CN218952481U - 一种建筑物的主体与基础连接部位抗震腕 - Google Patents

Abstract

一种建筑物的主体与基础连接部位抗震腕，属于建筑工程技术领域，解决地震应力集中区域容易导致建筑物损伤的技术问题，解决方案为：本装置包括上抗震腕、下抗震腕和铰接球，上抗震腕与下抗震腕关于铰接球对称设置，并且上抗震腕与下抗震腕关于铰接球的赤道面错位摆动，上抗震腕与下抗震腕的结构相同，上抗震腕与下抗震腕均包括连接套筒、护环、缓冲环、钢丝绳、托盘固定板和托盘。本实用新型将建筑主体和建筑基础分成两个部分，并在两个部分之间设计一种可以吸收、消除地震冲击力的构件——抗震腕，使建筑设计的刚性结构变为一种类似骨关节功能的柔性结构，将建筑物的主体与基础结合部位由刚性抗震变为柔性抗震。

Description

一种建筑物的主体与基础连接部位抗震腕

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及的是一种建筑物的主体与基础连接部位抗震腕。

背景技术

柱或墙是建筑物荷载受力的主体结构件，柱包括柱基、柱头和柱身三部分，承载着建筑静态与动态的重量，是保证建筑、人身及财物安全的关建所在。地震产生的巨大冲击力，会使建筑加速运动，造成建筑物多维度上下左右移动而发生变形，当集中应力大于建筑承压范围时，建筑结构遭到破坏，失去其安全力学保障，建筑随之倒塌。现有建筑在修建时柱子多采用钢筋混凝土浇筑形成，地震时由于建筑柱结构发生集中应力而变形，对建筑的损害是巨大的。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，解决地震应力集中区域容易导致建筑物损伤的技术问题，本发明提供一种建筑物的主体与基础结合部位抗震腕，在充分考虑建筑结构安全的工作状态下，通过消除地震应力的直接传导消除地震冲击波的破坏力，进而提高建筑物的主体如立柱与基础墙体结合部位和的抗震性能，以解决地震对建筑的安全隐患，改善并优化建筑物的抗震性能。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种建筑物的主体与基础结合部位抗震腕，将建筑主体和建筑基础分成两个部分，并在两个部分之间设计一种可以吸收、消除地震冲击力的构件——抗震腕，使建筑设计的刚性结构变为一种类似骨关节功能的柔性结构，具体如下：它包括上抗震腕、下抗震腕和铰接球，上抗震腕与下抗震腕关于铰接球对称设置，并且上抗震腕与下抗震腕关于铰接球的赤道面错位摆动，铰接球的赤道位置处沿水平方向设置紧固槽，铰接球的表面上设置两组U字形凹槽组，两组凹槽组的开口方向相对设置，并且两组凹槽组相互垂直，每组凹槽组中等间距设置若干凹槽，每组凹槽组中的凹槽相互平行，并且凹槽所在的平面与赤道面相互垂直，凹槽的首尾两端与紧固槽相交；

所述上抗震腕与下抗震腕的结构相同，上抗震腕与下抗震腕均包括连接套筒1、护环、缓冲环、钢丝绳、托盘固定板和托盘，所述缓冲环包括沿水平方向设置的缓冲环一和若干沿竖直方向设置的缓冲环二；

所述托盘设置为圆台形状，托盘相对设置于铰接球的两侧，并且托盘位于U字形凹槽组的开口位置处，托盘靠近铰接球一侧的端面与铰接球球面配合，托盘的心部安装承载垫板，在托盘的边缘并位于凹槽组的正投影位置处设置钢丝绳过孔；

所述托盘固定板设置于托盘的外侧端面位置处，托盘固定板的侧壁上设置燕尾榫，托盘固定板的边缘与钢丝绳过孔相对应的位置处设置固定孔，相邻固定孔的端面之间设置长腰形凹槽；

两根所述钢丝绳分别贯穿每组凹槽组对应的钢丝绳过孔、固定孔与凹槽，即托盘、托盘固定板与铰接球通过钢丝绳柔性连接，每根钢丝绳在空间上形成U字形柔性连接体，箍环将柔性连接体的中部卡装于紧固槽中，两组柔性连接体异面垂直并且开口方向相反，钢丝绳的首尾两端均与托盘固定板固定连接；

