[發明專利]一種改進型的減震地基系統

有效

• 申請號: 201910276612.6
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN109914489B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 張曉東;張悅航
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: E02D31/08
• 分類號: E02D31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及到一種改進型的減震地基系統，主要包括：用于承載地面房屋結構且地震時可前后縱向水平滑動的上層層板，地震時可左右橫向水平滑動的中層層板，以及經阻尼器與地基相連且地震時可上下運動的下層層板。其特征在于：上層層板和中層層板分別設置有導向齒輪、承重輪及可配套行走的齒條、導軌，導向齒輪與承重輪之間設置有花鍵及配套的限位裝置。下層層板側面的滑靴與橫向限位墻上的滑軌嚙合在一起相互配合，保證下層層板及部件在地震時可沿滑軌作豎直上下的減震運動。本發明優點在于該系統可隨時檢測地震前期破壞較小的縱波震動，自動觸發限位裝置釋放，可對后續破壞嚴重的地震震動進行有效減震，且橫向復位能力強，是一種新型減震地基系統。

技術領域

本發明涉及的是一種改進型的減震地基系統，尤其是一種可檢測地震前期破壞較小的縱波震動，自動觸發限位裝置釋放，可對后續破壞嚴重的地震震動進行有效減震的地基系統，屬于減震建筑設備技術領域。

背景技術

世界上的地震災害主要發生于世界三大地震帶上，而中國版圖位于世界三大地震帶中的歐亞地震帶和環太平洋地震帶之間，是一個地震高發的國家。地震已經成為我國較為嚴重的自然災害之一。自有歷史記載開始，我國已經發生了八級及以上強烈地震近二十次。二十世紀以來，我國地震導致的房屋倒塌超過700萬間。強烈地震發生時導致的房屋倒塌，已經給人民的生命和財產安全帶來了嚴重的危害。

地震發生時，地震波按傳播方式可分為縱波、橫波和面波。縱波的傳播速度最快，使地面房屋發生上下起伏顛簸的震動，對房屋產生上下的拉伸力，但縱波衰減快、對房屋破壞性較弱。橫波第二個到達，使地面發生前后、左右的水平晃動，對房屋破壞性較強。面波只能沿地表傳播，一般最后被記錄到。因此，地震發生時，縱波先于橫波到達。但橫波和面波導致的房屋前后、左右水平搖晃，對房屋產生的橫向剪切力，是造成地震中房屋等建筑物被強烈破壞的主要因素。

傳統房屋建筑物的上層建筑結構一般與地基牢牢緊密連接在一起，地震發生時，地震波的震動能量通過地基直接傳導到房屋的上層建筑結構，致使上層建筑結構與房屋的地基一起發生震動，最終導致房屋結構扭曲變形甚至倒塌。對1976年唐山地震、1988年云南瀾滄地震等大量地震實例進行分析表明，房屋倒塌的主要原因是地震橫波和面波導致的水平往復震動作用破壞了建筑物結構，使房屋上層主體喪失了承受豎向建筑載荷的承重能力，最終造成了房屋結構的倒塌。

近年來，為了保證地震中房屋的安全，建筑領域逐漸出現了“以柔克剛”的消能減震地基結構。其基本思想就是使上部的房屋結構與底部地基分離。這類地基結構可以在強震下消耗建筑物結構的震動能量，減小上層房屋結構的震動反應，最終實現建筑物結構的抗震目的。

現有技術公開了專利申請號為CN201220505735的一種抗震地基結構，其技術方案包括：支撐層與底座之間通過鋼珠隔離架相連，在鋼珠隔離架內設有若干鋼珠，地震發生時，支撐層與底座之間的活動鋼珠可隨意滾動，能有效緩沖地震時房屋水平方向的晃動，并在高強度橡膠塊的作用下減小底座在水平方向上的位移，盡可能使房屋復位。現有技術中類似于上述的抗震地基結構，在地震發生后，活動鋼珠發生水平平移，很難復位，對房屋整體穩定性和后續抗震性能都有一定的影響。該抗震結構縱向與橫向大量使用的高強度橡膠塊，也存在著后期老化，需要定期更換的隱患。

發明內容

本發明的目的在于針對上述常見的抗震地基結構的不足和地震導致的房屋倒塌問題，提出一種改進型的減震地基系統技術方案，以緩解現有的幾種抗震地基結構方案在遭遇強震時，房屋水平復位能力較差，房屋整體穩定性和后續抗震能力下降，實用性不佳的問題。

為實現上述目的，本發明可采取下述技術方案：本發明所述的改進型的減震地基系統的主體結構，它主要包括用于承載地面房屋結構且可實現前后縱向水平滑動的上層層板，可實現左右橫向水平滑動的中層層板，以及通過阻尼器與地基相接觸的下層層板。