CN202430749U

CN202430749U - 一种建筑结构抗震用弹性筒

Info

Publication number: CN202430749U
Application number: CN2011203533194U
Authority: CN
Inventors: 朱先玉; 洪俊青; 朱远平; 李卫忠; 杨翔虎; 包华
Original assignee: ZHENJIANG SIJIAN CONSTRUCTION CO Ltd; Nantong University
Current assignee: ZHENJIANG SIJIAN CONSTRUCTION CO Ltd; Nantong University
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2021-09-21

Abstract

本实用新型公开了一种建筑结构抗震用弹性筒，它是塑料或纤维增强复合材料弹性筒，筒体的两端封闭，可在重要建（构）筑物的基础四周紧密排列竖直弹性筒，也可紧密排列水平弹性筒，也可在基础底部紧密排列竖直的底部弹性筒，调整好这些弹性筒的硬度和弹性，地震发生时，地震表面波将被这些弹性筒分散成小的振动并绕过建筑物，从而使建筑物免遭破坏。弹性筒内也可填充固体耗能材料或填充液体，用以耗散部分地震能量。本实用新型建筑结构抗震用弹性筒削减地震作用能力强，施工方便。

Description

一种建筑结构抗震用弹性筒

技术领域

本实用新型涉及建筑工程领域一种建筑结构抗震用弹性筒，设置于重要建（构）筑物的基础四周和底部，主要用于分散、转移和隔离地震波，从而保护建（构）筑物在地震荷载作用下免遭破坏。

背景技术

近几十年以来，减轻地震荷载对建（构）筑物影响和破坏一直是国内外学术界、工程界研究的热点问题。目前在工程界普遍使用的抗震方法是通过增加结构中构件强度来减轻地震对结构的损坏程度，这种方法不但大大增加建筑的断面和材料用量，不利于设计和施工，而且对地震的适应性不强，因此单独采用这种抗震方法来消除或减小地震灾害是不够的。而当前也出现了延长建筑结构自振周期和增加结构的阻尼这两种新方式来减小结构的地震反应，即在建筑物底部设置橡胶隔震支座来延长结构的周期，从而隔离地震作用；也有采用消能减震等技术，在结构框架上设置粘滞阻尼器、耗能屈曲支撑、粘滞阻尼墙等耗能构件以部分耗散地震、风荷载等能量，从而保护主体结构不受破坏。但是橡胶隔震支座以及各类阻尼耗能元件均为结构附属构件，一旦在地震前损坏或地震中瞬时失效，则难以达到预先设计的抗震耗能作用。同时地震发生时，采用隔震和消能减震技术的建筑结构自身还是要承受较大的地震力，会给建（构）筑物自身带来较大的结构损伤。因此如何让重要建（构）筑物与地震波相隔离，使结构免遭地震作用的破坏成为亟需解决的问题。

地震波按传播方式分为三种类型：纵波、横波和表面波。纵波是推进波，地壳中传播速度为5.5~7千米/秒，最先到达震中，又称P波，它使地面发生上下振动，破坏性较弱。横波是剪切波，在地壳中的传播速度为3.2~4.0千米/秒，第二个到达震中，又称S波，它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强。表面波又称L波，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波。其波长大、频率低、振幅强，只能沿地表面传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素，即是对地面建筑危害最大的地震波，因此若能有效隔离表面波，即能有效保护重要建（构）筑物。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有建（构）筑物结构抗震存在的问题，开发一种建筑结构抗震用弹性筒，设置于重要建（构）筑物的基础四周和底部，调整好这些弹性筒的硬度和弹性，地震发生时，表面波将被这些弹性筒分散成小的振动并绕过建筑物，从而使建筑物免遭破坏。

本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

一种建筑结构抗震用弹性筒，两端封闭的塑料筒，或两端封闭的纤维增强复合材料弹性筒，或两端封闭的复合材料夹砂筒或轻木夹芯复合材料筒。

竖直弹性筒1、水平弹性筒2和底部弹性筒3的横断面可以为圆形，参见图3a；也可以为六边形，参见图3b。

竖直弹性筒1、水平弹性筒2和底部弹性筒3可以为空心，也可以填充固体耗能材料4，如泡沫砂，参见图4a；也可以填充液体5，如水，参见图4b，若填充水等液体时，可以灌满增加筒体的刚度，也可以不灌满，利用液体的晃动耗能。

