一種三維隔震墩的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三維隔震墩，包括上墩塊、下墩塊、隔震單元，所述下墩塊主要由中間槽和兩側(cè)護板組成，所述上墩塊、下墩塊采用鋼筋混凝土塊制成，所述上墩塊和下墩塊之間設(shè)置有水平縫隙，所述隔震單元由圓柱螺旋壓縮彈簧、上部鋼筋和下部鋼筋組成，所述圓柱螺旋壓縮彈簧兩端分別與上部鋼筋、下部鋼筋固定連接，所述上部鋼筋另一端與上墩塊固定連接，所述下部鋼筋另一端與下墩塊固定連接，所述圓柱螺旋壓縮彈簧設(shè)置于中間槽內(nèi)。本發(fā)明同時具有三向適宜剛度和阻尼性能，能同時減小水平地震作用及豎向地震作用，本發(fā)明制作工藝簡捷、取材容易、材料價格低廉，易實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和工廠化生產(chǎn)，質(zhì)量容易保證。
【專利說明】
一種三維隔震墩

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土木工程防震減災(zāi)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種三維隔震墩。

【背景技術(shù)】
[0002]隔震技術(shù)能有效地吸收地震能量，減少結(jié)構(gòu)受到的地震作用力，從而消除或減輕結(jié)構(gòu)的震害導(dǎo)致的經(jīng)濟損失和人員傷亡，提高建筑物的抗震能力。目前隔震技術(shù)的研究已取得豐碩的成果，但這些成果大部分集中在水平地震作用研究而忽略豎向地震作用。然而大量的實際地震記錄和建筑物震害情況表明豎向地震作用對結(jié)構(gòu)的影響是不容忽視的，特別是在震中附近的區(qū)域。目前已經(jīng)應(yīng)用于工程實際的隔震支座僅限于水平隔震且價格昂貴，不適合在廣大農(nóng)村推廣，同時 申請人:發(fā)明的U型鋼片、十字鋼筋結(jié)構(gòu)隔震墩還不能滿足實用要求。因此，急需一種能夠同時隔離水平地震作用和豎向地震作用并且構(gòu)造實用簡捷、隔震效果好、價格低廉的三維隔震支座。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有隔震墩技術(shù)的不足，而提供了一種能夠同時隔離水平地震作用和豎向地震作用并且構(gòu)造實用簡捷、隔震效果好、價格低廉的、適合在廣大村鎮(zhèn)地區(qū)推廣的三維隔震墩。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種三維隔震墩，包括上墩塊、下墩塊、隔震單元，所述下墩塊主要由中間槽和兩側(cè)護板組成，所述上墩塊、下墩塊采用鋼筋混凝土塊制成，所述上墩塊和下墩塊之間設(shè)置有水平縫隙，所述隔震單元由圓柱螺旋壓縮彈簧、上部鋼筋和下部鋼筋組成，所述圓柱螺旋壓縮彈簧兩端分別與上部鋼筋、下部鋼筋固定連接，所述上部鋼筋另一端與上墩塊固定連接，所述下部鋼筋另一端與下墩塊固定連接，所述圓柱螺旋壓縮彈簧設(shè)置于中間槽內(nèi)，所述隔震單元在中間槽內(nèi)等間距設(shè)置有若干個。所述中間槽和水平縫隙內(nèi)均設(shè)置有防銹材料以及阻尼材料。
[0005]進一步，所述隔震單元在中間槽內(nèi)等間距設(shè)置有3-10個，所述隔震單元數(shù)量由設(shè)計計算確定。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案具有以下有益效果:
[0007]1.本發(fā)明同時具有三向適宜剛度和阻尼性能，能同時減小水平地震作用及豎向地震作用，適合于在地震烈度大的震中區(qū)或距離巖層斷裂帶10公里以內(nèi)的地區(qū)的砌體結(jié)構(gòu)或砼結(jié)構(gòu)房屋減震使用。
[0008]2.本發(fā)明隔震單元中的圓柱螺旋壓縮彈簧豎向隔震件相比現(xiàn)有的U型鋼片，十字鋼筋等，具有顯著的彈性變形能力，且可以滿足承載能力，減震效果得到很大改善。
[0009]3.本發(fā)明使得處于強烈地震震中區(qū)的砌體或砼房屋建筑抗倒塌能力增強，即使在罕遇地震作用下隔震單元屈服，上部結(jié)構(gòu)仍可以坐落在下墩塊兩側(cè)的護板上，有效避免上部結(jié)構(gòu)倒塌。
[0010]4.本發(fā)明制作工藝簡捷、取材容易、材料價格低廉，易實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和工廠化生產(chǎn)，質(zhì)量容易保證。施工簡便，便于大規(guī)模應(yīng)用，具有重大的經(jīng)濟和社會效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明下墩塊橫向剖面圖；
[0012]圖2為本發(fā)明側(cè)向剖面圖；
[0013]圖3為本發(fā)明正向剖面圖。