所述护环罩设于托盘、托盘固定板与铰接球的外部，护环外壁的一端设置外螺纹，所述连接套筒的一端与建筑物主体部位或者基础部位螺纹连接，连接套筒的另一端与护环螺纹连接，靠近外螺纹一侧护环的内壁上设置燕尾槽，燕尾槽与所述燕尾榫相配合，托盘固定板安装于护环的端面位置处；远离外螺纹一侧护环的端面设置为波浪形状，并且波浪形状的端面上设置限位槽；所述上抗震腕中护环的波峰位置与下抗震腕中护环的波谷位置相对应，上抗震腕中护环的波谷位置与下抗震腕中护环的波峰位置相对应，并且上、下抗震腕的护环之间设置空隙；所述缓冲环一安装于波峰位置处的限位槽中，若干缓冲环二分别安装于波谷位置处的限位槽与缓冲环一之间，在上、下抗震腕之间的空隙处并位于缓冲环的外部设置防尘挡片。

进一步地，所述铰接球的直径为15cm，铰接球上每组所述凹槽组均包括七个相互平行设置的凹槽，相邻凹槽的间距为1.2cm，凹槽的深度为1.5cm，凹槽的宽度为1.2cm。

进一步地，所述承载垫板的厚度为3~5cm。

进一步地，所述连接套筒的侧壁上沿圆周方向设置若干螺纹孔，螺纹孔的直径为5mm，相邻螺纹孔之间的间距为30mm，锚固螺栓贯穿设置于对应的螺纹孔，连接套筒运动至预定位置处后与建筑物主体部位或者基础部通过混凝土浇筑与锚固螺栓固定连接。

进一步地，所述建筑物主体部位或者基础部位包括空心管和端板，端板包括钢板与橡胶垫片，橡胶垫片分别设置于钢板的两端面位置处，钢板焊接于空心管内腔的端部，空心管的内腔中浇筑混凝土。

进一步地，连接相邻所述固定孔之间的钢丝绳卡装于长腰形凹槽中。

进一步地，所述承载垫板与铰接球的接触面设置为球面配合。

进一步地，所述承载垫板包括至少两层，相邻承载垫板的端面之间填充油膜层，油膜层的厚度为3 mm ~5mm。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

1. 建筑物的主体与基础结合部位由刚性抗震变为柔性抗震。通过在建筑柱墙基下部设置抗震腕避震结构节点，可以起到隔绝地震波传导和应力缓冲的作用。通过铰接球与上下抗震腕之间的相互配合，使建筑主体与建筑基础形成两个工作单元，抗震腕将两个工作单元在正常情况下对荷载进行上下传导；当地震发生时，抗震腕在两者之间将吸收多维度应力并消除应力冲击波，阻挡应力上下左右的刚性直接传导效应，抗震腕如同人体骨骼肌关节的受力转化功能一样，促使柱子和墙体上部建筑结构达到相对稳定状态的效果，具有改善结构应力性能、由刚性抗震应力变为柔性抗震应力、发挥吸收地震和消除地震应力的作用。

2.安全性和经济性。本发明与橡胶垫抗震效果相比较，具有更高的防火性，在发生地震等地质灾害时，可以有效减少建筑损害和保障人员安全。同时与传统抗震建筑造价相比，更加经济、材料选择更加广泛，便于对已有建筑物进行二次抗震优化改善。

3.提高工作效率。采用本发明提供的抗震腕建筑柱墙基结构施工简单，便于工业化生产，可以有效提高工作效率和减少人员施工成本，对改善现有建筑抗震和相关抗震需要的设施、设备具有广泛应用价值。

