一種樁基礎多維減震控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種樁基礎多維減震控制裝置,包括一個增加樁基剪切力和抗沉降的楔形樁頭以及安裝在楔形樁頭圓柱形空腔內的基礎減震控制裝置,楔形樁頭為基礎減震控制裝置提供工作空間;基礎減震控制裝置包括一個由頂板、側板、底板圍成的空腔,頂板設有開口,底板固定連接在楔形樁頭上,在空腔內安裝有一個能水平滑動的減震盒,所述的減震盒頂部安裝有橡膠支座,所述的橡膠支座上端與承載板相連;且在側板上安裝有與減震盒相連的彈簧阻尼元件。
【專利說明】
一種樁基礎多維減震控制裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及粧基礎減震控制領域,尤其涉及一種減小高聳結構振動響應的粧基礎多維減震控制裝置。
【背景技術】
[0002]隨著現代社會的發展,建筑產業進入快速的發展時期,建筑的高度和復雜程度不斷增加。地震災害中慘痛的傷亡代價以及人們安全意識的提高,確保建筑結構在地震作用下的安全運行具有十分重要的意義。多次震害實例表明,基礎抗震性能差的高聳結構,在地震發生時,往往造成災難性的后果,如1994年美國Northridge地震,輸電線路中多座輸電塔發生嚴重倒塌破壞,其中由于基礎部分發生破壞導致輸電塔倒塌的情況占大多數。
[0003]傳統抗震方法通常以提高結構本身和基礎的承載力來解決抗震問題,例如,采用增加構件強度、增加結構阻尼或提高基礎承載力來提高其抗震性能。然而,增加構件強度,構件質量也隨之增加,進一步導致結構遭受的地震作用也增加。增加結構阻尼調整結構振動頻率,降低地震作用的收效不大。盲目的單一提高基礎承載力來提高抗震性能又會造成不必要的浪費。實際上,傳統的高聳結構,如輸電塔-線耦合體系,地震時輸電塔與基礎仍然嵌固在一起,地震力沿結構向上傳遞的效率很高,使結構本身產生較大的地震響應從而導致破壞。因此,高聳結構傳統抗震方法,僅僅增加結構強度、結構阻尼或提高基礎承載力并不能有效提高高聳結構的抗震能力,特別是當遭遇嚴重的破壞性地震時更是如此。因此切斷或減弱地震力向上部結構傳遞的效率,降低上部結構的地震響應,從基礎上減小震害,才能保證建筑結構在地震作用下的安全運行。
[0004]地震時地面運動對建筑物的作用是多分量的,共有六維分量,其中包括三個平動分量和三個轉動分量。無論是規則結構還是不規則結構,多維地震作用下的結構響應要比單向水平地震作用下的結構響應大,尤其是對于不規則結構而言,影響更為嚴重。傳統的隔震裝置如隔震支座只能減小或者隔斷水平向的震動分量,通常而言,高聳結構的自振周期較長,采用基礎隔震后存在抗傾覆和隔震支座受拉的問題,一般認為,粧基具有良好的抗震性能,房屋建筑粧基本身的震害較少,如在同一場地,設有粧基的建筑地震附加沉降較小、結構震害較輕等現象。正是在這種前提下,本文提出一種粧基礎多維減震控制裝置,在利用粧基礎的良好抗震性能的基礎上增加減震控制裝置,實現對上部結構的多維減震控制,從而優化傳統隔震裝置只能進行單一水平方向減震控制及其存在的抗傾覆和支座受拉問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是為高聳結構提供一種粧基礎多維減震控制的裝置,主要對結構在外部環境荷載激勵下水平各向和豎向的振動進行控制。
[0006]為實現上述目的,本實用新型采用下述技術方案:
[0007]粧基礎多維減震控制裝置,包括一個增加粧基剪切力和抗沉降的楔形粧頭以及安裝在楔形粧頭圓柱形空腔內的基礎減震控制裝置,所述的楔形粧頭為基礎減震控制裝置提供工作空間;所述的基礎減震控制裝置包括一個由頂板、側板、底板圍成的空腔,頂板設有開口,底板固定連接在楔形粧頭上,在空腔內安裝有一個能水平滑動的減震盒,所述的減震盒頂部安裝有橡膠支座,所述的橡膠支座上端與承載板相連;且在側板上安裝有與減震盒相連的彈簧阻尼元件。
[0008]進一步的,所述的減震盒由上下安裝在一起的運動板和固定板組成,固定板安裝在底板上,運動板的側壁與側板之間放射狀布置彈簧阻尼元件,彈簧阻尼元件的一端與運動板外壁相固定,另一端與側壁內壁相連接,彈簧阻尼元件其作用是限位、復位、耗能以及減震,在發生大震時,彈簧阻尼元件可有效減緩塔體受到的破壞力以達到抗震的目的。