【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0015]如圖1所示，一種三維隔震墩，包括上墩塊1、下墩塊2、隔震單元3，所述下墩塊2主要由中間槽4和兩側(cè)護板5組成，所述上墩塊1、下墩塊2采用鋼筋混凝土塊制成，所述上墩塊I和下墩塊2之間設(shè)置有水平縫隙6，所述隔震單元3由圓柱螺旋壓縮彈簧8、上部鋼筋7和下部鋼筋9組成，所述圓柱螺旋壓縮彈簧8兩端分別與上部鋼筋7、下部鋼筋9固定連接，所述上部鋼筋7另一端與上墩塊I固定連接，所述下部鋼筋9另一端與下墩塊2固定連接，所述圓柱螺旋壓縮彈簧8設(shè)置于中間槽4內(nèi)，所述隔震單元3在中間槽4內(nèi)等間距設(shè)置有3個，所述中間槽4和水平縫隙6內(nèi)均設(shè)置有防銹材料以及阻尼材料，可以有效防止隔震單元3銹蝕，同時還可以起到一定的阻尼作用。
[0016]本發(fā)明產(chǎn)品在使用過程中，隔震墩置放于基礎(chǔ)頂面，上部結(jié)構(gòu)坐落于上墩塊I之上。地震時，上墩塊I相對于下墩塊2和兩側(cè)護板5作上下及水平運動，由于隔震單元3采用上部鋼筋7、下部鋼筋9和圓柱螺旋壓縮彈簧8組合結(jié)構(gòu)，具有同時有效隔離水平與豎向地震作用的效果，同時隔震單元3利用圓柱螺旋壓縮彈簧8具有的彈性恢復(fù)力，可以使三維隔震墩在地震作用結(jié)束后恢復(fù)到初始位置或接近初始位置附近。在罕遇地震作用下，上部結(jié)構(gòu)在隔震單元屈服后落在下墩塊兩側(cè)的護板上繼續(xù)滑移震動，防止上部結(jié)構(gòu)倒塌。本發(fā)明還可通過控制隔震件的材質(zhì)、尺寸，可以調(diào)節(jié)三維隔震墩的剛度從而達(dá)到同時有效隔離水平與豎向地震作用的效果，使得上墩塊I的震動加速度降低，從而使得上部結(jié)構(gòu)所受到的力大大減小，達(dá)到隔震效果。
[0017]實施例1
[0018]試驗質(zhì)量塊M = 2500KG，采用4個隔震墩支撐上部質(zhì)量塊，每個隔震墩放置3個隔震單元，水平隔震鋼筋根數(shù)η = 4X3 = 12根。
[0019]隔震墩參數(shù):
[0020]試驗用彈簧采用中徑D = 40mm,絲徑d = 8mm,有效圈數(shù)η = 16,自由高度H =200mm的普通圓柱螺旋壓縮彈簧，單根彈簧極限工作荷載P = 2626.2N,彈簧剛度k =39.5N/mm極限荷載壓縮量h = 66mm,試驗彈簧壓縮量h’ = 55mm。
[0021]試驗用水平隔震鋼筋為HRB400熱軋帶肋鋼筋，fy = 360N/mm2鋼筋直徑d = 8mm,計算高度h = 360mm。
[0022]試驗混凝土強度等級為C40。
[0023]彈簧總剛度K如下:
[0024]K = nk = 12 X 39.5 = 474kN/m (I)
[0025]隔震墩豎向減震系數(shù)的計算式如下所示:

IX
100261 I —.....................................................u"--?x(2 )
[0027]式中，α為豎向地震影響系數(shù)，a為豎向地震影響系數(shù)最大值，一般豎向減震系數(shù)β值越小，減震效果越明顯，(O < β < I )。
「 n ^ ,7 ,,, 0.2αΜ?,.0.2X0.115 Λ Λ ?
[0028]—類場地:.==.................................1:....................................= β-喔

a 0.045
[0029]豎向減震系數(shù):Pv=-= = I?39

aVUtm 0.1lS
[0030]目前公開的對豎向隔震的研究，豎向隔震構(gòu)件主要采用U型鋼片或十字架鋼筋，減震系數(shù)一般為0.8以上，減震效果不明顯，且生產(chǎn)U型鋼片的材料要求苛刻，工藝復(fù)雜，從上述實施例可知，采用圓柱螺旋壓縮彈簧作為豎向隔震件的隔震單元，其豎向減震系數(shù)β一般可達(dá)0.5以下，從減弱地震作用看，可以把地震烈度減低一度。
[0031]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種三維隔震墩，包括上墩塊(I)、下墩塊(2)、隔震單元(3)，所述下墩塊(2)主要由中間槽⑷和兩側(cè)護板(5)組成，所述上墩塊⑴和下墩塊(2)之間設(shè)置有水平縫隙(6)，其特征在于:所述隔震單元(3)由圓柱螺旋壓縮彈簧(8)、上部鋼筋(7)、和下部鋼筋(9)組成，所述圓柱螺旋壓縮彈簧(8)兩端分別與上部鋼筋(7)、下部鋼筋(9)固定連接，所述上部鋼筋(7)另一端與上墩塊(I)固定連接，所述下部鋼筋(9)另一端與下墩塊(2)固定連接，所述圓柱螺旋壓縮彈簧(8)設(shè)置于中間槽(4)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維隔震墩，其特征在于:所述隔震單元(3)在中間槽(4)內(nèi)等間距設(shè)置有若干個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維隔震墩，其特征在于:所述隔震單元(3)設(shè)置為3-10個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維隔震墩，其特征在于:所述中間槽⑷和水平縫隙(6)內(nèi)均設(shè)置有防銹材料以及阻尼材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維隔震墩，其特征在于:所述上墩塊(I)和下墩塊(2)均為鋼筋混凝土塊。
【文檔編號】E04B1/98GK104196143SQ201410427594
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】尚守平, 崔向龍 申請人:尚守平