CN114033052B - 房屋上部叠层橡胶隔震结构及施工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及房屋隔震结构施工的技术领域，针对传统的地震产生的横向剪力直接作用在橡胶支座上容易导致橡胶支座损坏的情况，提出了一种房屋上部叠层橡胶隔震结构，包括设置预埋在地基上的限位筒及设置在房屋上部结构下方的上墩柱，限位筒内设置有下墩柱，下墩柱与上墩柱相对，上墩柱与下墩柱之间还设置有橡胶支座，橡胶支座顶端与上墩柱连接，橡胶支座底端与下墩柱连接；下墩柱外周与限位筒内周留有间隙，下墩柱外周还设置有若干弹性件。本申请具有减少横向剪切力直接作用在橡胶支座上的效果。

Description

房屋上部叠层橡胶隔震结构及施工工艺

技术领域

本申请涉及建筑隔震结构的技术领域，尤其是涉及一种房屋上部叠层橡胶隔震结构及施工工艺。

背景技术

为减少地震损坏房屋的情况，目前建筑与地基中间通常会设置隔震层。相关技术中隔震层包括设置在地基的下墩柱以及设置在房屋上部结构的上墩柱，上墩柱与下墩柱之间安装有叠层橡胶支座。

叠层橡胶支座由多层钢板与橡胶板叠合而成，其上部与下部分别设置有上法兰与下法兰，使用时将橡胶支座的上法兰与下法兰分别与上墩柱与下墩柱相连接，使得房屋上部结构可以与地面形成软连接，地震时产生的横向剪切力作用至叠层橡胶支座上并使橡胶支座发生水平方向的位移，以此来吸收消耗地震产生的横向剪切力，减少横向剪切力对房屋上部结构的影响。

针对上述相关技术，申请人认为存在以下缺陷：地震时产生的横向剪切力通常通过下墩柱直接作用在橡胶支座上，地震频发时，横向剪切力长时间直接作用在橡胶支座上，容易导致橡胶支座加速老化，最终导致橡胶支座失效损坏，无法发挥相应的减震作用。因此，存在改进空间。

发明内容

为了减少地震所产生的横向剪切力直接作用在橡胶支座上的情况。

本申请提供的一种房屋上部叠层橡胶隔震结构及施工工艺，采用如下的技术方案：

一种房屋上部叠层橡胶隔震结构，包括设置预埋在地基上的限位筒及设置在房屋上部结构下方的上墩柱，所述限位筒内设置有下墩柱，所述下墩柱与上墩柱相对，所述上墩柱与下墩柱之间还设置有橡胶支座，所述橡胶支座顶端与上墩柱连接，所述橡胶支座底端与下墩柱连接；所述下墩柱外周与限位筒内周留有间隙，所述下墩柱外周还设置有若干弹性件。

通过采用上述技术方案，地震时，地基移动使得限位筒带动下墩柱滑动，下墩柱带动橡胶支座产生水平位移以此消耗横向剪切力，同时，下墩柱移动过程中，弹性件与限位筒内壁发生接触并进行伸缩，利用弹性件的伸缩消耗吸收部分地震产生的横向剪切力，从而减少横向剪切力直接作用在橡胶支座上，使得橡胶支座不易损坏，使得橡胶支座更加耐用。地震结束后，可通过移动下墩柱，使得下墩柱与上墩柱相对，从而实现橡胶支座的复位，便于橡胶支座在后续地震中正常发挥作用。

优选的，所述弹性件包括设置在下墩柱外周的弹簧，所述弹簧远离下墩柱的一端设置有抵接板；所述限位筒内壁设置有环形气囊，所述下墩柱外周设置有针杆，所述针杆的尖锐端朝向环形气囊的内周壁，当所述气囊膨胀至极限状态时，所述抵接板与环形气囊抵接且弹簧处于半压缩状态；所述针杆的尖锐端与环形气囊抵接。