[0009]進一步的,所述的側板的內壁上還設置有碰撞緩沖元件,該碰撞緩沖元件為環形橡膠條,在運動板與其碰撞時起緩沖保護作用減輕水平機構與底座側壁發生碰撞時的沖擊力并且可有效地耗散能量。
[0010]進一步的,所述的楔形粧頭內有圓柱形中空,用于為基礎減震控制裝置提供工作空間。
[0011]所述的基礎減震控制裝置封裝在楔形粧頭的圓柱形中空內。
[0012]進一步的,所述的運動板為減震盒上部可滑動結構,所述的運動板通過抗剪螺栓與減震盒底部的固定板相連,在小震時以此限制運動板與固定板之間的相對運動,當發生大震時抗剪螺栓被剪斷,此時減震盒開始工作。
[0013]進一步的,所述的頂板開有可供連接上部結構的開孔。
[0014]進一步的,所述的承載板為圓形厚鋼板,其頂端與上部結構相連。
[0015]進一步的,所述的橡膠支座梅花形布置在運動板上,其上下底座邊緣均勻布置螺孔通過錨固螺栓與運動板、承載板相連。
[0016]進一步的,所述的側壁設置碰撞緩沖元件,所述的碰撞緩沖元件為緩沖橡膠,設置在側板上,在運動板與其碰撞時起緩沖保護作用減輕水平機構與底座側板發生碰撞時的沖擊力并且可有效地耗散能量。
[0017]進一步的,所述的側壁布置抗傾覆卡環,所述抗傾覆卡環下表面與運動板上表面接觸,用以限制運動板豎向自由度使其只能沿水平方向滑動。
[0018]該粧基礎多維減震控制裝置,抗剪切、抗沉降、減震工作原理屬于被動控制的范疇。與其他減振控制技術相比,本實用新型粧基礎多維減震控制裝置的優點:(I)多維減振控制裝置可以實現多個方向上的減振控制,效果較好;(2)多維減振控制裝置能承受拉力,適用于具有大高寬比的高聳結構的上拔力;(3)裝置的水平滑動裝置,不論是是受上拔力還是受下壓力,均能發揮其滑動作用;(4)整體結構構造簡單,便于加工,無需外部能量的輸入,更容易實現且安全性較高;(5)在楔形粧頭內設置多維減震控制裝置充分利用楔形粧頭體積空間;(6)多維減震控制裝置可單獨使用,獨自安裝在粧或承臺與結構的接觸處。
[0019]本實用新型的粧基礎多維減震控制裝置能夠減小結構水平向和豎向的地震響應,隔斷或者顯著降低地震對高聳結構的動力作用,提高結構的抗震性能,保證結構的安全性,能夠產生較好的經濟效益和社會效益。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0021 ]圖1是粧基礎多維減震控制裝置的俯視圖示意圖。
[0022]圖2是粧基礎多維減震控制裝置的正視圖示意圖。
[0023]圖3是粧基礎多維減震控制裝置內部減震控制裝置的正視圖示意圖。
[0024]圖中:I楔形粧頭,2減震控制裝置,3底座,4頂板,5?壁,6底板,7減震盒,8運動板,9固定板,10橡膠支座,11緩沖橡膠,12抗剪螺栓,13抗傾覆卡環,14彈簧阻尼元件,15承載板,16連接螺栓。
【具體實施方式】
[0025]以下結合技術方案和附圖詳細敘述本實用新型最佳的實施方式。
[0026]本實用新型提出的粧基礎萬向減振控制裝置如圖1,圖2,圖3所示。包括一個楔形粧頭以及減震控制裝置,楔形粧頭內含圓柱形中空,中空部分通過連接螺栓16連接安置減震控制裝置,每個減振控制裝置包括一個箱型結構,橡膠支座,承載板、抗剪螺栓,減震盒(運動板、固定板),抗傾覆卡環,彈簧阻尼元件,緩沖橡膠等,錨固螺栓。該新型粧結構可以直接與上部結構相連。具體結構如下:
[0027]粧基礎萬向減振控制裝置,包括楔形粧頭I,楔形粧頭用以增加粧基的抗剪切、抗沉降性能,并為基礎減震控制裝置提供工作空間。所述的楔形粧頭I內含圓柱形中空,所述中空內安置減震裝置2并通過連接螺栓16連接錨固在圓柱形中空的內壁上。
[0028]基礎減震控制裝置包括一個由頂板4、側板5、底板6、焊接圍成的空腔,側板均勻布置緩沖橡膠11。底板上設有減震盒7,并通過連接螺栓固定在其上表面。所述減震盒7的上部可滑動部分為裝置運動板8,運動板上表面與抗傾覆卡環13相接并梅花形均勻布置五個橡膠支座10。所述的運動板8與所述的固定板9通過抗剪螺栓12相互連接。