所述的竖直弹性筒1为两端封闭的塑料筒、纤维增强复合材料弹性筒、复合材料夹砂筒、轻木夹芯复合材料筒的一种。

所述的水平弹性筒2为两端封闭的塑料筒、纤维增强复合材料弹性筒、复合材料夹砂筒、轻木夹芯复合材料筒的一种。

所述的底部弹性筒3为两端封闭的塑料筒、纤维增强复合材料弹性筒、复合材料夹砂筒、轻木夹芯复合材料筒的一种。

所述的固体耗能材料4为泡沫砂、砂、泡沫混凝土、聚氨酯泡沫、聚苯泡沫、橡胶粒、聚氨酯弹性体的一种，可以灌满，也可以不灌满。

所述的填充液体5为水、粘滞油的一种，可以灌满，也可以不灌满。

使用时，多个四周竖直弹性筒1紧密排列于重要建（构）筑物的基础四周用于分散水平地震荷载，参见图1a，竖直弹性筒1为筒体竖直布置，参见图2a；也可设置四周水平弹性筒2紧密排列于基础四周，弹性筒若水平放置的话，则具有较高的抗地基土水平侧力的能力，参见图1b，水平弹性筒2为筒体水平布置，参见图2b；也可在重要建（构）筑物的基础底部紧密设置底部弹性筒3用于分散竖直地震荷载，参见图1c，底部弹性筒3采用竖直布置，参见图2a，具有较高的竖向承载能力；也可同时紧密设置四周弹性筒和底部弹性筒，同时分散水平和竖直地震荷载，参见图1d。

