CN115262792B - 一种土木工程抗震结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于土木工程领域，具体涉及一种土木工程抗震结构，包括减震座，所述减震座的顶部设置有活板，所述活板的上方设置有连接建筑层的基板；所述减震座的中部设置有圆台，所述圆台上设置有缓冲机构，缓冲机构包括安装在所述圆台两侧的轴架，所述轴架的轴孔内安装有贯穿所述圆台外壁的转轴，所述转轴的两端分别贯入所述减震座内壁安装的轴套，且中部套设有轴承；在建筑物受震击影响时，活板受震击冲击力影响下压，带动凸台向下方位移，在位移过程中，缓冲机构的各部件通过机械传动的方式进行震击产生冲击力的消耗，在旋转过程中稳定进行冲击力的转化，解决传统金属杆体分散压力(冲击力)存在不稳定性的问题。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程领域，具体涉及一种土木工程抗震结构。
背景技术
土木工程是建造各类土地工程设施的科学技术的统称，是指除房屋建筑以外，为新建、改建或扩建各类工程的建筑物、构筑物和相关配套设施等所进行的勘察、规划、设计、施工、安装和维护等各项技术工作及其完成的工程实体。地震是一种对建筑物造成损害程度最大的自然灾害之一，会对重大工程与生命线工程造成巨大破坏，有时会造成城市功能的瘫痪，因此，在土木工程中建筑抗震一直是人们所关注的热点，但是在不同的地震区域，建筑抗震结构的使用要求依旧存在一定的差异和不足需要去完善，在土木工程建设的过程中，相关人员需要对地震给建筑带来的影响提起重视，并减少地震可能给建筑带来的不利影响。
现有技术存在以下问题：
为了减轻地震对建筑物的危害，工程通常会预制抗震结构，并在主体与建筑基础之间设置隔离地震层，以期减轻建筑物的内部损坏程度，从而实现减震的效果。传统方法用外延的金属杆体结构来分散压力(冲击力)，这种方法存在不稳定性，且无法确定抗震结构的具体安装位置，导致建筑物不同点位的抗震性能存在差异，影响实际抗震效果。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种土木工程抗震结构，具有抗震结构机械传动式设计，辅助外部压力(冲击力)调向以实现快速卸力减震抗震的特点。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种土木工程抗震结构，包括减震座，所述减震座的顶部设置有活板，所述活板的上方设置有连接建筑层的基板；
所述活板的中部设置有凸台，且所述活板和所述减震座的夹层拐角处设置有内撑机构，所述内撑机构包括中空的支撑柱筒，所述支撑柱筒内安装有沿其内壁滑动的支撑柱，所述支撑柱的一端连接至所述活板，且另一端安装有连接至所述支撑柱筒底部的内撑弹簧；
所述减震座的中部设置有圆台，所述圆台上设置有缓冲机构，缓冲机构包括安装在所述圆台两侧的轴架，所述轴架的轴孔内安装有贯穿所述圆台外壁的转轴，所述转轴的两端分别贯入所述减震座内壁安装的轴套，且中部套设有轴承，所述轴承的外壁套设有齿轮，所述凸台的底部安装有蜗杆，所述蜗杆的底部安装有连接所述圆台的蜗杆弹簧，且所述蜗杆与所述齿轮之间啮合传动。
优选的，所述蜗杆为螺纹结构，所述齿轮上开设有齿槽，螺纹和齿槽规格匹配。
优选的，所述蜗杆沿所述蜗杆弹簧伸缩方向同步运动。
优选的，所述蜗杆的后方设置有同步弹簧，所述同步弹簧的一端连接至所述凸台，另一端连接至所述圆台的底部。
优选的，所述转轴的旋转角度为顺逆时针360°。
优选的，所述支撑柱筒的内部开设有十字槽，所述支撑柱的外壁安装有贯入十字槽的导向滑块，所述导向滑块沿十字槽上下滑动。