通过采用上述技术方案，通过设置环形气囊且环形气囊内周与抵接板抵接，使得下墩柱不易发生较大水平方向的位移，从而使得上墩柱与下墩柱可以更好地相对，使得橡胶支座不易发生水平方向的变形，便于橡胶支座可以更好地保持竖直状态，进而便于橡胶支座更好地支撑房屋上部结构。地震时，地基带动限位筒内的环形气囊朝向针杆移动，使得环形气囊被刺破，进而使得下墩柱可以地在限位筒内滑动，利用下墩柱滑动过程中弹性件的伸缩吸收地震产生的横向剪切力。

优选的，所述环形气囊顶部设置有支撑杆，所述支撑杆底部与环形气囊顶部抵接，当所述环形气囊膨胀至极限状态时，所述支撑杆顶部与上墩柱抵紧。

通过采用上述技术方案，通过支撑杆的设置，利用环形气囊膨胀时驱使支撑杆顶端与上墩柱抵接，从而实现对上墩柱的支撑，从而减少来自房屋上部结构的压力直接作用在橡胶支座上的情况，使得橡胶支座不易长期受压，有利于减少橡胶支座的老化。地震时，地基带动限位筒移动从而使得环形气囊被针杆刺破，支撑杆失去环形气囊支撑后向下滑动并脱离上墩柱，使得地震产生的横向剪切力不易通过支撑杆传递至房屋上部结构。

优选的，所述下墩柱顶端外周壁设置有固定板，所述固定板开设有穿孔，所述支撑杆穿设于穿孔内；所述支撑杆顶部外周还设置有限位板，当所述限位板与固定板上部抵接时，所述支撑杆底端位于弹性件上方。

通过采用上述技术方案，当限位板与固定板上部抵接时，支撑杆底端位于弹性件上方，使得支撑杆失去环形气囊支撑并向下移动时不易落入限位筒内，有利于减少支撑杆落入限位筒内影响下墩柱在限位筒内移动的情况。

一种房屋上部叠层橡胶隔震结构的施工工艺，包括以下步骤：

步骤一：限位筒安装：在地基上开挖基槽，将限位筒埋入至基槽内；

步骤二：下墩柱安装：预制下墩柱，将下墩柱放入限位筒内；

步骤三：房屋上部结构浇筑施工；

步骤四：上墩柱安装：在房屋上部结构底侧浇筑上墩柱；

步骤五：橡胶支座安装：将橡胶支座移动至下墩柱与上墩柱之间，并将橡胶支座的上部以及下部分别固定在上墩柱以及下墩柱上。

通过采用上述技术方案，通过预制下墩柱，施工时可直接将预制好的下墩柱放入至限位筒内，有利于减少现场浇筑下墩柱的情况，进而有利于提高施工效率；通过在地基预埋限位筒，当地震致使限位筒产生较大范围的水平位移时，可通过开挖地基并移动限位筒以及下墩柱，使得下墩柱以及限位筒可以更好地与上墩柱相对，从而驱使橡胶支座复位。

优选的，所述环形气囊由气囊垫弯折围合而成。

通过采用上述技术方案，安装环形气囊时，先将初始状态的气囊垫塞入下墩柱与限位筒之间的间隙，并使初始状态的气囊环绕下墩柱，便可形成环形气囊，使得环形气囊的安装更加简单方便；同时，便于环形气囊的更换。

优选的，所述支撑杆顶端呈半球形设置，所述上墩柱底侧还开设有供支撑杆顶端嵌入的半球形凹槽。

通过采用上述技术方案，有利于增大支撑杆与上墩柱的接触面积，使得房屋上部结构的载荷可以更好地传递至支撑杆上；同时，使得环形气囊驱使支撑杆顶端与上墩柱抵接时，支撑杆不易脱离上墩柱。

优选的，所述下墩柱底部滚动连接有若干滚珠，若干所述滚珠与限位筒底壁抵接设置。

通过采用上述技术方案，通过设置滚珠，有利于减少下墩柱底部与限位筒底部的摩擦力，便于下墩柱在限位筒内进行滑动，从而使得弹性件可以更好地进行伸缩以消耗部分地震产生的横向剪切力。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过下墩柱外周环绕设置有若干弹性件，地基移动带动限位筒驱使下墩柱滑动时，下墩柱上的弹性件发生伸缩，以此来吸收消耗部分地震产生的横向剪切力，进而减少地震产生的横向剪切力直接作用在橡胶支座上的情况；

