CN1224762C - 用于建筑物结构的组合式抗震保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明被设计用于放置在地面上，紧邻在上面将要建造建筑物的基础板或者底基板的下方，本发明由多个在同一平面上且相互邻接的组件构成，该组件的边相互接触。每个组件都由两个相同的、由塑料材料制成且利用材料块(3)固定的硬塑料材料部件(2和2’)构成。一优选是旧胎的车胎(5)被沿着周边置于塑料材料部件(2和2’)之间，从而形成一个可变形的弹性腔，所述弹性腔内充满具有水力效应的颗粒状部件(6)，如此，通过上述组件(1)的径向或者水平变形就可缓冲地震波所施加的垂直和水平应力。

Description

用于建筑物结构的组合式抗震保护装置
技术领域
本发明是一种用于建筑物结构的组合式抗震保护装置，其目的显然是给该建筑物和类似结构提供一种组合式底基，该底基由相同的部件组成，该部件的功能是缓冲、消散及抵消地震波，从而防止震动对所要保护的建筑物产生有害影响。
本发明可应用于专门从事制造用于保护建筑物的设备、装置及零部件的工业。
背景技术
已经设计出多种解决方案来抑制地震的影响或者使地震的影响变得无害，其中大部分方案都基于采用可吸收地震波的弹性元件。
德国专利(DE-3446831)描述了一种用作建筑物支座的弹性体，该弹性体为条带状，具有两排纵向延伸且横向交错的内部座垫，条带的这种特定布置以及用弹性体材料来制造该条带就使其可以吸收相当大的垂直应力。
在德国专利(DE-3935354)中描述了一种相当类似的结构。
英国专利(GB-2120167)描述了一种可变形的结构，该结构由两块板组成且两板之间用一种离层隔开，该离层包含在压力下可被压缩的物质例如泡沫。作为一种替换方式，该结构可呈蜂窝形，使上述板受到弹性变形，从而使它们更接近。
法国专利(2510645)描述了一种对抗地震的网格(cell)结构。该网格为八边棱形，且将其设计成与其它类似的网格邻接；设置网眼的目的也是缓解例如地震所造成的过度的瞬间及垂直应力。
法国专利(2391324)也描述了一种用于抵抗地震的保护系统。它包括一使建筑物自身与底基相分离的钢板，以防止底基中出现的裂缝蔓延至建筑物的可能。
一种类似的方案出现在PCT WO98/57013中，唯一的不同之处在于，用一种绝缘的弹性体支座来代替钢板；该支座由嵌入的预应力纤维组成且相当刚硬，同时这些纤维被水平地放置在支座内。
PCT WO96/30602描述了一种用于保护建筑物的系统，其中，将建筑物建造在一种依靠液压起重器悬撑起来的平面结构上，该平面结构也可缓冲地震所导致的震动。
美国专利(4959934)描述了一种用在建筑物中的弹性塑料缓冲器，用于例如吸收建筑物所受到的、由地震运动所导致的震动；该缓冲器由看起来像一块或者一片的金属组成，它具有多个相分离且覆盖其整个表面的孔，以提供所需的弹性变形能力。
美国专利(4555433)描述了一种吸音件，该吸音件包括小板和看起来像小碗的空穴，它们排列成网格形，这样如果使这种吸音件具有适当的结构刚度，其就可用作一种缓冲地震所导致震动的装置，而不是用作缓冲声学振动的装置。
欧洲专利(EP0889179)描述了一种用于吸收冲击的结构桥，该桥由多个按顺序连接起来的水平部件及用于支撑前者的垂直部件组成，利用可缓冲任何冲击波例如地震所造成波动的吸收器来连接该水平部件与垂直部件。
欧洲专利(EP0481146A1)描述了一种用于抵抗地震运动的组合式结构，其包括多个不需要底基而支撑于地面上的组件，且这些组件相互支撑，不需要任何垂直连接件，由此这些组件中的每一个都可相对于相邻的组件以不受限制的方式横向移动。
美国专利(4782913)描述了一种具有声学特性的结构件，该结构件具有格子状或者蜂窝状的核心；该装置可吸收绝大部分的声波，如果适当地构造这种部件，其还可缓冲由地震所导致的震动。
发明内容
所提出的该用于建筑物和类似结构的组合式抗震保护装置在其特定应用领域中无疑是新颖的，因为它将多个将其区别于应用于该目的的其它元件的特定的特征组合到一起。
更具体地说，形成用于建筑物和类似结构的组合式抗震保护装置的部件的每个组件都由两个塑料制成且俯视图为规则六边形的部件构成，并将一旧车胎插入两部件之间；优选利用一材料/消音块连接两由塑料制成的部件，材料块为该由塑料制成的部件提供适当的连接；该材料块还可使容纳在部件内侧的车胎弯曲。
该两个由塑料制成的部件中的其中一个具有穿过其自身的孔，该孔设有一盖，可经由该孔将许多球形部件插入由车胎及由材料块连接起来的两片六边形塑料构成的内部中，该球形部件形成了一种具有水力效应的颗粒状塑料元件。
在本申请中“水力效应”是指通过适当选择构成颗粒状元件的球形部件的特性(包括尺寸、形状、表面特性和弹性等)使得颗粒状塑料元件具有类似流体的特性，即：没有固定形状；可向各个方向施加相同的压强；具有恒定的内部摩擦(模拟流体的粘性)，从而使得该颗粒状塑料元件表现出类似于液体的行为方式。
将上述塑料材料片选择为六边形是因为，采用这种形状，不仅可将车胎所形成的圆形物插入该六边形内，而且可很好地将不同组件按照梅花形，即类似于蜂窝的一种形状，结合到一起。但是，毫无疑问的是，六边形并不是其可采用的唯一形状，该塑料部件也可为三边形，四边形，五边形或者多边形，一般而言，这些部件可具有其它任何数量的边，只要在不同组件被组装后，这些塑料件相互相切并能将车胎置于其内部，由此，当组件感触到地震波所施加的应力作用时，该应力作用通常垂直于其总体平面，由于颗粒状元件的水力效应，车胎就要发生径向变形，由于发生在车胎之间的变形量，该组件缓冲了绝大部分的应力作用。
结果，这些部件将维持在静止状态。但是，如果有地震使得该装置开始动作，显然就将改变这种状态，在这种情况下该装置将缓冲由地震运动所导致的地震波。
附图说明
作为对所作说明的补充且为了易于理解本发明的特征，附上作为该说明一重要部分的一组附图。这些附图本质上是示意性的，而不是限制性的，其表示了将本发明应用于实际的一种最佳方式的示例。
图1表示作为本发明的对象的形成用于建筑物和类似结构的组合式抗震保护装置中部件的组件的侧视图和沿直径的剖视图，处于静止状态(或者“处于不工作状态”)；
图2为图1所示本发明对象的俯视图；
图3为图1和2所示本发明对象处于工作状态的视图；和
图4表示组合式抗震装置的平面图。
本发明由与前三个附图所示组件相类似的组件构成。在开始浇筑混凝土之前，将该抗震装置设置于建筑物的底基部。
具体实施形式
从图4中可见，该用于建筑物和类似结构的组合式抗震保护装置由多个位于同一平面内且相互邻接的组件1构成，该组件1的边相接触，每个组件1都包括两个相同的塑料部件2和2’，优选的是，利用一材料/消音块(silemblock)3使两个塑料部件2和2’相互连接，该材料块3利用两用于部件2和2’的保持装置保持就位。为了将材料块3保持就位，将两个由塑料材料制成的锁紧螺母4和4’插入部件2和2’的中央区域之间的间隙内。
在将部件2和2’连接到一起之前，将通常汽车用的旧车胎5插入该利用材料块3保持就位的部件2和2’之间。将多个球形或者椭圆形塑料部件插入的处于相同位置并将车胎5保持就位的部件2和2’内部空间中；这些球形或者椭圆形塑料部件构成了一种具有水力效应(hydraulic effect)的颗粒状系统。将该球形或者椭圆形塑料部件通过形成于塑料部件2内的一孔7塞入，该孔7配备有用于安全目的的密封盖。
从图4中可见，多个组件1位于同一平面上，且位于将要建造相关建筑物的区域内的地面上。更准确地说，它们位于为底基所挖掘的挖方工程的底部；这就保证了塑料部件2和2’的均匀的六边形布置，并确保它们能理想地相互配合，这样，该组合式布置就具有两层平的、相平行的以及基本上完整(没有破损/中断)的表面，将车胎5插入该两表面之间并相互相切，从而排列成梅花形，且留下具有曲线边的小三角形间隙，这样然后就可将底基板或者基础板10放在这种组合式但连续的表面上；接着再将建筑物结构建造在这些底基板或者基础板10上。
如果发生地震，下塑料板2’所经受的与建筑物的重力方向相反的向上托起运动使得车胎5所包含的颗粒状塑料材料6水平移动，从而使车胎5发生径向变形，如图3中以夸大方式所表示的那样，由此，由于形成该装置部件的不同车胎5彼此相切，这种变形就朝向三角形轮廓内的间隙进行，这些间隙的尺寸足够吸收该变形，从而产生弹性效应，也就是说，所涉及的元件一缓冲完地震波所带来的冲击，就返回至它们在发生地震前原来的位置。

