CN101936038A - 一种用于建筑物基础结构的隔震减震支座 - Google Patents

一种用于建筑物基础结构的隔震减震支座 Download PDF

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Abstract

一种用于建筑物基础结构的隔震减震支座，包括座体，其特征在于：所述座体是橡胶空心座体，其内腔充填有气体或液体。一种改进是所述座体外形成直平行六面体结构，其内腔设有左右两个腔室，两个腔室之间设有扁平状气液通道，还包括一个气液灌注嘴。另一种改进是所述空心座体的腰部设有一条环状减震槽。还有一种改进是所述空心座体的内腔由多孔耐高压橡胶材料充填制成。本发明产品安装于上部建筑与下部基础之间，隔震减震效果优良，它将现有实心橡胶隔震垫的受压缩的受力形式转变为剪切形式，水平方向有更大的柔性，在保证足够的竖向承载力的同时可承受一定的竖向位移，具备一定的隔离竖向地震波的能力。

Description

一种用于建筑物基础结构的隔震减震支座
技术领域
本发明涉及一种用于建筑物基础结构的隔震减震支座，尤其是一种用于普通低层多层建筑物(如村镇房屋)的底部与基础之间的隔震减震支座。
背景技术
地震给人类生命财产带来极大的危害，设计修建防震、减震性能优良的建筑是人类面临的一个重要课题。传统抗震设计思路是尽量加固建筑物结构，将建筑物基础和上部结构设计为不可分割的刚体，这种设计不能抵抗水平剪切破坏力，水平剪切力将导致整个建筑物倾斜和倒塌。现有隔震技术是在建筑物底部设置水平柔性的隔震装置，达到软化结构、降低刚度的目的，从而延长结构的自震周期，减少结构的地震反应。这类隔震装置主要有叠层橡胶垫隔震器和钢珠盘隔震器等结构方式，叠层橡胶垫应用最多。小地震时，隔震装置使建筑物基本保持不动，中大地震时，隔震***产生水平变形，吸收地震能量，发挥隔震、降震作用。这类隔震装置的缺点是：材料要求高，成本高，制作工艺复杂，只适于隔离水平地震波，不适于隔离竖向地震波。生产中急需开发一种经济、高效的适于普通低层多层建筑尤其是村镇房屋采用的隔震材料。
发明内容
本发明要解决的问题在于提供一种用于建筑物基础结构的隔震减震支座，适于普通低层多层建筑尤其是村镇房屋采用，不仅可有效抵抗地表任意方向的水平剪切力，还有隔离竖向地震力的效果，其生产成本低，适应范围广。
本发明采用如下技术方案：包括座体，其特征在于：所述座体是橡胶空心座体，所述空心座体的内腔充填有气体或液体。其原理是：经过设计计算，制成的能够承受足够压力的充满气体或液态的座体，这种座体是一个可减震消能的气囊或液囊，其作用类似于气垫或液垫。这种座体安装于上部建筑与下部基础之间构成隔震层，它将现有实心橡胶隔震垫的受压缩受力形式转变为剪切形式，水平方向有更大的柔性，可承受更大的横向位移量，在保证足够的竖向承载力的同时也可承受一定的竖向位移，所以它还具备一定的隔离竖向地震波的能力。
一种改进是所述座体外形成直平行六面体结构，其内腔设有左右两个腔室，两个腔室之间设有扁平状气液通道，还包括设于座体上的一个气液灌注嘴。这种砖形结构的橡胶座体，设置于上部建筑的防震圈梁底部与下部基础的顶面之间，构成具有结构变形能力的隔震层。较小的竖向地震波作用时，座体竖向受压，顶面到底面的间距可瞬间在一定幅度内变短，随着竖向地震波消失，在橡胶弹力作用下座体可自动复位，所以可承受一定的竖向位移，达到隔离较小地震竖向地震波的目的；较大的竖向地震波作用时，扁平状气液通道闭合，座体中部构成一个有足够竖向承载力的橡胶支柱，两个腔室成独立腔室，地震波消失时，建筑物整体以轻微摇摆的方式消减地震能量至零，而建筑物结构不受破坏，橡胶座体也逐步回复至初始位置；水平地震波传来时，座体内的两个不同的腔室的气体或液体，根据两侧不同的受压状况，可通过扁平状气液通道流通交流，这一过程中，地震能量被大部分隔离，随着横波的消失，在橡胶回复力作用下座体自动复位。由于座体具有隔离各个方向地震波的能力，建筑物整体具有抗击较大地震波冲击的韧性和弹性。
