CN115717404A - 一种抗震装置及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抗震装置及其实现方法，所述抗震装置包括：砼基桩、减震垫、基座、定位轴、基座罩、立柱底座；在所述基座和砼基桩之间固定安装有所述减震垫；所述基座罩通过罩框壁外侧水平板，经由多个所述定位轴固定在所述基座上；所述基座包括基座底板、基座框和防水套托；所述基座框和基座底板形成基座框内腔，所述基座框内腔内设置有抗震单元；所述抗震单元在所述基座框内腔内自下往上，依次层叠有框内减震垫、垫间隔板、框内减震垫、珠盘底板、珠盘和滚珠；所述定位轴、减震垫由高分子聚合物制成。

Description

一种抗震装置及其实现方法

技术领域

本发明涉及地基领域，特别涉及一种具有抗震功能的抗震装置及其实现方法。

背景技术

抗震建筑，是指在抗震设防烈度为6度或以上地区必须进行抗震设计建筑，从全球的重大地震灾害中可以发现，95％以上的人命伤亡都是因为建筑物受损或倒塌所引起的，从工程上建造经得起强震的抗震建筑是减少地震灾害最直接最有效的方法。提高建筑物的抗震性能，是提高城市或乡村综合防御能力的主要措施之一，同时也是防震减灾工作中一项“抗”的主要任务。

国际上重大的地震灾害主要是因为没有经过良好抗震工程设计与施工的房屋倒塌，这样的场景在1999年8月17日土耳其的伊兹米特地震以及汶川地震中都极为类似。那么，在建造房屋或桥梁等建筑设施之前，进行抗震结构体系设计就极为关键和重要。而在抗震结构体系中，设计具有良好抗震性能的地桩底座和架构更是重中之重。现有技术中多在房屋的框架结构或砖混结构上入手，难以解决房屋结构的抗震问题。本发明旨在设计一种结构化的抗震装置及其实现方法，以提高房屋建筑的抗震性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够解决上述技术问题的抗震装置及其实现方法。

根据本发明一个实施例，提供一种抗震装置，其包括：砼基桩、减震垫、基座、定位轴、基座罩、立柱底座；在所述基座和砼基桩之间固定安装有所述减震垫；所述砼基桩上均匀分布多个砼地桩面螺杆，所述砼地桩面螺杆穿过所述减震垫上的减震垫安装孔进入所述基座的基座底板固定孔内，使得所述基座上的基座底板固定在所述砼基桩上；所述基座罩通过罩框壁外侧水平板，经由多个所述定位轴固定在所述基座上；所述基座包括基座底板、基座框和防水套托；所述基座框和基座底板形成基座框内腔，所述基座框内腔内设置有抗震单元；所述抗震单元在所述基座框内腔内自下往上，依次层叠有框内减震垫、垫间隔板、框内减震垫、珠盘底板、珠盘和滚珠；所述定位轴、减震垫由高分子聚合物制成。

优选地是，所述珠盘底板设置在所述框内减震垫上方，以承载所述珠盘。

优选地是，所述基座底板上具有多个轴底面定位柱，所述定位轴具有定位轴下端面洞和定位轴上端面洞，罩框壁外侧水平板上具有连接孔，轴顶螺栓经由连接孔固定连接到定位轴上端面洞，同时轴底面定位柱插入定位轴下端面洞。

优选地是，所述基座包括表面积最大的基座底板，所述基座底板在其四周边缘部自外向内依次设有多个基座底板固定孔和轴底面定位柱，在所述轴底面定位柱周向内侧设有防水套托。

优选地是，所述防水套托的外形与所述基座底板一致，并层压在所述基座底板上，所述防水套托的中心轴线与所述基座底板的中心轴线重合。

根据本发明的另一个实施例，提供一种抗震装置的实现方法，所述方法包括如下步骤：

构造砼基桩，在所述砼基桩的矩形上表面沿其矩形边内侧均匀布置多个砼地桩面螺杆；构造包括基座底板、基座框、防水套托和防水套的基座；在所述砼基桩和所述基座之间设置至少一个减震垫；将所述砼地桩面螺杆穿过所述减震垫上的减震垫安装孔，并使所述地桩面螺杆进入所述基座上的基座底板固定孔，使得素数基座上的基座底板固定在所述砼基桩上，尔后用螺母旋于所述砼地桩面螺杆的上端；构造由高分子聚合物制成的定位轴；构造包括罩框壁、罩顶面板、罩框壁外侧水平板、中心承重板和底板固定螺栓的基座罩；

