專(zhuān)利名稱(chēng)：一種建筑結(jié)構(gòu)抗震用彈性筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及建筑工程領(lǐng)域ー種建筑結(jié)構(gòu)抗震用弾性筒，設(shè)置于重要建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)四周和底部，主要用于分散、轉(zhuǎn)移和隔離地震波，從而保護(hù)建(構(gòu))筑物在地震荷載作用下免遭破壞。
背景技術(shù)：
近幾十年以來(lái)，減輕地震荷載對(duì)建(構(gòu))筑物影響和破壞一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界、エ 程界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。目前在工程界普遍使用的抗震方法是通過(guò)増加結(jié)構(gòu)中構(gòu)件強(qiáng)度來(lái)減輕地震對(duì)結(jié)構(gòu)的損壞程度，這種方法不但大大增加建筑的斷面和材料用量，不利于設(shè)計(jì)和施工，而且對(duì)地震的適應(yīng)性不強(qiáng)，因此單獨(dú)采用這種抗震方法來(lái)消除或減小地震災(zāi)害是不夠的。而當(dāng)前也出現(xiàn)了延長(zhǎng)建筑結(jié)構(gòu)自振周期和増加結(jié)構(gòu)的阻尼這兩種新方式來(lái)減小結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，即在建筑物底部設(shè)置橡膠隔震支座來(lái)延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的周期，從而隔離地震作用；也有采用消能減震等技術(shù)，在結(jié)構(gòu)框架上設(shè)置粘滯阻尼器、耗能屈曲支撐、粘滯阻尼墻等耗能構(gòu)件以部分耗散地震、風(fēng)荷載等能量，從而保護(hù)主體結(jié)構(gòu)不受破壞。但是橡膠隔震支座以及各類(lèi)阻尼耗能元件均為結(jié)構(gòu)附屬構(gòu)件，一旦在地震前損壞或地震中瞬時(shí)失效，則難以達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的抗震耗能作用。同時(shí)地震發(fā)生時(shí)，采用隔震和消能減震技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)自身還是要承受較大的地震力，會(huì)給建(構(gòu))筑物自身帶來(lái)較大的結(jié)構(gòu)損傷。因此如何讓重要建(構(gòu))筑物與地震波相隔離，使結(jié)構(gòu)免遭地震作用的破壞成為亟需解決的問(wèn)題。地震波按傳播方式分為三種類(lèi)型縱波、橫波和表面波?？v波是推進(jìn)波，地殼中傳播速度為5. 5^7千米/秒，最先到達(dá)震中，又稱(chēng)P波，它使地面發(fā)生上下振動(dòng)，破壞性較弱。橫波是剪切波，在地殼中的傳播速度為3. 2^4. O千米/秒，第二個(gè)到達(dá)震中，又稱(chēng)S波，它使地面發(fā)生前后、左右抖動(dòng)，破壞性較強(qiáng)。表面波又稱(chēng)L波，是由縱波與橫波在地表相遇后激發(fā)產(chǎn)生的混合波。其波長(zhǎng)大、頻率低、振幅強(qiáng)，只能沿地表面?zhèn)鞑?，是造成建筑物?qiáng)烈破壞的主要因素，即是對(duì)地面建筑危害最大的地震波，因此若能有效隔離表面波，即能有效保護(hù)重要建(構(gòu))筑物。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有建(構(gòu))筑物結(jié)構(gòu)抗震存在的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)ー種建筑結(jié)構(gòu)抗震用弾性筒，設(shè)置于重要建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)四周和底部，調(diào)整好這些彈性筒的硬度和弾性，地震發(fā)生吋，表面波將被這些彈性筒分散成小的振動(dòng)并繞過(guò)建筑物，從而使建筑物免遭破壞。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案解決的一種建筑結(jié)構(gòu)抗震用弾性筒，兩端封閉的塑料筒，或兩端封閉的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料弾性筒，或兩端封閉的復(fù)合材料夾砂筒或輕木夾芯復(fù)合材料筒。豎直彈性筒I、水平弾性筒2和底部弾性筒3的橫斷面可以為圓形，參見(jiàn)圖3a ;也可以為六邊形，參見(jiàn)圖3b。[0008]豎直彈性筒I、水平弾性筒2和底部弾性筒3可以為空心，也可以填充固體耗能材料4，如泡沫砂，參見(jiàn)圖4a ;也可以填充液體5，如水，參見(jiàn)圖4b，若填充水等液體時(shí)，可以灌滿增加筒體的剛度，也可以不灌滿，利用液體的晃動(dòng)耗能。所述的豎直弾性筒I為兩端封閉的塑料筒、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料弾性筒、復(fù)合材料夾砂筒、輕木夾芯復(fù)合材料筒的ー種。所述的水平弾性筒2為兩端封閉的塑料筒、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料弾性筒、復(fù)合材料夾砂筒、輕木夾芯復(fù)合材料筒的ー種。