2.通过环形气囊上部设置有支撑杆，当环形气囊膨胀至极限状态时，支撑杆顶端与上墩柱抵紧，利用环形气囊驱使支撑杆支撑上墩柱，减少房屋上部结构的载荷直接作用在橡胶支座上，使得橡胶支座不易长期受压导致加快老化速度。

附图说明

图1是本实施例的整体结构示意图。

图2是本实施例用于示意环形气囊膨胀至极限状态的内部结构示意图

图3是图2中A部的放大示意图。

图4是本实施例用于示意请环形气囊处于初始状态的结构示意图

附图标记说明：

1、地基；11、限位筒；12、下墩柱；120、滚珠；121、针杆；2、房屋上部结构；21、上墩柱；3、橡胶支座；4、环形气囊；5、弹性件；51、弹簧；52、抵接板；6、支撑杆；60、限位板；61、固定板。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种房屋上部叠层橡胶隔震结构，参照图1及图2，包括预埋在地基1上的限位筒11以及设置在房屋上部结构2底侧的上墩柱21，限位筒11内设置有下墩柱12，下墩柱12与限位筒11留有间距。上墩柱21与下墩柱12相对设置，上墩柱21与下墩柱12中间还安装有橡胶支座3，下墩柱12外周面还环绕设置有若干弹性件5。在本实施例中，橡胶支座3为叠层橡胶支座3，橡胶支座3顶部与底部分别设置有上法兰与下法兰，上法兰通过铆接螺栓与上墩柱21相连，下法兰通过铆接螺栓与下墩柱12相连接。

参照图1及图2，地震时，地基1驱使限位筒11移动，限位筒11带动下墩柱12滑动，下墩柱12滑动过程中驱使弹性件5与限位筒11内周壁接触，进而使弹性件5发生伸缩，利用弹性件5的伸缩消耗地震产生的横向剪切力，减少地震产生的横向剪切力直接作用在橡胶支座3上的情况，使得橡胶支座3更加耐用。

参照图1及图2，在本实施例中，限位筒11由钢铁铸造而成，上墩柱21与下墩柱12均为钢筋混凝土结构，上墩柱21的钢筋结构与房屋上部结构2钢筋结构相连接，使得上墩柱21不易脱离房屋上部结构2。下墩柱12底侧滚动连接有若干滚珠120，滚珠120均与限位筒11底壁抵接，有利于减少下墩柱12与限位筒11底壁的摩擦力，便于下墩柱12在限位筒11内滑动。

参照图2及图3，弹性件5包括固定在下墩柱12外周的弹簧51，弹簧51远离下墩柱12的一端还固定有抵接板52。限位筒11内还设置有环形气囊4，环形气囊4环绕设置在下墩柱12外周，环形气囊4由气囊垫弯折环绕而成。下墩柱12外周还设置有若干针杆121，若干针杆121绕下墩柱12的轴线均匀分布设置，针杆121的尖端均朝向环形气囊4的内周。针杆121靠近下墩柱12的一端螺纹固定在下墩柱12的外周侧，便于针杆121的安装与更换。

参照图2及图3，当环形气囊4膨胀至极限状态时，抵接板52与环形气囊4内周侧抵接且弹簧51处于半压缩状态，针杆121的尖端与环形气囊4的内周侧抵接，通过以上设置，利用环形气囊4与抵接板52抵接，限制下墩柱12发生滑动，使得橡胶支座3不易产生大范围水平位移，使得橡胶支座3可以更好地保持竖直状态支撑房屋上部结构2。地震时，地基1带动限位板60的环形气囊4朝向针杆121移动，从而使得针杆121刺破环形气囊4，使得下墩柱12可以在限位筒11的驱使下在限位筒11内发生滑动，利用下墩柱12滑动过程中弹簧51的伸缩吸收地震产生的横向剪切力。