[0029]抗傾覆卡環13焊接在側板5的內壁上用以限制運動板豎向自由度。
[0030]橡膠支座10上、下表面分別與承載板15以及運動板8接觸并通過連接螺栓固定連接。承載板15為圓形加筋鋼板可與上部結構相連。
[0031 ]具體的實施方法如下:
[0032]在新型粧基礎頭部擴充開挖形成楔形粧頭I,由此增大粧土接觸面積,從而增大豎向承載力以及粧體抗剪性能。在楔形粧頭I的內腔通過連接螺栓6連接安置基礎減震控制裝置2,減震裝置2的頂板4、側板5和底板6通過焊接連接形成底座3,底座3的作用是封閉水平滑動機構,承受水平滑動機構傳來的上拔力,下壓力及水平作用力。在底板6上表面設置減震盒7,減震盒7下部為固定板9,其與底板6通過錨固螺栓連接固定。減震盒7上部可水平滑動部分為運動板8,運動板8上表面梅花形布置橡膠支座10并通過錨固螺栓連接固定,其主要發揮豎向減震控制作用,并在小震時起水平減震控制作用。
[0033]橡膠支座10上表面使用錨固螺栓與承載板15錨固連接;抗傾覆卡環13與運動板8上表面與接觸,用以限制運動板5豎向自由度使其只能沿水平方向滑動。
[0034]減震盒7的運動板8與固定板9通過抗剪螺栓12連接,在小震時以此限制運動板8與固定板9之間的相對運動,當發生大震時抗剪螺栓12被剪斷,此時減震盒7開始工作。彈簧阻尼元件14放射狀布置在運動板8和側板5之間,每一根彈簧阻尼元件的一端與運動板外壁相固定,另一端與側板內壁相連接,彈簧阻尼元件其作用是限位、復位、耗能以及減震,在發生大震時,彈簧阻尼元件可有效減緩塔體受到的破壞力以達到抗震的目的。
[0035]側板5設置有碰撞緩沖元件11,該碰撞緩沖元件為環形橡膠條,設置在側板上,在運動板與其碰撞時起緩沖保護作用減輕水平機構與底座側板發生碰撞時的沖擊力并且可有效地耗散能量。
[0036]上述雖然結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述,但并非對本實用新型保護范圍的限制,所屬領域技術人員應該明白,在本實用新型的技術方案的基礎上,本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。
【主權項】
1.粧基礎多維減震控制裝置,其特征在于:包括一個增加粧基剪切力和抗沉降的楔形粧頭以及安裝在楔形粧頭圓柱形空腔內的基礎減震控制裝置,所述的楔形粧頭為基礎減震控制裝置提供工作空間;所述的基礎減震控制裝置包括一個由頂板、側板、底板圍成的空腔,頂板設有開口,底板固定連接在楔形粧頭上,在空腔內安裝有一個能水平滑動的減震盒,所述的減震盒頂部安裝有橡膠支座,所述的橡膠支座上端與承載板相連;且在側板上安裝有與減震盒相連的彈簧阻尼元件。2.如權利要求1所述的粧基礎多維減震控制裝置,其特征在于:所述的減震盒由上下安裝在一起的運動板和固定板組成,固定板安裝在底板上,運動板的側壁與側板之間放射狀布置彈簧阻尼元件。3.如權利要求1或2所述的粧基礎多維減震控制裝置,其特征在于:所述的側板的內壁上還設置有碰撞緩沖元件。4.如權利要求3所述的粧基礎多維減震控制裝置,其特征在于:所述的碰撞緩沖元件為環形橡膠條。5.如權利要求1所述的粧基礎多維減震控制裝置,其特征在于:所述的空腔為圓柱形空腔。6.如權利要求1或2或5所述的粧基礎多維減震控制裝置,其特征在于:所述的承載板為圓形厚鋼板,其頂端與上部結構相連。7.如權利要求2所述的粧基礎多維減震控制裝置,其特征在于:所述的運動板通過抗剪螺栓與固定板相連。8.如權利要求1所述的粧基礎多維減震控制裝置,其特征在于:所述的橡膠支座包括多個,其以梅花形布置在運動板上。9.如權利要求7所述的粧基礎多維減震控制裝置,其特征在于:所述的橡膠支座的上下底座邊緣均勻布置螺孔通過錨固螺栓與運動板、承載板相連。10.如權利要求2所述的粧基礎多維減震控制裝置,其特征在于:所述的側壁布置抗傾覆卡環,所述抗傾覆卡環下表面與運動板上表面接觸。
【文檔編號】E02D31/08GK205421356SQ201620171784
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月7日
【發明人】田利, 李興建, 馬瑞升, 蓋霞
【申請人】山東大學