CN204059649U - 一种三维隔震墩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三维隔震墩，包括上墩块、下墩块、隔震单元，所述下墩块主要由中间槽和两侧护板组成，所述上墩块、下墩块采用钢筋混凝土块制成，所述上墩块和下墩块之间设置有水平缝隙，所述隔震单元由圆柱螺旋压缩弹簧、上部钢筋和下部钢筋组成，所述圆柱螺旋压缩弹簧两端分别与上部钢筋、下部钢筋固定连接，所述上部钢筋另一端与上墩块固定连接，所述下部钢筋另一端与下墩块固定连接，所述圆柱螺旋压缩弹簧设置于中间槽内。本实用新型同时具有三向适宜刚度和阻尼性能，能同时减小水平地震作用及竖向地震作用，本实用新型制作工艺简捷、取材容易、材料价格低廉，易实现标准化和工厂化生产，质量容易保证。

Description

一种三维隔震墩

技术领域

本实用新型涉及土木工程防震减灾技术领域，具体涉及一种三维隔震墩。

背景技术

隔震技术能有效地吸收地震能量，减少结构受到的地震作用力，从而消除或减轻结构的震害导致的经济损失和人员伤亡，提高建筑物的抗震能力。目前隔震技术的研究已取得丰硕的成果，但这些成果大部分集中在水平地震作用研究而忽略竖向地震作用。然而大量的实际地震记录和建筑物震害情况表明竖向地震作用对结构的影响是不容忽视的，特别是在震中附近的区域。目前已经应用于工程实际的隔震支座仅限于水平隔震且价格昂贵，不适合在广大农村推广，同时申请人实用新型的U型钢片、十字钢筋结构隔震墩还不能满足实用要求。因此，急需一种能够同时隔离水平地震作用和竖向地震作用并且构造实用简捷、隔震效果好、价格低廉的三维隔震支座。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有隔震墩技术的不足，而提供了一种能够同时隔离水平地震作用和竖向地震作用并且构造实用简捷、隔震效果好、价格低廉的、适合在广大村镇地区推广的三维隔震墩。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种三维隔震墩，包括上墩块、下墩块、隔震单元，所述下墩块主要由中间槽和两侧护板组成，所述上墩块、下墩块采用钢筋混凝土块制成，所述上墩块和下墩块之间设置有水平缝隙，所述隔震单元由圆柱螺旋压缩弹簧、上部钢筋和下部钢筋组成，所述圆柱螺旋压缩弹簧两端分别与上部钢筋、下部钢筋固定连接，所述上部钢筋另一端与上墩块固定连接，所述下部钢筋另一端与下墩块固定连接，所述圆柱螺旋压缩弹簧设置于中间槽内，所述隔震单元在中间槽内等间距设置有若干个。所述中间槽和水平缝隙内均设置有防锈材料以及阻尼材料。

进一步，所述隔震单元在中间槽内等间距设置有3-10个，所述隔震单元数量由设计计算确定。

本实用新型所采用的技术方案具有以下有益效果：

1.本实用新型同时具有三向适宜刚度和阻尼性能，能同时减小水平地震作用及竖向地震作用，适合于在地震烈度大的震中区或距离岩层断裂带10公里以内的地区的砌体结构或砼结构房屋减震使用。

2.本实用新型隔震单元中的圆柱螺旋压缩弹簧竖向隔震件相比现有的U型钢片，十字钢筋等，具有显著的弹性变形能力，且可以满足承载能力，减震效果得到很大改善。

3.本实用新型使得处于强烈地震震中区的砌体或砼房屋建筑抗倒塌能力增强，即使在罕遇地震作用下隔震单元屈服，上部结构仍可以坐落在下墩块两侧的护板上，有效避免上部结构倒塌。

4.本实用新型制作工艺简捷、取材容易、材料价格低廉，易实现标准化和工厂化生产，质量容易保证。施工简便，便于大规模应用，具有重大的经济和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型下墩块横向剖面图；

图2为本实用新型侧向剖面图；

图3为本实用新型正向剖面图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，一种三维隔震墩，包括上墩块1、下墩块2、隔震单元3，所述下墩块2主要由中间槽4和两侧护板5组成，所述上墩块1、下墩块2采用钢筋混凝土块制成，所述上墩块1和下墩块2之间设置有水平缝隙6，所述隔震单元3由圆柱螺旋压缩弹簧8、上部钢筋7和下部钢筋9组成，所述圆柱螺旋压缩弹簧8两端分别与上部钢筋7、下部钢筋9固定连接，所述上部钢筋7另一端与上墩块1固定连接，所述下部钢筋9另一端与下墩块2固定连接，所述圆柱螺旋压缩弹簧8设置于中间槽4内，所述隔震单元3在中间槽4内等间距设置有3个，所述中间槽4和水平缝隙6内均设置有防锈材料以及阻尼材料，可以有效防止隔震单元3锈蚀，同时还可以起到一定的阻尼作用。

