流罩的内侧固定连接有多个弹性支杆，弹性支杆在基桩整体发生位移时，产生弹性形变，从而更好的适应相互之间位置的变化，同时由于弹性支杆具有弹性，在水平和竖直方向均可以为基桩再提供缓冲力，进一步提升装置的抗震效果；
由于支撑柱向外侧设置，从而混凝土可以更加便捷的进入支撑柱的内侧，支撑柱内侧的隔档可以对支撑柱本体提供良好的限位，防止其在竖直方向发生位移，同时，由于支撑柱呈环形阵列设置有多个，并且每个支撑柱均呈L形结构，从而可以对支撑柱在水平方向位置进行限制，由于支撑柱之间设置有呈倾斜的连杆，连杆的底端较顶端张角更大，从而在基桩有向上运动的趋势时，受到更大的阻力，从而进一步提升基桩在竖直方向的稳定性，以此保证了基桩在混凝土中安放时的稳定性，提升建筑的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明实施例提供的等轴测图；
图2示出了根据本发明实施例提供的爆炸图；
图3示出了根据本发明实施例提供的基桩内部结构图；
图4示出了根据本发明实施例提供的仰视等轴测图；
图5示出了根据本发明实施例提供的局部仰视爆炸图；
图6示出了根据本发明实施例提供的顶板纵剖图；
图7示出了根据本发明实施例提供的截流罩结构图。
图中：1、支撑柱；101、隔档；2、连杆；3、基座；4、套环；5、定位弹簧；6、避震杆；7、第一挤压弹簧；8、球铰座；9、高阻尼橡胶球；10、截流罩；11、弹性支杆；12、顶座；1201、活动槽；13、内撑盘；14、弧形凹槽；15、第二挤压弹簧。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
参照图1-7，一种抗震性能高的建筑基桩，包括基座3，基座3呈圆盘状结构，基座3的顶部外围固定连接有套环4，且基座3位于套环4的内侧设置有两组避震杆6，两组避震杆6中每组均绕基座3轴线环形阵列设置，且避震杆6的外部套设有第一挤压弹簧7，第一挤压弹簧7的顶端和底端分别与球铰座8和基座3之间固定连接，避震杆6的顶端固定连接有球铰座8，且球铰座8的内部转动连接有高阻尼橡胶球9，并且高阻尼橡胶球9嵌设于球铰座8的内部，基座3的上方设置有顶座12，且顶座12的下方固定连接有内撑盘13，内撑盘13上开设有与高阻尼橡胶球9对应设置的弧形凹槽14，弧形凹槽14截面呈圆弧形结构，且圆弧的弦长大于高阻尼橡胶球9直径，保证高阻尼橡胶球9在弧形凹槽14中的滑动，顶座12通过第二挤压弹簧15与套环4顶部弹性连接，且套环4的顶端内外壁均固定连接有定位弹簧5，并且定位弹簧5分别与顶座12和内撑盘13之间弹性连接，顶座12截面呈倒U形结构，且顶座12的下端面与内侧的内撑盘13下端面平齐设置，并且顶座12和内撑盘13之间形成环形的活动槽1201，第二挤压弹簧15嵌设于活动槽1201的内部，定位弹簧5环形阵列有多个，且多个定位弹簧5均设置于活动槽1201内部，并且活动槽1201具有一定的深度，当受到外部的纵波震动时，避震杆6配合第一挤压弹簧7进行竖直方向的运动，从而对竖直方向的震动力进行吸收，当其释放时，未避免释放的力过大，对建筑造成二次的伤害，通过球铰座8中高阻尼橡胶球的设置，对回弹的力进行吸收，从而减小回弹力，提升装置稳定性；针对横波震动，顶座12和基座3支撑水平方向发生任意角度的滑动，此时高阻尼橡胶球9在弧形凹槽14中进行对应的滑动，由于弧形凹槽14向上凹陷，从而高阻尼橡胶球9始终有运动回顶点的趋势，对横波进行均衡，同时位于套环4上的定位弹簧5在横波发生的过程中，与顶座12和内撑盘13之间进行相互作用，通过自身弹性对其相互之间的水平运动进行均衡，进一步提升对于横波的能量吸收和释放，通过基座3和顶座12之间具有一定活动范围的状态设置，保证了其相互运动的同时，避免由于钢性过大造成基座3的破坏，提升基桩的安全性和抗震效果。
实施例二