参照图2及图3，下墩柱12顶端伸出限位筒11顶端。下墩柱12顶端水平固定有三组固定板61，三组固定板61绕下墩柱12的轴线均竖直设置，限位环内均穿设有支撑杆6，支撑杆6底部与环形气囊4顶部抵接；当环形气囊4膨胀至极限状态时，支撑杆6顶部与上墩柱21底侧抵紧。利用支撑杆6支撑上墩柱21，从而使得房屋上部结构2的载荷可以通过支撑杆6传递至环形气囊4，减少了房屋上部结构2的载荷全部传递至橡胶支座3的情况，有利用减少橡胶支座3因长期受压导致老化的情况，使得橡胶支座3更加耐用。

参照图2及图3，支撑杆6顶端呈半球形设置，上墩柱21底侧还开设有供支撑杆6呈半球形的一端嵌入的半球形凹槽，通过以上设置，有利于提高支撑杆6与上墩柱21的接触面积，使得房屋上部结构2载荷可以更好地传递至支撑杆6上；同时，环形气囊4驱使支撑杆6顶端与上墩柱21抵接时，利用支撑杆6呈半球形的一端嵌入至对应的半球形槽内，使得支撑杆6不易脱离上墩柱21，便于支撑杆6更好地支撑上墩柱21。

参照图2及图4，地震时，地基1带动限位筒11移动，使得限位筒11内的环形气囊4朝向针杆121移动，使得环形气囊4被刺破，支撑杆6失去环形气囊4支撑后向下滑动并脱离上墩柱21，使得地震产生的横向剪切力更好地通过下墩柱12传递至橡胶支座3，有利于减少水平方向的剪切应力通过支撑杆6传递至上墩柱21以及房屋上部结构2的情况。

参照图2及图3，支撑杆6外周壁固定有限位板60，限位板60位于支撑杆6顶端的外周壁，当支撑杆6下移至限位板60与固定板61上表面抵接时，支撑杆6底端位于弹性件5上方，使得环形气囊4被针杆121刺破时，支撑杆6不易下落至限位筒11内，使得支撑杆6不易被下墩柱12压坏，同时也减少了支撑杆6落入限位筒11内限制下墩柱12在限位筒11内滑动的情况。

参照图2及图4，一种房屋上部叠层橡胶隔震结构的施工工艺，包括以下步骤：

步骤一：限位筒11安装：在地基1上开挖基槽，将限位筒11埋入至基槽内；值得注意的是，基槽与限位筒11之间的间隙应填充高强度混凝土，提高基层与限位筒11的一体性。

步骤二：下墩柱12安装：预制下墩柱12，将下墩柱12放入限位筒11内。

安装时，通过吊机等吊装设备将下墩柱12吊入至限位筒11内，吊装时，应注意调整下墩柱12的位置，减少下墩柱12下放过程中，下墩柱12的外周的弹性件5与限位筒11发生磕碰的情况。

下墩柱12安装完成后，将气囊垫放入限位筒11内并使气囊垫环绕下墩柱12，形成环形气囊4，并往环形气囊4内充气直至环形气囊4除以膨胀状态。

步骤三：房屋上部结构2浇筑施工；

步骤四：上墩柱21安装：在房屋上部结构2底侧浇筑下墩柱12；上墩柱21应与房屋上部结构2同时施工，施工过程中，应使上墩柱21的钢筋结构与房屋上部结构2的钢筋结构相连接。上墩柱21与房屋上部结构2浇筑完成后应及时进行养护。

步骤五：橡胶支座3安装：将橡胶支座3移动至下墩柱12与上墩柱21之间，值得注意的是，安装橡胶支座3前因待上墩柱21的混凝土强度达到百分之八十以上时方可安装橡胶支座3。安装橡胶支座3时，将橡胶支座3的上法兰通过铆接螺栓固定在上墩柱21底侧，将橡胶支座3的下法兰通过铆接螺栓固定在下墩柱12顶侧，便可完成橡胶支座3的安装。