将所述定位轴设置在所述基座和所述基座罩之间；构造立柱底座，所述立柱底座包括框底板和座框；将所述立柱底座固定连接到基座罩上。

优选地是，将所述基座罩通过罩框壁外侧水平板，经由所述多个定位轴固定在基座的正上方；将所述基座罩上的底板固定螺栓穿过框底板上的多个固定孔，以使所述立柱底座与所述基座罩形成固定连接。

优选地是，在所述基座底板上设置多个轴底面定位柱，在所述罩框壁外侧水平板上设置连接孔，将轴顶螺栓经由连接孔固定连接到定位轴上端面洞，同时将轴底面定位柱插入定位轴下端面洞中，如此一来，所述基座罩通过所述定位轴与所述基座形成可靠地弹性固定和连接。

优选地是，将基座设计成呈规则的多边形，在基座底板的四周边缘部自外向内依次设置多个基座底板固定孔和轴底面定位柱，在轴底面定位柱周向内侧设有防水套托；将防水套托的外形设计成与基座底板一致，并层压在基座底板上；安装时，确保防水套托的中心轴线与基座底板的中心轴线重合；在防水套托的上方安放有基座框，基座框水平方向的尺寸小于防水套托的水平尺寸，以在基座框安放于防水套托上时，它们之间形成供防水套设置的空间。

优选地是，在基座框内腔内布置抗震单元，自下往上，依次层叠有框内减震垫、垫间隔板、框内减震垫、珠盘底板、珠盘和滚珠；框内减震垫的厚度可以根据需要调节，其个数可以设置1个、2个或2个以上；框内减震垫之间设置有垫间隔板。

优选地是，所述珠盘底板设置在框内减震垫上方，其用来承载珠盘；所述珠盘上设置有纵横交错布置的滚珠承载孔，所述滚珠承载孔的直径小于滚珠的直径，以保证滚珠在滚珠承载孔上滚动。

优选地是，将基座框设置在防水套托上，以使基座框的外侧竖直表面与防水套托的水平面形成矩形空间，以便紧凑安置防水套，防止横向和纵向的水流进入基座框内腔；在滚珠的竖直上方设置有中心承重板，且中心承重板的水平面方向上的尺寸大于基座框的尺寸，从而保证水流不会从竖直方向流入基座框内腔。

本发明的有益技术效果是，1)便于与建筑物的立柱进行连接；2)便于调节抗震装置的高度以及大小；3)可快速安装砼地桩，并且减轻了施工人员的工作量。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

本公开的各种实施例或样例(“示例”)在以下的具体实施方式和附图中得以公开。没必要将附图按比例绘制。一般而言，除非在权利要求中另有规定，否则可以任意顺序执行本发明所公开部件以及方法的操作。附图中：

图1是根据本发明的一种抗震装置的整体示意图；

图2是根据本发明的一种抗震装置的整体剖面示意图；

图3是根据本发明的一种抗震装置的整体分解示意图；

图4是根据本发明的一种抗震装置的砼基桩示意图；

图5是根据本发明的一种抗震装置的基座示意图；

图6是根据本发明的一种抗震装置的基座框内腔内的部件布置示意图；

图7A是根据本发明的一种抗震装置的基座罩正面示意图；

图7B是根据本发明的一种抗震装置的基座罩反面示意图；

图8是根据本发明的一种抗震装置的定位轴的安装示意图；

图9A是根据本发明的一种抗震装置的定位轴上端面示意图；

图9B是根据本发明的一种抗震装置的定位轴下端面示意图。

部件列表：

1-砼基桩；101-砼基桩面螺杆；2-减震垫；201-减震垫安装孔；3-基座；301-基座底板；302-基座框；303-防水套托；304-滚珠；305-珠盘；306-珠盘底板；307-框内减震垫；308-垫间隔板；309-基座底板固定孔；310-基座框内腔；4-定位轴；401-轴底面定位柱；402-轴顶螺栓；403-定位轴下端面洞；404-定位轴上端面洞；5-基座罩；501-罩框壁；502-罩顶面板；503-罩框壁外侧水平板；504-中心承重板；505-底板固定螺栓；506-连接孔；6-立柱底座；601-框底板；602-座框；7-防水套。