附图说明

图1为本发明外部零件连接套筒、护环、缓冲环以及防尘挡片爆炸图；

图2为图1的零件装配结构示意图省略连接套筒和挡板；

图3为本发明内部零件托盘固定板、承载垫板、托盘、钢丝绳以及铰接球爆炸图；

图4为图3的零件装配结构示意图；

图5为护环俯视结构示意图；

图6为图5中A-A面剖视结构示意图；

图7为护环仰视结构示意图；

图8为托盘固定板、承载垫板与托盘装配剖视结构示意图；

图9为托盘固定板俯视结构示意图；

图10为承载垫板与托盘装配俯视结构示意图；

图11为铰接球仰视结构示意图；

图12为图11中B-B面剖视结构示意图。

图中，1为连接套筒，2为护环，2-1为燕尾槽，2-2为限位槽，3为托盘固定板，3-1为燕尾榫，3-2为固定孔，3-3为长腰形凹槽，4为承载垫板，5为托盘，5-1为钢丝绳过孔，6为钢丝绳，7为铰接球，7-1为紧固槽，7-2为箍环，7-3为凹槽，8为缓冲环一，9为缓冲环二，10为防尘挡片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1至图12所示的一种建筑物的主体与基础连接部位抗震腕，一种建筑物的主体与基础结合部位抗震腕，将建筑主体和建筑基础分成两个部分，并在两个部分之间设计一种可以吸收、消除地震冲击力的构件——抗震腕，使建筑设计的刚性结构变为一种类似骨关节功能的柔性结构，具体如下：它包括上抗震腕、下抗震腕和铰接球7，上抗震腕与下抗震腕关于铰接球7对称设置，并且上抗震腕与下抗震腕关于铰接球7的赤道面错位摆动，铰接球7的赤道位置处沿水平方向设置紧固槽7-1，铰接球7的表面上设置两组U字形凹槽组，两组凹槽组的开口方向相对设置，并且两组凹槽组相互垂直，每组凹槽组中等间距设置若干凹槽7-3，每组凹槽组中的凹槽7-3相互平行，并且凹槽7-3所在的平面与赤道面相互垂直，凹槽7-3的首尾两端与紧固槽7-1相交；

所述上抗震腕与下抗震腕的结构相同，上抗震腕与下抗震腕均包括连接套筒1、护环2、缓冲环、钢丝绳6、托盘固定板3和托盘5，所述缓冲环包括沿水平方向设置的缓冲环一8和若干沿竖直方向设置的缓冲环二9；

所述托盘5设置为圆台形状，托盘5相对设置于铰接球7的两侧，并且托盘5位于U字形凹槽组的开口位置处，托盘5靠近铰接球7一侧的端面与铰接球7球面配合，托盘5的心部安装承载垫板4，在托盘5的边缘并位于凹槽组的正投影位置处设置钢丝绳过孔5-1；

所述托盘固定板3设置于托盘5的外侧端面位置处，托盘固定板3的侧壁上设置燕尾榫3-1，托盘固定板3的边缘与钢丝绳过孔5-1相对应的位置处设置固定孔3-2，相邻固定孔3-2的端面之间设置长腰形凹槽3-3；

两根所述钢丝绳6分别贯穿每组凹槽组对应的钢丝绳过孔5-1、固定孔3-2与凹槽7-3，即托盘5、托盘固定板3与铰接球7通过钢丝绳6柔性连接，每根钢丝绳6在空间上形成U字形柔性连接体，箍环7-2将柔性连接体的中部卡装于紧固槽7-1中，两组柔性连接体异面垂直并且开口方向相反，钢丝绳6的首尾两端均与托盘固定板3固定连接；

所述护环2罩设于托盘5、托盘固定板3与铰接球7的外部，护环2外壁的一端设置外螺纹，所述连接套筒1的一端与建筑物主体部位或者基础部位螺纹连接，连接套筒1的另一端与护环2螺纹连接，靠近外螺纹一侧护环2的内壁上设置燕尾槽2-1，燕尾槽2-1与所述燕尾榫3-1相配合，托盘固定板3安装于护环2的端面位置处；远离外螺纹一侧护环2的端面设置为波浪形状，并且波浪形状的端面上设置限位槽2-2；所述上抗震腕中护环2的波峰位置与下抗震腕中护环2的波谷位置相对应，上抗震腕中护环2的波谷位置与下抗震腕中护环2的波峰位置相对应，并且上、下抗震腕的护环2之间设置空隙；所述缓冲环一8安装于波峰位置处的限位槽2-2中，若干缓冲环二9分别安装于波谷位置处的限位槽2-2与缓冲环一8之间，在上、下抗震腕之间的空隙处并位于缓冲环的外部设置防尘挡片10。

进一步地，所述铰接球7的直径为15cm，铰接球7上每组所述凹槽组均包括七个相互平行设置的凹槽7-3，相邻凹槽7-3的间距为1.2cm，凹槽7-3的深度为1.5cm，凹槽7-3的宽度为1.2cm。

进一步地，所述承载垫板4的厚度为3 cm ~5cm。

进一步地，所述连接套筒1的侧壁上沿圆周方向设置若干螺纹孔，螺纹孔的直径为5mm，相邻螺纹孔之间的间距为30mm，锚固螺栓贯穿设置于对应的螺纹孔，连接套筒1运动至预定位置处后与建筑物主体部位或者基础部通过混凝土浇筑与锚固螺栓固定连接。