所述的底部弾性筒3為兩端封閉的塑料筒、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料弾性筒、復(fù)合材料夾砂筒、輕木夾芯復(fù)合材料筒的ー種。所述的固體耗能材料4為泡沫砂、砂、泡沫混凝土、聚氨酯泡沫、聚苯泡沫、橡膠粒、聚氨酯弾性體的ー種，可以灌滿，也可以不灌滿。 所述的填充液體5為水、粘滯油的ー種，可以灌滿，也可以不灌滿。使用時(shí)，多個(gè)四周豎直彈性筒I緊密排列于重要建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)四周用于分散水平地震荷載，參見(jiàn)圖la，豎直彈性筒I為筒體豎直布置，參見(jiàn)圖2a ;也可設(shè)置四周水平彈性筒2緊密排列于基礎(chǔ)四周，弾性筒若水平放置的話，則具有較高的抗地基土水平側(cè)カ的能力，參見(jiàn)圖lb，水平彈性筒2為筒體水平布置，參見(jiàn)圖2b ;也可在重要建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)底部緊密設(shè)置底部弾性筒3用于分散豎直地震荷載，參見(jiàn)圖lc，底部弾性筒3采用豎直布置，參見(jiàn)圖2a，具有較高的豎向承載能力；也可同時(shí)緊密設(shè)置四周弾性筒和底部弾性筒，同時(shí)分散水平和豎直地震荷載，參見(jiàn)圖Id。本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)I、本實(shí)用新型采用在建(構(gòu))筑物地基周?chē)O(shè)置剛度和硬度合理的彈性筒，可以讓地震表面波繞行，有效保護(hù)建(構(gòu))筑物不受地震損壞。2、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，成本低，耐久性好，安裝維護(hù)方便。3、本實(shí)用新型不需要増加結(jié)構(gòu)尺寸，也不需要在建筑結(jié)構(gòu)中額外設(shè)置隔震橡膠支座、阻尼器等耗能元器件，而是在建(構(gòu))筑物周?chē)O(shè)置弾性筒，抗震可靠性強(qiáng)。4、本實(shí)用新型可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，可根據(jù)建(構(gòu))筑物所處場(chǎng)地，確定地震波特性，設(shè)計(jì)彈性筒的剛度和硬度，調(diào)整彈性筒的直徑、壁厚、剛度、硬度以及排列方式。5、本實(shí)用新型不僅可以利用弾性筒分散地震表面波，讓其繞行，也可利用弾性筒內(nèi)填充的固體耗能材料或液體，耗散地震能量，從而達(dá)到最大幅度削減地震作用的目的。

附圖I為本實(shí)用新型的抗震用弾性筒布置示意圖之一，為在重要建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)四周緊密排列豎直彈性筒示意圖；附圖2為本實(shí)用新型的抗震用弾性筒布置示意圖之ニ，為在重要建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)四周緊密排列水平弾性筒示意圖；附圖3為本實(shí)用新型的抗震用弾性筒布置示意圖之三，為在重要建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)底部緊密排列豎直彈性筒示意圖；附圖4為本實(shí)用新型的抗震用弾性筒布置示意圖之四，為在重要建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)四周和底部均緊密排列弾性筒示意圖；[0025]附圖5為本實(shí)用新型的弾性筒豎直和水平布置方式示意圖之一，為多個(gè)弾性筒豎直緊密排列示意圖；附圖6為本實(shí)用新型的弾性筒豎直和水平布置方式示意圖之ニ，為多個(gè)弾性筒水平緊密排列示意圖；附圖7為本實(shí)用新型的弾性筒橫截面形式示意圖之一，為多個(gè)圓形截面弾性筒緊密排列示意圖；附圖8為本實(shí)用新型的弾性筒橫截面形式示意圖之ニ，為多個(gè)六邊形截面弾性筒緊密排列示意圖；附圖9為本實(shí)用新型的弾性筒填充材料示意圖之一，為彈性筒內(nèi)填充固體耗能材料示意圖。 附圖10為本實(shí)用新型的弾性筒填充材料示意圖之ニ，為彈性筒內(nèi)填充液體示意圖。其中1 一豎直彈性筒；2—水平弾性筒；3—底部弾性筒；4一固體耗能材料；5—±真充液體；6_地面；7_基礎(chǔ)；8_地震波
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步地說(shuō)明實(shí)施例I本實(shí)用新型的建筑結(jié)構(gòu)抗震用弾性筒，如圖I所示。在某重要建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)四周緊密豎直排列直徑Im圓形截面的聚丙烯塑料彈性筒1，弾性筒壁厚為2cm，長(zhǎng)5m，建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)的每周各排列3排，弾性筒內(nèi)填充三分之ニ體積的水5，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，豎直弾性筒將地震表面波打散，使其繞過(guò)建筑物，而未被打散的地震波引起弾性筒內(nèi)水的晃動(dòng)，可耗散掉部分地震能量。實(shí)施例2本實(shí)用新型的建筑結(jié)構(gòu)抗震用弾性筒，如圖2所示。在某重要建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)四周緊密水平排列直徑I. 