具体实施方式

在详细解释本公开的一个或多个实施例之前，应当理解，实施例不限于它们具体应用中的构造细节，以及下文实施方式或附图所提出步骤或方法。附图中的示意图仅仅示意性的示出，其不具有特定的绘图比例和尺寸，具有本发明附图技术特征的实施方案应当在本发明的保护范围内。

图1-图3整体上示出了本发明的抗震装置。具体而言，图1是根据本发明的一种抗震装置的整体示意图，图2是根据本发明的一种抗震装置的整体剖面示意图，图3是根据本发明的一种抗震装置的整体分解示意图。如图1所示，本发明的抗震装置大体上包括：砼基桩1、减震垫2、基座3、定位轴4、基座罩5、立柱底座6。在基座3和砼基桩1之间固定安装有减震垫2。如图4所示，砼基桩1的矩形上表面沿其矩形边内侧均匀分布多个砼地桩面螺杆101，砼地桩面螺杆101穿过减震垫2上的减震垫安装孔201，并进入基座3上的基座底板固定孔309，使基座3上的基座底板301固定在砼基桩1上，尔后用螺母旋于砼地桩面螺杆101的上端。基座3呈正方形或矩形或者其他多边形形状，其包括基座底板301、基座框302、防水套托303和防水套7。基座罩5包括：罩框壁501；罩顶面板502、罩框壁外侧水平板503、中心承重板504和底板固定螺栓505。基座罩5通过罩框壁外侧水平板503，经由多个定位轴4固定在基座3的正上方。具体连接方式参见图8和图9所示：基座底板301上具有多个轴底面定位柱401，定位轴4具有定位轴下端面洞403和定位轴上端面洞404，罩框壁外侧水平板503上具有连接孔506，该连接孔506是具有螺母的螺孔，轴顶螺栓402经由连接孔506固定连接到定位轴上端面洞404，同时轴底面定位柱401插入定位轴下端面洞403中，如此一来，基座罩5通过定位轴4与基座3形成可靠地弹性固定和连接。

继续参见图1-2，立柱底座6包括框底板601和座框602，框底板601和座框602以本领域公知的手段固接或形成为一体结构，框底板601上形成有多个固定孔，该固定孔用来穿过基座罩5上的底板固定螺栓505，以使立柱底座6与基座罩5形成固定连接。立柱底座6用来安装需要减震的设备或建筑，以实现设备或建筑的减震要求。

现在详细描述本发明的抗震装置的抗震单元。参照图5，图5是根据本发明的一种抗震装置的基座示意图。基座3呈规则的多边形，图示为正方形，其包括表面积最大的基座底板301、基座底板301在其四周边缘部自外向内依次设有多个基座底板固定孔309和轴底面定位柱401，在轴底面定位柱401周向内侧设有防水套托303，防水套托303的外形基座底板301一致，并层压在基座底板301上，安装时，确保防水套托303的中心轴线与基座底板301的中心轴线重合。防水套托303的上方安放有基座框302，基座框302是正四边形的框架结构，其水平方向的尺寸小于防水套托303的水平尺寸，以在基座框302安放于防水套托303上时，它们之间形成供防水套7设置的空间。基座框302内形成有基座框内腔310，其内容纳有抗震单元。