进一步地，所述建筑物主体部位或者基础部位包括空心管和端板，端板包括钢板与橡胶垫片，橡胶垫片分别设置于钢板的两端面位置处，钢板焊接于空心管内腔的端部，空心管的内腔中浇筑混凝土。

进一步地，连接相邻所述固定孔3-2之间的钢丝绳6卡装于长腰形凹槽3-3中。

进一步地，所述承载垫板4与铰接球7的接触面设置为球面配合。

进一步地，所述承载垫板4包括至少两层，相邻承载垫板4的端面之间填充油膜层，油膜层的厚度为3 mm ~5mm。

本实施方式中建筑柱基抗震腕制作方法包括如下步骤：

首先，根据建筑柱墙基直径确定建筑柱基抗震避震腕的组合数量与尺寸，将连接套筒1与建筑物主体部位或者基础部通过混凝土浇筑，并通过锚固螺栓固定连接；

其次，组装内部零件——托盘固定板3、承载垫板4、托盘5、钢丝绳6以及铰接球7、箍环7-2：

铰接球7的上下两侧分别放置托盘5，在托盘5的心部放置承载垫板4，在托盘5的外端面处放置托盘固定板3，并且钢丝绳过孔5-1、固定孔3-2与凹槽7-3同轴设置；两根钢丝绳6分别贯穿铰接球7上每组凹槽组对应的钢丝绳过孔5-1、固定孔3-2与凹槽7-3，使托盘固定板3、托盘5与铰接球7通过钢丝绳6柔性连接，形成以球形体为中心的双向多维度拉动力，每根钢丝绳6在空间上形成U字形柔性连接体，箍环7-2将柔性连接体的中部卡装于紧固槽7-1中，两组柔性连接体异面垂直并且开口方向相反，钢丝绳6的首尾两端均与托盘固定板3固定连接；

再次，组装外部零件——护环2、缓冲环以及防尘挡片10：

将上抗震腕中护环2的波峰位置与下抗震腕中护环2的波谷位置相对应，上抗震腕中护环2的波谷位置与下抗震腕中护环2的波峰位置相对应，并且上、下抗震腕的护环2之间设置空隙；护环2与托盘固定板3通过燕尾槽2-1与燕尾榫3-1固定连接，水平缓冲环8安装于波峰位置处的限位槽2-2的中，若干竖直缓冲环9分别安装于波谷位置处的限位槽2-2与缓冲环一8之间，缓冲环8一与缓冲环二9对铰接球7进行限位；在上、下抗震腕之间的空隙处并位于缓冲环的外部设置防尘挡片10；

最后，将连接套筒1与护环2通过螺纹连接，建筑物的主体与基础结合部位通过抗震腕柔性连接，主体建筑固定件可将上部荷载通过钢结构预埋件的约束形成刚性应力集中，并与抗震腕形成受力传导，抗震腕将荷载继续传导至建筑基础。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种建筑物的主体与基础连接部位抗震腕，其特征在于：它包括上抗震腕、下抗震腕和铰接球（7），上抗震腕与下抗震腕关于铰接球（7）对称设置，并且上抗震腕与下抗震腕关于铰接球（7）的赤道面错位摆动，铰接球（7）的赤道位置处沿水平方向设置紧固槽（7-1），铰接球（7）的表面上设置两组U字形凹槽组，两组凹槽组的开口方向相对设置，并且两组凹槽组相互垂直，每组凹槽组中等间距设置若干凹槽（7-3），每组凹槽组中的凹槽（7-3）相互平行，并且凹槽（7-3）所在的平面与赤道面相互垂直，凹槽（7-3）的首尾两端与紧固槽（7-1）相交；

所述上抗震腕与下抗震腕的结构相同，上抗震腕与下抗震腕均包括连接套筒（1）、护环（2）、缓冲环、钢丝绳（6）、托盘固定板（3）和托盘（5），所述缓冲环包括沿水平方向设置的缓冲环一（8）和若干沿竖直方向设置的缓冲环二（9）；