所述活板和所述支撑柱同步运动，位移距离与所述内撑弹簧形变行程相同。
优选的，所述活板中部安装的所述凸台为中空结构，内部安装有连接所述基板的定位件。
优选的，所述活板的顶部拐角处安装有中空的柱槽，所述柱槽的内部插接有连接所述基板的定位柱。
优选的，所述定位件为分段结构，由上至下分别为“圆柱”结构和“锥台”结构。
优选的，所述减震座上设置有调向机构，调向机构包括对称安装在所述减震座外壁的支座，所述支座上安装有引导板，所述引导板靠近所述基板的端面开设有轨道，所述轨道的内部安装有与所述基板同步滑动的滑台。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
1、活板为活动式设计，在建筑物受震击影响时，支撑柱下压内撑弹簧，活板和支撑柱同步运动，带动活板下降，位移距离与内撑弹簧形变行程相同，通过竖直方向的轻微升降进行竖向压力的缓冲。
2、在建筑物受震击影响时，活板受震击冲击力影响下压，带动凸台向下方位移，在位移过程中，蜗杆弹簧受力压缩收紧，蜗杆的高度发生变化，其啮合的齿轮开始旋转，将竖向的冲击力转换为齿轮旋转的动力，齿轮内腔连接的轴承带动转轴在轴架上旋转，且两端受轴套限位稳定旋转，通过轴向旋转消耗冲击力转化的动力，通过机械传动的方式进行震击产生冲击力的消耗，在旋转过程中稳定进行冲击力的转化，解决传统金属杆体分散压力(冲击力)存在不稳定性的问题。
3、减震台为模块化设计，在内部进行地震带来冲击力的转化消耗，可在建筑桩基层多个点位设置，相邻的减震台之间通过混凝土浇筑，无需多余的金属杆体结构进行冲击力的分散，在其搭配的基板上层进行建筑物的搭建，多减震台配合进行建筑物不同点位的冲击力转化消耗，提升建筑桩基层与建筑物层之间的抗震性能。
4、通过调向机构的设计，可将抗震结构由竖向安装改变为横向安装，在横向安装时，可通过调向机构的轨道和滑台滑动配合，进行横向冲击力的转化，解决地震时横向冲击力同样存在影响的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的基板分离结构示意图；
图3为本发明的剖视结构示意图；
图4为本发明的缓冲机构结构示意图；
图5为本发明的内撑机构结构示意图；
图6为本发明的平面结构示意图；
图7为本发明的调向机构示意图。
附图标记：
1、减震座；2、活板；21、凸台；22、柱槽；3、基板；31、定位件；32、定位柱；4、圆台；51、轴架；52、转轴；53、轴套；54、轴承；55、齿轮；56、蜗杆；57、蜗杆弹簧；58、同步弹簧；6、内撑机构；61、支撑柱筒；62、支撑柱；63、导向滑块；64、内撑弹簧；71、支座；72、引导板；73、轨道；74、滑台。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1-6所示，本发明提出的一种土木工程抗震结构，包括减震座1，减震座1的顶部设置有活板2，活板2的上方设置有连接建筑层的基板3；
活板2的中部设置有凸台21，且活板2和减震座1的夹层拐角处设置有内撑机构6，内撑机构6包括中空的支撑柱筒61，支撑柱筒61的内安装有沿其内壁滑动的支撑柱62，支撑柱62的一端连接至活板2，且另一端安装有连接至支撑柱筒61底部的内撑弹簧64。
实施例一、活板2为活动式设计，在建筑物受震击影响时，支撑柱62下压内撑弹簧64，活板2和支撑柱62同步运动，带动活板2下降，位移距离与内撑弹簧64形变行程相同，通过竖直方向的轻微升降进行竖向压力的缓冲。
需要说明的是：支撑柱筒61的内部开设有十字槽，支撑柱62的外壁安装有贯入十字槽的导向滑块63，导向滑块63沿十字槽上下滑动。
