[發明專利]一種抗地震和其他類似災害的防護支撐結構

有效

• 申請號: 201711135802.3
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN107882403B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 郝蘇
• 申請（專利權）人: 郝蘇
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 孫海波

一類支撐，其中每種都能用做連接結構系統兩部分連接器的裝置，其同時作為支撐將荷載從系統的一部分傳遞至其他部分，例如，將橋梁或建筑物的上部結構的重力傳遞至下部結構，或者或者把機器的重量傳遞至其基礎。當傳遞荷載時，其能減少兩個結構件連接之間的瞬時震動的傳遞并保持整個結構系統的整體性；例如，當地震傳遞至橋墩及基礎或海嘯襲擊橋的上部結構或二者同時發生時，保護橋梁結構的整體性。

本案為申請號2012800592056，申請日2012-11-02，

發明名稱：一種抗地震和其他類似災害的防護支撐結構的發明專利的分案申請。

技術領域

本發明公開了一種裝置，其特征在于所述裝置是用于大型工民建工程系統的結構件，例如建筑物、橋梁或機器及其基礎，其具有下列三項功能中的至少一項：支撐所述體系的部分重量，連接體系的不同部分以保證結構的整體性，傳遞相連部分之間的設計外力流而不是重力，同時減緩或隔離有害震動。

所述工程系統如橋梁或建筑，基本可以分為兩部分：上部結構如橋跨梁和承受設計活荷載的橋面體系；下部結構，包括橋墩、墩基和深部基礎。本發明所述裝置連接這類工程系統的上部結構和下部結構同時支撐上部結構和所承受活載荷的重量。

背景技術

地震是地殼內某點的構造板塊的突然錯動，造成向周圍環境輻射的應力波其引起在地表震動。對于大型工民建結構，例如建筑物或橋梁，地震可能造成的損害主要來自兩個方面：地面加速度在結構內部引起的慣性力，和可能造成結構共振時對所致慣性力的放大。顯然，加速度引起的內部慣性力是導致結構破壞的關鍵因素。

地面加速度可分解為垂直方向(平行于地球重力的方向)和水平方向兩個分量，可分別由相應的峰值來表征，在工程設計實踐中稱作“地面加速度峰值”(Peak GroundAcceleration，縮寫為PGA)。根據以往經驗，水平向的地面加速度峰值通常比垂直向大；美國當前的房屋建筑和橋梁設計規范都要求任一抗震結構應具有足以抵抗地面加速度峰值的能力，所述地面加速度峰值可美國地質勘查局(United States Geological Survey，簡稱USGS)公布的地質災害圖來計算，見圖1。所述地質災害圖提供了美國任何一地地方的水平向地面加速度峰值的統計預測值，在未來75年內發生的地震超過這些預測值的可能性為7.5％。

在抗震設計中，例如，在橋梁的抗震設計中，普遍認同的一個方法是在發生地震時將橋梁上部結構與直接受地面加速運動沖擊的下部結構隔離。當上部和下部結構之間的連接支撐裝置，例如，支座，提供剛性連接時，在整個體系中，這一連接支撐通常是結構的“最薄弱的環節”。這是因為，作為承受所有活荷載和上部結構重量的中樞，當下部結構受到地表地震計算的沖擊時，這一連接支撐也是慣性力引起的外力流(inertia-induced forceflow)上行的“縊口”(“neck”)。相反，當支撐為柔性連接時，當連接的某一部受到外部動態荷載沖擊時，連接部分能夠臨時分離，相應的慣性力流將在此縊口被削弱或，理論上，截斷。

在工程實踐中，一般不可能百分之百地隔斷慣性力流。較現實的減隔震設計實際上是為結構系統各主體部分之間的連接點提供一定的柔度或延性，以衰減慣性力流的傳遞和暫時轉變內在共振頻率，避免與地表地震波的共振。另一方面，工程實踐中的某些工科也要求連接支撐提供穩固的剛性連接(robustness)，這是因為上部結構可能承受很多不同種類的活荷載，例如由颶風和海嘯引起的強大的橫向力。2011年3月11日日本仙臺地震的一個慘痛經驗是許多橋梁和建筑物在高強度的地震后幸存，但其上部結構在后到的海嘯沖擊下與下部結構脫離并破壞。

因此，與傳統的隔離減震設計相反，“一體化設計”的概念是本發明的潛在基本內容，一體化設計在連接點和支撐點要求一定柔度以降低和減緩有害震動，同時使總體結構作為一個整體單元。

現有技術和市場產品應用的簡要描述