另一种改进是所述座体外形成圆柱体结构，座体上设有一个气液灌注嘴。圆柱体结构结构对称性好，其受力均衡，可有效抵抗地表任意方向的水平剪切力。
还有一种改进是所述空心座体前后左右四壁的腰部设有一条环状减震槽。设置减震槽结构，地震力导致腔室受压状态变化时，减震槽可向外凸出变形，从而增加座体的变形能力，变形能力越强隔震能力越强。较小竖向地震波作用时，顶面到底面间距瞬间变短，砖的腰部四周的减震槽受挤压向外凸出；较大竖向地震波作用使扁平状气液通道闭合时，两个腔室成独立腔室，腰部四周的减震槽受挤压向外凸出；水平地震波传来时，两个腔室的气体或液体，根据两侧不同的受压状况，可通过扁平状气液通道流通交流，流入端的腔室一侧的减震槽向外凸出。
进一步的改进是所述座体是橡胶充气空心座体，所述气液灌注嘴是气门芯。橡胶充气空心座体结构，犹如一个橡胶空气弹簧，对于水平和垂直地震力的减震隔震效果显著。
一种用于建筑物基础结构的隔震减震支座，包括座体，所述座体是橡胶空心座体，所述空心座体的内腔由多孔耐高压橡胶材料充填制成。
本发明安装施工步骤如下：首先做好抗震圈梁之下的基础，在基础的顶面用工字钢或槽钢做成嵌入基础的框架式下安装槽；第二步是在下安装槽内置入橡胶座体，然后在橡胶座体顶部套入对应的上安装槽；第三步：在上安装槽上方构筑防震圈梁；再依次完成上部建筑物整体。工字钢或槽钢的两翼部分对安装于其间的橡胶座体具有横向约束作用，这种约束作用不仅不影响减震，反而会保护橡胶座体，增强减震能力。
本发明结构简单，造价低，经济实用，安装方便，它将现有实心橡胶隔震垫的受压缩受力形式转变为剪切形式，水平方向有更大的柔性，在保证足够的竖向承载力的同时可承受一定的竖向位移，具备一定的隔离竖向地震波的能力，还具有自动复位功能。
图例说明
图1是本发明一种实施例立体结构示意图。
图2是图1的A-A剖视结构示意图。
图3是图1的B-B剖视结构示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示，本发明一种实施例包括座体1，所述座体1是橡胶空心座体，所述空心座体的内腔充填有气体或液体。其原理是：经过设计计算，制成的能够承受足够压力的充满气体或液态的座体1，是一个可减震消能的气囊或液囊，其作用类似于气垫或液垫。这种座体1安装于上部建筑与下部基础之间构成隔震层，它将现有实心橡胶隔震垫的受压缩受力形式转变为剪切形式，水平方向有更大的柔性，可承受更大的横向位移量，在保证足够的竖向承载力的同时也可承受一定的竖向位移，所以它还具备一定的隔离竖向地震波的能力。
如图1至图3所示，一种改进是所述座体1外形成直平行六面体结构，其内腔设有左右两个腔室2，两个腔室2之间设有扁平状气液通道3，还包括设于座体1上的一个气液灌注嘴4。这种砖形结构的橡胶座体1，设置于上部建筑的防震圈梁底部与下部基础的顶面之间，构成具有结构变形能力的隔震层。较小的竖向地震波作用时，座体1竖向受压，顶面到底面的间距可瞬间在一定幅度内变短，随着竖向地震波消失，在橡胶弹力作用下座体1可自动复位，所以可承受一定的竖向位移，达到隔离较小地震竖向地震波的目的；较大的竖向地震波作用时，扁平状气液通道3闭合，座体1中部构成一个有足够竖向承载力的橡胶支柱，两个腔室2成独立腔室，地震波消失时，建筑物整体以轻微摇摆的方式消减地震能量至零，而建筑物结构不受破坏，橡胶座体1也逐步回复至初始位置；水平地震波传来时，座体1内的两个不同的腔室2的气体或液体，根据两侧不同的受压状况，可通过扁平状气液通道3流通交流，这一过程中，地震能量被大部分隔离，随着横波的消失，在橡胶回复力作用下座体1自动复位。由于座体1具有隔离各个方向地震波的能力，建筑物整体具有抗击较大地震波冲击的韧性和弹性。
