[發明專利]一種低頻減震方形九孔樁地震超穎結構

有效

• 申請號: 202011419692.5
• 申請日: 2020-12-06
• 公開（公告）號: CN112554168B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 石南南;亢志寬;羅方慧;王利輝;趙卓
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E02D5/22
• 分類號: E02D5/22;E02D31/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種低頻減震方形九孔樁地震超穎結構，其特征在于：該方形九孔樁地震超穎結構由所設計的地震超穎結構單胞沿水平面內兩個相互垂直的方向不斷延拓構成；所述方形九孔樁地震超穎結構布置于建筑基礎周邊的地表下方，在一定范圍內沿建筑環向分段布置，利用周期性結構的帶隙特性，衰減2-10Hz范圍內的地震表面波，保護建筑免受地震表面波的危害；當地震表面波來襲時，地震超穎結構單胞中的九孔空心鋼管、單胞與單胞之間都將發生振動，組合后的地震超穎結構會產生帶隙，從而有效控制和衰減地震表面波，進一步保護建筑；

地震超穎結構單胞由第一空心鋼管（1）、第二空心鋼管（2）、第三空心鋼管（3）、第四空心鋼管（4）、第五空心鋼管（5）、第六空心鋼管（6）、第七空心鋼管（7）、第八空心鋼管（8）、第九空心鋼管（9）、橡膠柱（10）和混凝土層（11）組成；在橡膠柱（10）中按照特定位置，分別依次嵌入九根空心鋼管，九根空心鋼管按照正方形排列，鋼管外壁與橡膠柱緊密粘接；在橡膠柱（10）的外側，增設方形空心混凝土層（11），使橡膠柱的外側與混凝土層的內側緊密相連；

第一空心鋼管（1）、第二空心鋼管（2）、第三空心鋼管（3）、第四空心鋼管（4）、第五空心鋼管（5）、第六空心鋼管（6）、第七空心鋼管（7）、第八空心鋼管（8）、第九空心鋼管（9）均為方形結構，橡膠柱（10）含有九個通孔，橡膠柱（10）包覆在九根空心鋼管外部，混凝土層（11）圍護在橡膠柱（10）的外部；

第一空心鋼管（1）、第二空心鋼管（2）、第三空心鋼管（3）、第四空心鋼管（4）、第五空心鋼管（5）、第六空心鋼管（6）、第七空心鋼管（7）、第八空心鋼管（8）、第九空心鋼管（9）外邊長均為0.40m，內邊長0.27m，高度20m，采用熱軋無縫鋼管；橡膠柱（10）邊長1.6m，高度20m，選用工業橡膠；混凝土層（11）外邊長2m，內邊長1.6m，高度20m，選用C20-C40素混凝土；

第一空心鋼管（1）、第二空心鋼管（2）、第三空心鋼管（3）、第四空心鋼管（4）、第五空心鋼管（5）、第六空心鋼管（6）、第七空心鋼管（7）、第八空心鋼管（8）、第九空心鋼管（9）和混凝土層（11）橫截面均為空心方形，橡膠柱(10)的截面為九孔方形；

第一空心鋼管（1）、第二空心鋼管（2）、第三空心鋼管（3）、第四空心鋼管（4）、第五空心鋼管（5）、第六空心鋼管（6）、第七空心鋼管（7）、第八空心鋼管（8）、第九空心鋼管（9）組成的結構，橡膠柱（10）和混凝土層（11）三部分軸心相互重合；

第一空心鋼管（1）、第二空心鋼管（2）、第三空心鋼管（3）、第四空心鋼管（4）、第五空心鋼管（5）、第六空心鋼管（6）、第七空心鋼管（7）、第八空心鋼管（8）、第九空心鋼管（9）組成的結構，橡膠柱（10）和混凝土層（11）三部分高度相同，三部分上表面、下表面均在同一水平面上。

2.根據權利要求1所述的一種低頻減震方形九孔樁地震超穎結構，其特征在于：混凝土層的混凝土密度ρ₁=2500 kg/m³，楊氏模量E₁=4×10¹⁰Pa，泊松比γ₁=0.2；橡膠柱的橡膠密度ρ₂=1300 kg/m³，楊氏模量E₂=1.02×10⁵Pa，泊松比γ₂=0.47；空心鋼管的鋼密度ρ₃=7850 kg/m³，楊氏模量E₃=2.1×10¹¹Pa，泊松比γ₃=0.3。