参见图6，图6是根据本发明的一种抗震装置的基座框内腔内的部件布置示意图，基座框内腔内的部件构成抗震单元。如图6所示，自下往上，依次层叠有框内减震垫307、垫间隔板308、框内减震垫307、珠盘底板306、珠盘305和滚珠304。为保证抗震单元的稳定性及安装方便，框内减震垫307、垫间隔板308、框内减震垫307、珠盘底板306、珠盘305具有相同的外形尺寸。框内减震垫307的厚度可以根据需要调节，其由高分子聚合物制成，其个数可以设置1个、2个或2个以上，具体设置的个数可根据基座框内腔310的高度而定，在实际操作中，设置两个为宜。框内减震垫307之间设置有垫间隔板308，垫间隔板308可以设置一个或多个，其除了调节减震垫的厚度外，还起压力缓冲作用。珠盘底板306设置在框内减震垫307上方，其用来承载珠盘305。珠盘305上设置有纵横交错布置的滚珠承载孔311，滚珠承载孔的直径小于滚珠304的直径，以保证滚珠304在滚珠承载孔311上滚动。优选地，滚珠承载孔311的直径为滚珠304的直径的1/3-1/2。

为了描述本发明的空间方位，本发明界定了如图2所示的XYZ坐标系。图2中，X轴方向为水平面横向，Y轴方向为水平面纵向，Z轴方向为竖直平面内的竖直方向。滚珠304的竖直上方设置有可移动的中心承重板504，其外形与珠盘305一致，但尺寸应当小于珠盘305的尺寸，以在抗震单元承受竖直方向，尤其是横向、纵向方向上的震动时能够移动，以释放震动引起的应力及变形。

本发明的抗震装置具有防水功能，如图2和图3所示，基座框302设置在防水套托303上，基座框302的外侧竖直表面与防水套托303的水平面形成矩形空间，以便紧凑安置防水套，防止横向和纵向的水流进入基座框内腔310。滚珠304的竖直上方设置有中心承重板504，且中心承重板504的水平面方向上的尺寸大于基座框302的尺寸，从而保证水流不会从竖直方向流入基座框内腔310。

本发明的另一具有抗震功能的部件为定位轴4和减震垫2，具体参见图8和图9A-9B。定位轴4和减震垫2均由高分子聚合物构成，其不仅具有高弹形变和黏弹性的力学特性，还具有较高的抗压强度，例如每平方厘米具有2500千克的抗压强度。基座3和砼基桩1之间具有减震垫2，减震垫2的存在避免基座3与砼基桩1之间的刚性连接。在基座3和基座罩5之间，周向弹性连接有定位轴4，定位轴4的高弹形变和黏弹性的力学特性可以确保在竖直方向上的震动能够有效地衰减。并且，定位轴4内设有定位轴下端面洞403和定位轴上端面洞404，端面洞403和404的存在除保证基座3和基座罩5之间的稳定连接外，还允许横向和纵向方向上的细微变形，以缓冲此两个方向上的震动。如此一来，本发明的抗震装置很好地衰减空间各个方位的震动。

本发明还提供一种抗震装置的实现方法，具体如图1-图3所示。

第一，构造砼基桩1。如图4所示，在砼基桩1的矩形上表面沿其矩形边内侧均匀布置多个砼地桩面螺杆101。

第二，构造包括基座底板301、基座框302、防水套托303和防水套7的基座3。

第三，在砼基桩1和基座3之间设置至少一个减震垫2。将砼地桩面螺杆101穿过减震垫2上的减震垫安装孔201，并使地桩面螺杆101进入基座3上的基座底板固定孔309，使得基座3上的基座底板301固定在砼基桩1上，尔后用螺母旋于砼地桩面螺杆101的上端。

第四，构造由高分子聚合物制成的定位轴4。定位轴4具有定位轴下端面洞403和定位轴上端面洞404。

第五，构造包括罩框壁501；罩顶面板502、罩框壁外侧水平板503、中心承重板504和底板固定螺栓505的基座罩5。

第六，将高分子聚合物制成的定位轴4设置在基座3和基座罩5之间。具体而言，将基座罩5通过罩框壁外侧水平板503，经由多个定位轴4固定在基座3的正上方。细化的连接方式参见图8和图9所示：基座底板301上具有多个轴底面定位柱401，罩框壁外侧水平板503上具有连接孔506，该连接孔506是具有螺母的螺孔，轴顶螺栓402经由连接孔506固定连接到定位轴上端面洞404，同时轴底面定位柱401插入定位轴下端面洞403中，如此一来，基座罩5通过定位轴4与基座3形成可靠地弹性固定和连接。

第七，构造立柱底座6。继续参见图1-2，立柱底座6包括框底板601和座框602，框底板601和座框602以本领域公知的手段固接或形成为一体结构。框底板601上形成有多个固定孔。