5m圓形截面的玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料弾性筒2，弾性筒壁厚為3cm，長(zhǎng)3m，建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)的每周各疊置6排，弾性筒內(nèi)填充聚苯顆粒與沙的混合料4，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生吋，水平弾性筒將地震表面波打散，使其繞過(guò)建筑物，而未被打散的地震波引起弾性筒內(nèi)泡沫砂的摩擦,可耗散掉部分地震能量。實(shí)施例3本實(shí)用新型的建筑結(jié)構(gòu)抗震用弾性筒，如圖4所示。在某重要建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)四周緊密豎直排列直徑I. 5m六邊形截面的聚こ烯塑料空心弾性筒1，弾性筒壁厚為3cm，長(zhǎng)6m,建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)的姆周各排列4排,彈性筒內(nèi)填充聚氨酯泡沫4,同時(shí)在建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)底部緊密豎直排列直徑Im圓形截面的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料弾性筒3，弾性筒內(nèi)填充粘滯油5。本實(shí)用新型的建筑結(jié)構(gòu)抗震用弾性筒采用擠出或纏繞エ藝制備，具體流程如下a.在エ廠里采用纏繞成型エ藝制備纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筒，或采用螺旋桿擠出機(jī)制備聚丙烯塑料筒；b.若采用纏繞エ藝，則在纏繞前手糊一塊復(fù)合材料底蓋，然后將底蓋固定在模具上，纏繞形成帶有底蓋的筒；若采用螺旋桿擠出エ藝，則可將圓形塑料底蓋焊接在塑料筒上；c.往筒內(nèi)填充固體耗能材料或液體，然后將弾性筒的頂蓋密封；d.可在建(構(gòu))筑物施工前，將彈性筒布置于建筑四周或底部，根據(jù)設(shè)計(jì)方式和抗震計(jì)算進(jìn)行弾性筒的排列布置；e.當(dāng)彈性筒排列完成之后，再進(jìn)行建(構(gòu))筑物的施工。所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型構(gòu)思下的基本說(shuō)明，而依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種建筑結(jié)構(gòu)抗震用弾性筒，其特征在于所述建筑結(jié)構(gòu)抗震用弾性筒是兩端封閉的塑料筒，或兩端封閉的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料弾性筒，或兩端封閉的復(fù)合材料夾砂筒或輕木夾芯復(fù)合材料筒。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的建筑結(jié)構(gòu)抗震用弾性筒，其特征在于彈性筒的橫斷面為圓形或六邊形或八邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的建筑結(jié)構(gòu)抗震用弾性筒，其特征在于彈性筒是空心的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的建筑結(jié)構(gòu)抗震用弾性筒，其特征在于彈性筒填充固體耗能材料(4)和液體(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的建筑結(jié)構(gòu)抗震用弾性筒，其特征在于彈性筒填充的固體耗能材料(4)和液體(5)可以灌滿弾性筒，也可以部分填灌。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的建筑結(jié)構(gòu)抗震用弾性筒，其特征在于彈性筒填充的固體耗能材料(4)為泡沫砂、砂、泡沫混凝土、聚氨酯泡沫、聚苯泡沫、橡膠粒、聚氨酯弾性體的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的建筑結(jié)構(gòu)抗震用弾性筒，其特征在于填充液體(5)為水、粘滯油的ー種。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種建筑結(jié)構(gòu)抗震用彈性筒，它是塑料或纖維增強(qiáng)復(fù)合材料彈性筒，筒體的兩端封閉，可在重要建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)四周緊密排列豎直彈性筒，也可緊密排列水平彈性筒，也可在基礎(chǔ)底部緊密排列豎直的底部彈性筒，調(diào)整好這些彈性筒的硬度和彈性，地震發(fā)生時(shí)，地震表面波將被這些彈性筒分散成小的振動(dòng)并繞過(guò)建筑物，從而使建筑物免遭破壞。彈性筒內(nèi)也可填充固體耗能材料或填充液體，用以耗散部分地震能量。本實(shí)用新型建筑結(jié)構(gòu)抗震用彈性筒削減地震作用能力強(qiáng)，施工方便。
文檔編號(hào)E02D31/08GK202430749SQ201120353319
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者包華, 朱先玉, 朱遠(yuǎn)平, 李衛(wèi)忠, 楊翔虎, 洪俊青 申請(qǐng)人:南通大學(xué), 鎮(zhèn)江四建建設(shè)有限公司