参照图1-7，一种抗震性能高的建筑基桩，包括基座3，基座3呈圆盘状结构，基座3的顶部外围固定连接有套环4，且基座3位于套环4的内侧设置有两组避震杆6，两组避震杆6中每组均绕基座3轴线环形阵列设置，且避震杆6的外部套设有第一挤压弹簧7，避震杆6的顶端固定连接有球铰座8，且球铰座8的内部转动连接有高阻尼橡胶球9，并且高阻尼橡胶球9嵌设于球铰座8的内部，基座3的上方设置有顶座12，且顶座12的下方固定连接有内撑盘13，内撑盘13上开设有与高阻尼橡胶球9对应设置的弧形凹槽14，顶座12通过第二挤压弹簧15与套环4顶部弹性连接，且套环4的顶端内外壁均固定连接有定位弹簧5，并且定位弹簧5分别与顶座12和内撑盘13之间弹性连接，基座3和顶座12之间固定连接有截流罩10，且截流罩10的内侧设置有弹性支杆11，弹性支杆11的两端均呈120°倾角设置，且弹性支杆11的两端分别与基座3和顶座12之间固定连接，弹性支杆11设置有多个，且多个弹性支杆11之间呈环形阵列设置，截流罩10采用橡胶材质进行制作，通过截流罩10的设置，在进行基桩周围混凝土的浇筑时，混凝土不至于直接流至顶座12和基座3之间，在混凝土凝固后造成装置失去抗震效果，当混凝土与截流罩10之间接触时，围绕截流罩10的外部进行布设，保证混凝土不会进入基桩内部，破坏基桩结构，由于截流罩10的内侧固定连接有多个弹性支杆11，弹性支杆11在基桩整体发生位移时，产生弹性形变，从而更好的适应相互之间位置的变化，同时由于弹性支杆11具有弹性，在水平和竖直方向均可以为基桩再提供缓冲力，进一步提升装置的抗震效果。
实施例三
参照图1-7，一种抗震性能高的建筑基桩，包括基座3，基座3呈圆盘状结构，基座3的顶部外围固定连接有套环4，且基座3位于套环4的内侧设置有两组避震杆6，两组避震杆6中每组均绕基座3轴线环形阵列设置，且避震杆6的外部套设有第一挤压弹簧7，避震杆6的顶端固定连接有球铰座8，且球铰座8的内部转动连接有高阻尼橡胶球9，并且高阻尼橡胶球9嵌设于球铰座8的内部，基座3的上方设置有顶座12，且顶座12的下方固定连接有内撑盘13，内撑盘13上开设有与高阻尼橡胶球9对应设置的弧形凹槽14，顶座12通过第二挤压弹簧15与套环4顶部弹性连接，且套环4的顶端内外壁均固定连接有定位弹簧5，并且定位弹簧5分别与顶座12和内撑盘13之间弹性连接，基座3的下方环形阵列固定连接有多个支撑柱1，支撑柱1呈两边等长的L形结构，且支撑柱1的内侧固定连接有多个隔档101，并且多个隔档101之间等距线性阵列设置，支撑柱1开口均朝向外侧设置，且支撑柱1的联结位置处中间位置均焊接有连杆2，连杆2均呈倾斜设置，倾斜角度范围为45°-60°，优选的额采用45°角度设置，且连杆2的顶端固定连接于一点，在进行基桩周围混凝土浇筑时，由于支撑柱1向外侧设置，从而混凝土可以更加便捷的进入支撑柱1的内侧，支撑柱1内侧的隔档101可以对支撑柱1本体提供良好的限位，防止其在竖直方向发生位移，同时，由于支撑柱1呈环形阵列设置有多个，并且每个支撑柱1均呈L形结构，从而可以对支撑柱1在水平方向位置进行限制，由于支撑柱1之间设置有呈倾斜的连杆2，连杆2的底端较顶端张角更大，从而在基桩有向上运动的趋势时，受到更大的阻力，从而进一步提升基桩在竖直方向的稳定性，以此保证了基桩在混凝土中安放时的稳定性，提升建筑的稳定性。
工作原理：当受到外部的纵波震动时，避震杆6配合第一挤压弹簧7进行竖直方向的运动，从而对竖直方向的震动力进行吸收，当其释放时，未避免释放的力过大，对建筑造成二次的伤害，通过球铰座8中高阻尼橡胶球的设置，对回弹的力进行吸收，从而减小回弹力，提升装置稳定性；针对横波震动，顶座12和基座3支撑水平方向发生任意角度的滑动，此时高阻尼橡胶球9在弧形凹槽14中进行对应的滑动，由于弧形凹槽14向上凹陷，从而高阻尼橡胶球9始终有运动回顶点的趋势，对横波进行均衡，同时位于套环4上的定位弹簧5在横波发生的过程中，与顶座12和内撑盘13之间进行相互作用，通过自身弹性对其相互之间的水平运动进行均衡，进一步提升对于横波的能量吸收和释放，通过基座3和顶座12之间具有一定活动范围的状态设置，保证了其相互运动的同时，避免由于钢性过大造成基座3的破坏，提升基桩的安全性和抗震效果；通过截流罩10的设置