本实用新型相比现有技术有如下优点：

1、本实用新型采用在建（构）筑物地基周围设置刚度和硬度合理的弹性筒，可以让地震表面波绕行，有效保护建（构）筑物不受地震损坏。

2、本实用新型结构简单，施工方便，成本低，耐久性好，安装维护方便。

3、本实用新型不需要增加结构尺寸，也不需要在建筑结构中额外设置隔震橡胶支座、阻尼器等耗能元器件，而是在建（构）筑物周围设置弹性筒，抗震可靠性强。

4、本实用新型可设计性强，可根据建（构）筑物所处场地，确定地震波特性，设计弹性筒的刚度和硬度，调整弹性筒的直径、壁厚、刚度、硬度以及排列方式。

5、本实用新型不仅可以利用弹性筒分散地震表面波，让其绕行，也可利用弹性筒内填充的固体耗能材料或液体，耗散地震能量，从而达到最大幅度削减地震作用的目的。

附图说明

附图1为本实用新型的抗震用弹性筒布置示意图之一，为在重要建（构）筑物的基础四周紧密排列竖直弹性筒示意图；

附图2为本实用新型的抗震用弹性筒布置示意图之二，为在重要建（构）筑物的基础四周紧密排列水平弹性筒示意图；

附图3为本实用新型的抗震用弹性筒布置示意图之三，为在重要建（构）筑物的基础底部紧密排列竖直弹性筒示意图；

附图4为本实用新型的抗震用弹性筒布置示意图之四，为在重要建（构）筑物的基础四周和底部均紧密排列弹性筒示意图；

附图5为本实用新型的弹性筒竖直和水平布置方式示意图之一，为多个弹性筒竖直紧密排列示意图；

附图6为本实用新型的弹性筒竖直和水平布置方式示意图之二，为多个弹性筒水平紧密排列示意图；

附图7为本实用新型的弹性筒横截面形式示意图之一，为多个圆形截面弹性筒紧密排列示意图；

附图8为本实用新型的弹性筒横截面形式示意图之二，为多个六边形截面弹性筒紧密排列示意图；

附图9为本实用新型的弹性筒填充材料示意图之一，为弹性筒内填充固体耗能材料示意图。

附图10为本实用新型的弹性筒填充材料示意图之二，为弹性筒内填充液体示意图。

其中：1—竖直弹性筒；2—水平弹性筒；3—底部弹性筒；4—固体耗能材料；5—填充液体；6-地面；7-基础；8-地震波

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地说明：

实施例1

本实用新型的建筑结构抗震用弹性筒，如图1所示。在某重要建（构）筑物的基础四周紧密竖直排列直径1m圆形截面的聚丙烯塑料弹性筒1，弹性筒壁厚为2cm，长5m，建（构）筑物基础的每周各排列3排，弹性筒内填充三分之二体积的水5，当地震发生时，竖直弹性筒将地震表面波打散，使其绕过建筑物，而未被打散的地震波引起弹性筒内水的晃动，可耗散掉部分地震能量。

实施例2

本实用新型的建筑结构抗震用弹性筒，如图2所示。在某重要建（构）筑物的基础四周紧密水平排列直径1.5m圆形截面的玻璃纤维增强复合材料弹性筒2，弹性筒壁厚为3cm，长3m，建（构）筑物基础的每周各叠置6排，弹性筒内填充聚苯颗粒与沙的混合料4，当地震发生时，水平弹性筒将地震表面波打散，使其绕过建筑物，而未被打散的地震波引起弹性筒内泡沫砂的摩擦，可耗散掉部分地震能量。

实施例3

本实用新型的建筑结构抗震用弹性筒，如图4所示。在某重要建（构）筑物的基础四周紧密竖直排列直径1.5m六边形截面的聚乙烯塑料空心弹性筒1，弹性筒壁厚为3cm，长6m，建（构）筑物基础的每周各排列4排，弹性筒内填充聚氨酯泡沫4，同时在建（构）筑物基础底部紧密竖直排列直径1m圆形截面的碳纤维增强复合材料弹性筒3，弹性筒内填充粘滞油5。

本实用新型的建筑结构抗震用弹性筒采用挤出或缠绕工艺制备，具体流程如下：

a．在工厂里采用缠绕成型工艺制备纤维增强复合材料筒，或采用螺旋杆挤出机制备聚丙烯塑料筒；

b.若采用缠绕工艺，则在缠绕前手糊一块复合材料底盖，然后将底盖固定在模具上，缠绕形成带有底盖的筒；若采用螺旋杆挤出工艺，则可将圆形塑料底盖焊接在塑料筒上；

c.往筒内填充固体耗能材料或液体，然后将弹性筒的顶盖密封；

d．可在建（构）筑物施工前，将弹性筒布置于建筑四周或底部，根据设计方式和抗震计算进行弹性筒的排列布置；

e．当弹性筒排列完成之后，再进行建（构）筑物的施工。

所述内容仅为本实用新型构思下的基本说明，而依据本实用新型的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种建筑结构抗震用弹性筒，其特征在于：所述建筑结构抗震用弹性筒是两端封闭的塑料筒，或两端封闭的纤维增强复合材料弹性筒，或两端封闭的复合材料夹砂筒或轻木夹芯复合材料筒。

2.根据权利要求1所述的建筑结构抗震用弹性筒，其特征在于弹性筒的横断面为圆形或六边形或八边形。

3.根据权利要求1所述的建筑结构抗震用弹性筒，其特征在于弹性筒是空心的。

4.根据权利要求1所述的建筑结构抗震用弹性筒，其特征在于弹性筒填充固体耗能材料（4）和液体（5）。

5.根据权利要求1或4所述的建筑结构抗震用弹性筒，其特征在于弹性筒填充的固体耗能材料（4）和液体（5）可以灌满弹性筒，也可以部分填灌。

6.根据权利要求1或4所述的建筑结构抗震用弹性筒，其特征在于弹性筒填充的固体耗能材料（4）为泡沫砂、砂、泡沫混凝土、聚氨酯泡沫、聚苯泡沫、橡胶粒、聚氨酯弹性体的一种。

7.根据权利要求1或4所述的建筑结构抗震用弹性筒，其特征在于填充液体（5）为水、粘滞油的一种。