Claims (4)

1.用于建筑物结构的组合式抗震保护装置，用于在地面与建筑物的基础板或者底基板之间形成一种弹性可变形层，其特征在于：所述装置由多个在同一平面上彼此相切的组件(1)组成，每个所述组件(1)都由两个相同的硬塑料材料部件(2)和(2’)构成，一个车胎(5)沿着周边置于塑料材料部件(2)和(2’)之间，从而形成一个可变形的弹性腔，所述弹性腔内充满由塑料材料制成且具有水力效应的颗粒状部件(6)。
2.根据权利要求1所述的用于建筑物结构的组合式抗震保护装置，其特征在于：利用一材料块(3)在中央固定所述硬塑料材料部件(2)。
3.根据权利要求1或2所述的用于建筑物结构的组合式抗震保护装置，其特征在于：在内部和在形状上与所述车胎(5)的侧面相适配的所述硬塑料部件(2)和(2’)借助于锁紧螺母(4和4’)相互连接，所述锁紧螺母(4)和(4’)被隐藏在部件(2)和(2’)的嵌入外表面内，并且两塑料部件中的一个具有一配备有一密封盖的孔(7)，所述孔(7)通向位于所述组件内的所述腔的内部。
4.根据权利要求1或2所述的用于建筑物结构的组合式抗震保护装置，其特征在于：所述两塑料部件中位于顶部的一个部件(2)具有一配备有一密封盖的孔(7)，所述孔(7)通向位于所述组件内的所述腔的内部。
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