其中，十字槽与导向滑块63的配合结构，可使支撑柱62在支撑柱筒61内稳定的上下位移，防止在地震时，支撑柱62脱离支撑柱筒61，提升其上下活动的稳定性。
实施例二、减震座1的中部设置有圆台4，圆台4上设置有缓冲机构，缓冲机构包括安装在圆台4两侧的轴架51，轴架51的轴孔内安装有贯穿圆台4外壁的转轴52，转轴52的两端分别贯入减震座1内壁安装的轴套53，且中部套设有轴承54，轴承54的外壁套设有齿轮55，凸台21的底部安装有蜗杆56，蜗杆56的底部安装有连接圆台4的蜗杆弹簧57，且蜗杆56与齿轮55之间啮合传动。
需要说明的是：蜗杆56为螺纹结构，齿轮55上开设有齿槽，螺纹和齿槽规格匹配，螺纹为螺旋转结构，齿轮55的齿槽卡入螺纹内，在蜗杆56位移时，齿轮55做旋转运动。
在本实施例中，在建筑物受震击影响时，活板2受震击冲击力影响下压，带动凸台21向下方位移，在位移过程中，蜗杆弹簧57受力压缩收紧，蜗杆56的高度发生变化，其啮合的齿轮55开始旋转，将竖向的冲击力转换为齿轮55旋转的动力，齿轮55内腔连接的轴承54带动转轴52在轴架51上旋转，且两端受轴套53限位稳定旋转，通过轴向旋转消耗冲击力转化的动力，通过机械传动的方式进行震击产生冲击力的消耗，在旋转过程中稳定进行冲击力的转化，解决传统金属杆体分散压力(冲击力)存在不稳定性的问题。
需要补充的是：
1、蜗杆56沿蜗杆弹簧57伸缩方向同步运动；蜗杆弹簧57在初始状态为延展状态，不受外力限制，在压缩后始终受活板2中部凸台21下压影响，在震击结束后因弹簧形变性能影响恢复初始位置，此时蜗杆56向上运动，带动转轴52反向旋转。
2、蜗杆56的后方设置有同步弹簧58，同步弹簧58的一端连接至凸台21，另一端连接至圆台4的底部；同步弹簧58的作用一为保持凸台21两端的平衡性，凸台21下压时分别下压蜗杆56和同步弹簧58，凸台21下压稳定，作用二在于辅助凸台21的快速复位，蜗杆弹簧57、同步弹簧58和内撑弹簧64三者不受震击冲击力影响后基于本身的形变性能开始复位，将活板2复位至初始位置。
为了提升转轴52做轴向运动的便利，进一步的是，转轴52的旋转角度为顺逆时针360°。
如图1-2所示，活板2中部安装的凸台21为中空结构，内部安装有连接基板3的定位件31，活板2的顶部拐角处安装有中空的柱槽22，柱槽22的内部插接有连接基板3的定位柱32。
在另一个实施例中，减震台1上的活板2与基板3的连接处留置部分间隙，两者通过凸台21与定位件31和柱槽22与定位柱32的配合结构进行非接触固定，在两者之间留置部分间隙可防止基板3贯入减震台1内。
如图2所示，定位件31为分段结构，由上至下分别为“圆柱”结构和“锥台”结构。
可以理解的是，分段设计的定位件31使其稳定的安装在凸台21的腔体内，防止其脱离凸台，且“锥台”结构下压的力可准确作用与螺杆56和同步弹簧58。
实施例三、减震台1为模块化设计，在内部进行地震带来冲击力的转化消耗，可在建筑桩基层多个点位设置，相邻的减震台1之间通过混凝土浇筑，无需多余的金属杆体结构进行冲击力的分散，在其搭配的基板3上层进行建筑物的搭建，多减震台1配合进行建筑物不同点位的冲击力转化消耗，提升建筑桩基层与建筑物层之间的抗震性能。
实施例四、减震座1上设置有调向机构，调向机构包括对称安装在减震座1外壁的支座71，支座71上安装有引导板72，引导板72靠近基板3的端面开设有轨道73，轨道73的内部安装有与基板3同步滑动的滑台74。