第八，将立柱底座6固定连接到基座罩5上。将基座罩5上的底板固定螺栓505穿过框底板601上的多个固定孔，以使立柱底座6与基座罩5形成固定连接。立柱底座6用来安装需要减震的设备或建筑，以实现设备或建筑的减震要求。

根据本发明的抗震装置的实现方法，进一步描述抗震装置的抗震单元的实现方法。

参照图5，将基座3设计成呈规则的多边形，图示为正方形，在基座底板301的四周边缘部自外向内依次设置多个基座底板固定孔309和轴底面定位柱401，在轴底面定位柱401周向内侧设有防水套托303。将防水套托303的外形设计成与基座底板301一致，并层压在基座底板301上。安装时，确保防水套托303的中心轴线与基座底板301的中心轴线重合。防水套托303的上方安放有基座框302，基座框302是正四边形的框架结构，其水平方向的尺寸小于防水套托303的水平尺寸，以在基座框302安放于防水套托303上时，它们之间形成供防水套7设置的空间。基座框302内形成有基座框内腔310，其内容纳有抗震单元。

参见图6，在基座框内腔内布置抗震单元。如图6所示，自下往上，依次层叠有框内减震垫307、垫间隔板308、框内减震垫307、珠盘底板306、珠盘305和滚珠304。为保证抗震单元的稳定性及安装方便，框内减震垫307、垫间隔板308、框内减震垫307、珠盘底板306、珠盘305具有相同的外形尺寸。框内减震垫307的厚度可以根据需要调节，其个数可以设置1个、2个或2个以上，具体设置的个数可根据基座框内腔310的高度而定，在实际操作中，设置两个为宜。框内减震垫307之间设置有垫间隔板308，垫间隔板308可以设置一个或多个，其除了调节减震垫的厚度外，还起压力缓冲作用。珠盘底板306设置在框内减震垫307上方，其用来承载珠盘305。珠盘305上设置有纵横交错布置的滚珠承载孔311，滚珠承载孔的直径小于滚珠304的直径，以保证滚珠304在滚珠承载孔311上滚动。优选地，滚珠承载孔311的直径为滚珠304的直径的1/3-1/2。

在滚珠304的竖直上方设置可移动的中心承重板504，其外形与珠盘305一致，但尺寸应当小于珠盘305的尺寸，以在抗震单元承受竖直方向，尤其是横向、纵向方向上的震动时能够移动，以释放震动引起的应力及变形。

根据本发明的抗震装置的实现方法，使得抗震装置具有防水功能，具体参照图2和图3。将基座框302设置在防水套托303上，以使基座框302的外侧竖直表面与防水套托303的水平面形成矩形空间，以便紧凑安置防水套，防止横向和纵向的水流进入基座框内腔310。在滚珠304的竖直上方设置有中心承重板504，且中心承重板504的水平面方向上的尺寸大于基座框302的尺寸，从而保证水流不会从竖直方向流入基座框内腔310。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种抗震装置，包括：

砼基桩、减震垫、基座、定位轴、基座罩、立柱底座；

在所述基座和砼基桩之间固定安装有所述减震垫；

所述砼基桩上均匀分布多个砼地桩面螺杆，所述砼地桩面螺杆穿过所述减震垫上的减震垫安装孔进入所述基座的基座底板固定孔内，使得所述基座上的基座底板固定在所述砼基桩上；

所述基座罩通过罩框壁外侧水平板，经由多个所述定位轴固定在所述基座上；其特征在于：

所述基座包括基座底板、基座框和防水套托；所述基座框和基座底板形成基座框内腔，所述基座框内腔内设置有抗震单元；所述抗震单元在所述基座框内腔内自下往上，依次层叠有框内减震垫、垫间隔板、框内减震垫、珠盘底板、珠盘和滚珠；

所述定位轴、减震垫由高分子聚合物制成。

2.根据权利要求1所述的抗震装置，其特征在于，所述珠盘底板设置在所述框内减震垫上方，以承载所述珠盘。

3.根据权利要求1所述的抗震装置，其特征在于，所述基座底板上具有多个轴底面定位柱，所述定位轴具有定位轴下端面洞和定位轴上端面洞，罩框壁外侧水平板上具有连接孔，轴顶螺栓经由连接孔固定连接到定位轴上端面洞，同时轴底面定位柱插入定位轴下端面洞。