所述托盘（5）设置为圆台形状，托盘（5）相对设置于铰接球（7）的两侧，并且托盘（5）位于U字形凹槽组的开口位置处，托盘（5）靠近铰接球（7）一侧的端面与铰接球（7）球面配合，托盘（5）的心部安装承载垫板（4），在托盘（5）的边缘并位于凹槽组的正投影位置处设置钢丝绳过孔（5-1）；

所述托盘固定板（3）设置于托盘（5）的外侧端面位置处，托盘固定板（3）的侧壁上设置燕尾榫（3-1），托盘固定板（3）的边缘与钢丝绳过孔（5-1）相对应的位置处设置固定孔（3-2），相邻固定孔（3-2）的端面之间设置长腰形凹槽（3-3）；

两根所述钢丝绳（6）分别贯穿每组凹槽组对应的钢丝绳过孔（5-1）、固定孔（3-2）与凹槽（7-3），即托盘（5）、托盘固定板（3）与铰接球（7）通过钢丝绳（6）柔性连接，每根钢丝绳（6）在空间上形成U字形柔性连接体，箍环（7-2）将柔性连接体的中部卡装于紧固槽（7-1）中，两组柔性连接体异面垂直并且开口方向相反，钢丝绳（6）的首尾两端均与托盘固定板（3）固定连接；

所述护环（2）罩设于托盘（5）、托盘固定板（3）与铰接球（7）的外部，护环（2）外壁的一端设置外螺纹，所述连接套筒（1）的一端与建筑物主体部位或者基础部位螺纹连接，连接套筒（1）的另一端与护环（2）螺纹连接，靠近外螺纹一侧护环（2）的内壁上设置燕尾槽（2-1），燕尾槽（2-1）与所述燕尾榫（3-1）相配合，托盘固定板（3）安装于护环（2）的端面位置处；远离外螺纹一侧护环（2）的端面设置为波浪形状，并且波浪形状的端面上设置限位槽（2-2）；所述上抗震腕中护环（2）的波峰位置与下抗震腕中护环（2）的波谷位置相对应，上抗震腕中护环（2）的波谷位置与下抗震腕中护环（2）的波峰位置相对应，并且上、下抗震腕的护环（2）之间设置空隙；所述缓冲环一（8）安装于波峰位置处的限位槽（2-2）中，若干缓冲环二（9）分别安装于波谷位置处的限位槽（2-2）与缓冲环一（8）之间，在上、下抗震腕之间的空隙处并位于缓冲环的外部设置防尘挡片（10）。

2.根据权利要求1所述的一种建筑物的主体与基础连接部位抗震腕，其特征在于：所述铰接球（7）的直径为15cm，铰接球（7）上每组所述凹槽组均包括七个相互平行设置的凹槽（7-3），相邻凹槽（7-3）的间距为1.2cm，凹槽（7-3）的深度为1.5cm，凹槽（7-3）的宽度为1.2cm。

3.根据权利要求1所述的一种建筑物的主体与基础连接部位抗震腕，其特征在于：所述承载垫板（4）的厚度为3~5cm。

4.根据权利要求1所述的一种建筑物的主体与基础连接部位抗震腕，其特征在于：所述连接套筒（1）的侧壁上沿圆周方向设置若干螺纹孔，螺纹孔的直径为5mm，相邻螺纹孔之间的间距为30mm，锚固螺栓贯穿设置于对应的螺纹孔，连接套筒（1）运动至预定位置处后与建筑物主体部位或者基础部通过混凝土浇筑与锚固螺栓固定连接。

5.根据权利要求1或4所述的一种建筑物的主体与基础连接部位抗震腕，其特征在于：所述建筑物主体部位或者基础部位包括空心管和端板，端板包括钢板与橡胶垫片，橡胶垫片分别设置于钢板的两端面位置处，钢板焊接于空心管内腔的端部，空心管的内腔中浇筑混凝土。

6.根据权利要求1所述的一种建筑物的主体与基础连接部位抗震腕，其特征在于：连接相邻所述固定孔（3-2）之间的钢丝绳（6）卡装于长腰形凹槽（3-3）中。

7.根据权利要求1所述的一种建筑物的主体与基础连接部位抗震腕，其特征在于：所述承载垫板（4）与铰接球（7）的接触面设置为球面配合。

8.根据权利要求1或7所述的一种建筑物的主体与基础连接部位抗震腕，其特征在于：所述承载垫板（4）包括至少两层，相邻承载垫板（4）的端面之间填充油膜层，油膜层的厚度为3 mm ~5mm。

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