其中，在地震时，除竖向冲击力外还存在来自外侧的横向冲击力，可通过调向机构搭配减震台改变其安装方式，以适应横向冲击力的转化，在减震台1上加装引导板72，引导板72通过支座71安装，分别充当减震台的底部支撑和顶部支撑，改变基板3为垂直于地面位置，在受横向冲击力时，基板3和滑台74连接的整体沿引导板72上的轨道73内槽滑动，从而带动活板2受横向冲击力影响侧压，带动凸台21位移，在位移过程中，侧向冲击力消耗的过程与竖向冲击力相同。应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (11)
1.一种土木工程抗震结构，其特征在于，包括减震座(1)，所述减震座(1)的顶部设置有活板(2)，所述活板(2)的上方设置有连接建筑层的基板(3)；
所述活板(2)的中部设置有凸台(21)，且所述活板(2)和所述减震座(1)的夹层拐角处设置有内撑机构(6)，所述内撑机构(6)包括中空的支撑柱筒(61)，所述支撑柱筒(61)内安装有沿其内壁滑动的支撑柱(62)，所述支撑柱(62)的一端连接至所述活板(2)，且另一端安装有连接至所述支撑柱筒(61)底部的内撑弹簧(64)；
所述减震座(1)的中部设置有圆台(4)，所述圆台(4)上设置有缓冲机构，缓冲机构包括安装在所述圆台(4)两侧的轴架(51)，所述轴架(51)的轴孔内安装有贯穿所述圆台(4)外壁的转轴(52)，所述转轴(52)的两端分别贯入所述减震座(1)内壁安装的轴套(53)，且中部套设有轴承(54)，所述轴承(54)的外壁套设有齿轮(55)，所述凸台(21)的底部安装有蜗杆(56)，所述蜗杆(56)的底部安装有连接所述圆台(4)的蜗杆弹簧(57)，且所述蜗杆(56)与所述齿轮(55)之间啮合传动。
2.根据权利要求1所述的一种土木工程抗震结构，其特征在于，所述蜗杆(56)为螺纹结构，所述齿轮(55)上开设有齿槽，螺纹和齿槽规格匹配。
3.根据权利要求2所述的一种土木工程抗震结构，其特征在于，所述蜗杆(56)沿所述蜗杆弹簧(57)伸缩方向同步运动。
4.根据权利要求3所述的一种土木工程抗震结构，其特征在于，所述蜗杆(56)的后方设置有同步弹簧(58)，所述同步弹簧(58)的一端连接至所述凸台(21)，另一端连接至所述圆台(4)的底部。
5.根据权利要求4所述的一种土木工程抗震结构，其特征在于，所述转轴(52)的旋转角度为顺逆时针360°。
6.根据权利要求5所述的一种土木工程抗震结构，其特征在于，所述支撑柱筒(61)的内部开设有十字槽，所述支撑柱(62)的外壁安装有贯入十字槽的导向滑块(63)，所述导向滑块(63)沿十字槽上下滑动。
7.根据权利要求6所述的一种土木工程抗震结构，其特征在于，所述活板(2)和所述支撑柱(62)同步运动，位移距离与所述内撑弹簧(64)形变行程相同。
8.根据权利要求1所述的一种土木工程抗震结构，其特征在于，所述活板(2)中部安装的所述凸台(21)为中空结构，内部安装有连接所述基板(3)的定位件(31)。
9.根据权利要求8所述的一种土木工程抗震结构，其特征在于，所述活板(2)的顶部拐角处安装有中空的柱槽(22)，所述柱槽(22)的内部插接有连接所述基板(3)的定位柱(32)。
10.根据权利要求9所述的一种土木工程抗震结构，其特征在于，所述定位件(31)为分段结构，由上至下分别为“圆柱”结构和“锥台”结构。
11.根据权利要求1所述的一种土木工程抗震结构，其特征在于，所述减震座(1)上设置有调向机构，调向机构包括对称安装在所述减震座(1)外壁的支座(71)，所述支座(71)上安装有引导板(72)，所述引导板(72)靠近所述基板(3)的端面开设有轨道(73)，所述轨道(73)的内部安装有与所述基板(3)同步滑动的滑台(74)。
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