本实用新型产品在使用过程中，隔震墩置放于基础顶面，上部结构坐落于上墩块1之上。地震时，上墩块1相对于下墩块2和两侧护板5作上下及水平运动，由于隔震单元3采用上部钢筋7、下部钢筋9和圆柱螺旋压缩弹簧8组合结构，具有同时有效隔离水平与竖向地震作用的效果，同时隔震单元3利用圆柱螺旋压缩弹簧8具有的弹性恢复力，可以使三维隔震墩在地震作用结束后恢复到初始位置或接近初始位置附近。在罕遇地震作用下，上部结构在隔震单元屈服后落在下墩块两侧的护板上继续滑移震动，防止上部结构倒塌。本实用新型还可通过控制隔震件的材质、尺寸，可以调节三维隔震墩的刚度从而达到同时有效隔离水平与竖向地震作用的效果，使得上墩块1的震动加速度降低，从而使得上部结构所受到的力大大减小，达到隔震效果。

实施例1

试验质量块M＝2500KG，采用4个隔震墩支撑上部质量块，每个隔震墩放置3个隔震单元，水平隔震钢筋根数n＝4×3＝12根。

隔震墩参数：

试验用弹簧采用中径D＝40mm，丝径d＝8mm，有效圈数n＝16，自由高度H＝200mm的普通圆柱螺旋压缩弹簧，单根弹簧极限工作荷载p＝2626.2N，弹簧刚度k＝39.5N/mm，极限荷载压缩量h＝66mm，试验弹簧压缩量h’＝55mm。

试验用水平隔震钢筋为HRB400热轧带肋钢筋，f_y＝360N/mm²,钢筋直径d＝8mm,计算高度h＝360mm。

试验混凝土强度等级为C40。

弹簧总刚度K如下：

K＝nk＝12×39.5＝474kN/m  (1)

隔震墩竖向减震系数的计算式如下所示：

$\mathrm{\β}=\frac{\mathrm{\α}}{{\mathrm{\α}}_{\max }}---\left(2\right)$

式中，α为竖向地震影响系数，α为竖向地震影响系数最大值，一般竖向减震系数β值越小，减震效果越明显，(0＜β＜1﹚。

一类场地： $\mathrm{\α}=\frac{0.2{\mathrm{\α}}_{\mathrm{Max}}}{T}=\frac{0.2\×0.115}{0.504}=0.045$

竖向减震系数: ${\mathrm{\β}}_v=\frac{\mathrm{\α}}{{\mathrm{\α}}_{\mathrm{Max}}}=\frac{0.045}{0.115}=0.39$

目前公开的对竖向隔震的研究，竖向隔震构件主要采用U型钢片或十字架钢筋，减震系数一般为0.8以上，减震效果不明显，且生产U型钢片的材料要求苛刻，工艺复杂，从上述实施例可知，采用圆柱螺旋压缩弹簧作为竖向隔震件的隔震单元，其竖向减震系数β一般可达0.5以下，从减弱地震作用看，可以把地震烈度减低一度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种三维隔震墩，包括上墩块(1)、下墩块(2)、隔震单元(3)，所述下墩块(2)主要由中间槽(4)和两侧护板(5)组成，所述上墩块(1)和下墩块(2)之间设置有水平缝隙(6)，其特征在于：所述隔震单元(3)由圆柱螺旋压缩弹簧(8)、上部钢筋(7)、和下部钢筋(9)组成，所述圆柱螺旋压缩弹簧(8)两端分别与上部钢筋(7)、下部钢筋(9)固定连接，所述上部钢筋(7)另一端与上墩块(1)固定连接，所述下部钢筋(9)另一端与下墩块(2)固定连接，所述圆柱螺旋压缩弹簧(8)设置于中间槽(4)内。

2.根据权利要求1所述的三维隔震墩，其特征在于：所述隔震单元(3)在中间槽(4)内等间距设置有若干个。

3.根据权利要求2所述的三维隔震墩，其特征在于：所述隔震单元(3)设置为3-10个。

4.根据权利要求1所述的三维隔震墩，其特征在于：所述中间槽(4)和水平缝隙(6)内均设置有防锈材料以及阻尼材料。

5.根据权利要求1所述的三维隔震墩，其特征在于：所述上墩块(1)和下墩块(2)均为钢筋混凝土块。