，在进行基桩周围混凝土的浇筑时，混凝土不至于直接流至顶座12和基座3之间，在混凝土凝固后造成装置失去抗震效果，当混凝土与截流罩10之间接触时，围绕截流罩10的外部进行布设，保证混凝土不会进入基桩内部，破坏基桩结构，由于截流罩10的内侧固定连接有多个弹性支杆11，弹性支杆11在基桩整体发生位移时，产生弹性形变，从而更好的适应相互之间位置的变化，同时由于弹性支杆11具有弹性，在水平和竖直方向均可以为基桩再提供缓冲力，进一步提升装置的抗震效果；在进行基桩周围混凝土浇筑时，由于支撑柱1向外侧设置，从而混凝土可以更加便捷的进入支撑柱1的内侧，支撑柱1内侧的隔档101可以对支撑柱1本体提供良好的限位，防止其在竖直方向发生位移，同时，由于支撑柱1呈环形阵列设置有多个，并且每个支撑柱1均呈L形结构，从而可以对支撑柱1在水平方向位置进行限制，由于支撑柱1之间设置有呈倾斜的连杆2，连杆2的底端较顶端张角更大，从而在基桩有向上运动的趋势时，受到更大的阻力，从而进一步提升基桩在竖直方向的稳定性，以此保证了基桩在混凝土中安放时的稳定性，提升建筑的稳定性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种抗震性能高的建筑基桩，包括基座(3)，所述基座(3)呈圆盘状结构，其特征在于，所述基座(3)的顶部外围固定连接有套环(4)，且基座(3)位于套环(4)的内侧设置有两组避震杆(6)，所述两组避震杆(6)中每组均绕基座(3)轴线环形阵列设置，且避震杆(6)的外部套设有第一挤压弹簧(7)，所述避震杆(6)的顶端固定连接有球铰座(8)，且球铰座(8)的内部转动连接有高阻尼橡胶球(9)，并且高阻尼橡胶球(9)嵌设于球铰座(8)的内部，所述基座(3)的上方设置有顶座(12)，且顶座(12)的下方固定连接有内撑盘(13)，所述内撑盘(13)上开设有与高阻尼橡胶球(9)对应设置的弧形凹槽(14)，所述顶座(12)通过第二挤压弹簧(15)与套环(4)顶部弹性连接，且套环(4)的顶端内外壁均固定连接有定位弹簧(5)，并且定位弹簧(5)分别与顶座(12)和内撑盘(13)之间弹性连接；所述顶座(12)截面呈倒U形结构，且顶座(12)的下端面与内侧的内撑盘(13)下端面平齐设置，并且顶座(12)和内撑盘(13)之间形成环形的活动槽(1201)；所述第二挤压弹簧(15)嵌设于活动槽(1201)的内部，所述定位弹簧(5)环形阵列有多个，且多个定位弹簧(5)均设置于活动槽(1201)内部，并且活动槽(1201)具有一定的深度；所述弧形凹槽(14)截面呈圆弧形结构，且圆弧的弦长大于高阻尼橡胶球(9)直径；针对横波震动，顶座(12)和基座(3)支撑水平方向发生任意角度的滑动，此时高阻尼橡胶球(9)在弧形凹槽(14)中进行对应的滑动，由于弧形凹槽(14)向上凹陷，从而高阻尼橡胶球(9)始终有运动回顶点的趋势，对横波进行均衡。
2.根据权利要求1所述的一种抗震性能高的建筑基桩，其特征在于，所述基座(3)和顶座(12)之间固定连接有截流罩(10)，且截流罩(10)的内侧设置有弹性支杆(11)，所述弹性支杆(11)的两端均呈120°倾角设置，且弹性支杆(11)的两端分别与基座(3)和顶座(12)之间固定连接，所述弹性支杆(11)设置有多个，且多个弹性支杆(11)之间呈环形阵列设置。
3.根据权利要求1所述的一种抗震性能高的建筑基桩，其特征在于，所述基座(3)的下方环形阵列固定连接有多个支撑柱(1)，所述支撑柱(1)呈两边等长的L形结构，且支撑柱(1)的内侧固定连接有多个隔档(101)，并且多个隔档(101)之间等距线性阵列设置。
4.根据权利要求3所述的一种抗震性能高的建筑基桩，其特征在于，所述支撑柱(1)开口均朝向外侧设置，且支撑柱(1)的联结位置处中间位置均焊接有连杆(2)，所述连杆(2)均呈倾斜设置，倾斜角度范围为45°-60°，且连杆(2)的顶端固定连接于一点。
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