4.根据权利要求1所述的抗震装置，其特征在于，所述基座包括表面积最大的基座底板，所述基座底板在其四周边缘部自外向内依次设有多个基座底板固定孔和轴底面定位柱，在所述轴底面定位柱周向内侧设有防水套托。

5.根据权利要求4所述的抗震装置，其特征在于，所述防水套托的外形与所述基座底板一致，并层压在所述基座底板上，所述防水套托的中心轴线与所述基座底板的中心轴线重合。

6.一种抗震装置的实现方法，包括如下步骤：

构造砼基桩，在所述砼基桩的矩形上表面沿其矩形边内侧均匀布置多个砼地桩面螺杆；

构造包括基座底板、基座框、防水套托和防水套的基座；

在所述砼基桩和所述基座之间设置至少一个减震垫；将所述砼地桩面螺杆穿过所述减震垫上的减震垫安装孔，并使所述地桩面螺杆进入所述基座上的基座底板固定孔，使得素数基座上的基座底板固定在所述砼基桩上，尔后用螺母旋于所述砼地桩面螺杆的上端；

构造由高分子聚合物制成的定位轴；

构造包括罩框壁、罩顶面板、罩框壁外侧水平板、中心承重板和底板固定螺栓的基座罩；

将所述定位轴设置在所述基座和所述基座罩之间；

构造立柱底座，所述立柱底座包括框底板和座框；

将所述立柱底座固定连接到基座罩上。

7.根据权利要求6所述的抗震装置的实现方法，其特征在于，将所述基座罩通过罩框壁外侧水平板，经由所述多个定位轴固定在基座的正上方；将所述基座罩上的底板固定螺栓穿过框底板上的多个固定孔，以使所述立柱底座与所述基座罩形成固定连接。

8.根据权利要求6所述的抗震装置的实现方法，其特征在于，在所述基座底板上设置多个轴底面定位柱，在所述罩框壁外侧水平板上设置连接孔，将轴顶螺栓经由连接孔固定连接到定位轴上端面洞，同时将轴底面定位柱插入定位轴下端面洞中，如此一来，所述基座罩通过所述定位轴与所述基座形成可靠地弹性固定和连接。

9.根据权利要求6所述的抗震装置的实现方法，其特征在于，将基座设计成呈规则的多边形，在基座底板的四周边缘部自外向内依次设置多个基座底板固定孔和轴底面定位柱，在轴底面定位柱周向内侧设有防水套托；将防水套托的外形设计成与基座底板一致，并层压在基座底板上；安装时，确保防水套托的中心轴线与基座底板的中心轴线重合；在防水套托的上方安放有基座框，基座框水平方向的尺寸小于防水套托的水平尺寸，以在基座框安放于防水套托上时，它们之间形成供防水套设置的空间。

10.根据权利要求6所述的抗震装置的实现方法，其特征在于，在基座框内腔内布置抗震单元，自下往上，依次层叠有框内减震垫、垫间隔板、框内减震垫、珠盘底板、珠盘和滚珠；框内减震垫的厚度可以根据需要调节，其个数可以设置1个、2个或2个以上；框内减震垫之间设置有垫间隔板。

11.根据权利要求10所述的抗震装置的实现方法，其特征在于，所述珠盘底板设置在框内减震垫上方，其用来承载珠盘；所述珠盘上设置有纵横交错布置的滚珠承载孔，所述滚珠承载孔的直径小于滚珠的直径，以保证滚珠在滚珠承载孔上滚动。

12.根据权利要求6所述的抗震装置的实现方法，其特征在于，将基座框设置在防水套托上，以使基座框的外侧竖直表面与防水套托的水平面形成矩形空间，以便紧凑安置防水套，防止横向和纵向的水流进入基座框内腔；在滚珠的竖直上方设置有中心承重板，且中心承重板的水平面方向上的尺寸大于基座框的尺寸，从而保证水流不会从竖直方向流入基座框内腔。

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