本申请实施例的实施原理为：地震时，地基1移动并带动限位筒11以及限位筒11内的环形气囊4朝向针杆121移动，利用针杆121刺破环形气囊4，环形气囊4被针杆121刺破后恢复至初始状态，支撑杆6失去环形气囊4支撑从而下滑至限位板60与固定板61抵接；同时，环形气囊4恢复至初始状态，使得限位筒11在移动过程中可以带动下墩柱12一同移动，限位筒11移动过程中带动橡胶支座3发生水平位移，实现利用橡胶支座3消耗吸收地震产生的横向剪切力，减少横向剪切力对房屋上部结构2的影响；下墩柱12滑动过程中，下墩柱12外周弹性件5与限位筒11内壁抵接并发生伸缩，利用弹性件5的伸缩吸收地震产生的横向剪切力，从而减少横向剪切力直接作用至橡胶支座3上，使得橡胶支座3不易发生断裂，进而使得橡胶支座3更加耐用。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种房屋上部叠层橡胶隔震结构，其特征在于：包括设置预埋在地基(1)上的限位筒(11)及设置在房屋上部结构(2)下方的上墩柱(21)，所述限位筒(11)内设置有下墩柱(12)，所述下墩柱(12)与上墩柱(21)相对，所述上墩柱(21)与下墩柱(12)之间还设置有橡胶支座(3)，所述橡胶支座(3)顶端与上墩柱(21)连接，所述橡胶支座(3)底端与下墩柱(12)连接；所述下墩柱(12)外周与限位筒(11)内周留有间隙，所述下墩柱(12)外周还设置有若干弹性件(5)；

所述弹性件(5)包括设置在下墩柱(12)外周的弹簧(51)，所述弹簧(51)远离下墩柱(12)的一端设置有抵接板(52)；所述限位筒(11)内壁设置有环形气囊(4)，所述下墩柱(12)外周设置有针杆(121)，所述针杆(121)的尖锐端朝向环形气囊(4)的内周壁，当所述环形气囊(4)膨胀至极限状态时，所述抵接板(52)与环形气囊(4)抵接且弹簧(51)处于半压缩状态；所述针杆(121)的尖锐端与环形气囊(4)抵接；

所述环形气囊(4)顶部设置有支撑杆(6)，所述支撑杆(6)底部与环形气囊(4)顶部抵接，当所述环形气囊(4)膨胀至极限状态时，所述支撑杆(6)顶部与上墩柱(21)抵紧；

所述下墩柱(12)顶端外周壁设置有固定板(61)，所述固定板(61)开设有穿孔，所述支撑杆(6)穿设于穿孔内；所述支撑杆(6)顶部外周还设置有限位板(60)，当所述限位板(60)与固定板(61)上部抵接时，所述支撑杆(6)底端位于弹性件(5)上方。

2.根据权利要求1所述的一种房屋上部叠层橡胶隔震结构，其特征在于：所述环形气囊(4)由气囊垫弯折围合而成。

3.根据权利要求2所述的一种房屋上部叠层橡胶隔震结构，其特征在于：所述支撑杆(6)顶端呈半球形设置，所述上墩柱(21)底侧还开设有供支撑杆(6)顶端嵌入的半球形凹槽。

4.根据权利要求3所述的一种房屋上部叠层橡胶隔震结构，其特征在于：所述下墩柱(12)底部滚动连接有若干滚珠(120)，若干所述滚珠(120)与限位筒(11)底壁抵接设置。

5.一种如权利要求1-4任意一项所述的房屋上部叠层橡胶隔震结构的施工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：限位筒(11)安装：在地基(1)上开挖基槽，将限位筒(11)埋入至基槽内；

步骤二：下墩柱(12)安装：预制下墩柱(12)，将下墩柱(12)放入限位筒(11)内；

步骤三：房屋上部结构(2)浇筑施工；

步骤四：上墩柱(21)安装：在房屋上部结构(2)底侧浇筑上墩柱(21)；

步骤五：橡胶支座(3)安装：将橡胶支座(3)移动至下墩柱(12)与上墩柱(21)之间，并将橡胶支座(3)的上部以及下部分别固定在上墩柱(21)以及下墩柱(12)上。

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