另一种改进是所述座体外形成圆柱体结构，座体上设有一个气液灌注嘴。这种结构结构对称性好，其受力均衡，可有效抵抗地表任意方向的水平剪切力。
如图1至图3所示，还有一种改进是所述空心座体1前后左右四壁的腰部设有一条环状减震槽5。设置减震槽5结构，地震力导致腔室2受压状态变化时，减震槽5可向外凸出变形，从而增加座体1的变形能力，变形能力越强隔震能力越强。较小竖向地震波作用时，顶面到底面间距瞬间变短，砖的腰部四周的减震槽5受挤压向外凸出；较大竖向地震波作用使扁平状气液通道3闭合时，腰部四周的减震槽5受挤压向外凸出；水平地震波传来时，腔室的气体或液体，可通过扁平状气液通道3流通交流，流入端的腔室2一侧的减震槽5向外凸出。
进一步的改进是所述座体1是橡胶充气空心座体，所述气液灌注嘴4是气门芯。橡胶充气空心座体结构，犹如一个橡胶空气弹簧，对于水平和垂直地震力的减震隔震效果显著。其外形可制成砖形或圆柱体结构。
更进一步的改进是所述座体1的外形长宽高尺寸分别为240mm、120mm、100mm。这种尺寸相当于两块普通标砖的大平面重叠而成的形状。其受力技术标准的设计，可按照现行建筑面积每平方米2.5吨的标准计算建筑物重量，以3吨重压下本结构的砖形橡胶座体1竖向压缩量为1毫米为基本标准，欲建一层1002的抗震房，只需在防震圈梁的框架下安装100块本结构的砖形橡胶座体即可。如欲建二层、三层、四层的抗震楼房，只需采用6吨、9吨、12吨重压下竖向压缩量为1毫米的不同系列的砖形橡胶座体即可，其余楼层以此类推。
一种用于建筑物基础结构的隔震减震支座，包括座体，所述座体是橡胶空心座体，所述空心座体的内腔由多孔耐高压橡胶材料充填制成。制作方法可以是：首先将尚未固化定型耐高压橡胶材料注入座体的内腔，然后注入发泡材料，使发泡材料与耐高压橡胶材料混合均匀，在高压密封状态下发泡材料发泡定型，发泡材料在发泡过程中与座体自动形成内压力，并与座体形成一体结构。也可采用其他生产方法制造。这种座体的结构稳定性好，不会出现漏气故障，无需充气等维护工作。这种座体的结构可制成砖形结构。
与本发明类似的同类结构的等效变换，均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于建筑物基础结构的隔震减震支座，包括座体，其特征在于：所述座体是橡胶空心座体，所述空心座体的内腔充填有气体或液体。
2.根据权利要求1所述的一种用于建筑物基础结构的隔震减震支座，其特征在于：所述座体外形成直平行六面体结构，其内腔设有左右两个腔室，两个腔室之间设有扁平状气液通道，还包括设于座体上的一个气液灌注嘴。
3.根据权利要求1所述的一种用于建筑物基础结构的隔震减震支座，其特征在于：所述座体外形成圆柱体结构，座体上设有一个气液灌注嘴。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于建筑物基础结构的隔震减震支座，其特征在于：所述座体是橡胶充气空心座体。
5.根据权利要求4所述的一种用于建筑物基础结构的隔震减震支座，其特征在于：所述气液灌注嘴是气门芯。
6.根据权利要求2所述的一种用于建筑物基础结构的隔震减震支座，其特征在于：所述空心座体前后左右四壁的腰部设有一条环状减震槽。
7.根据权利要求6所述的一种用于建筑物基础结构的隔震减震支座，其特征在于：所述座体的外形长宽高尺寸分别为240mm、120mm、100mm。
8.一种用于建筑物基础结构的隔震减震支座，包括座体，其特征在于：所述座体是橡胶空心座体，所述空心座体的内腔由多孔耐高压橡胶材料充填制成。
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