[發明專利]一種方形樁地震表面波超穎結構

在審

• 申請號: 202011419784.3
• 申請日: 2020-12-06
• 公開（公告）號: CN112554169A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 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

1.一種方形樁地震表面波超穎結構，其特征在于：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；布置于建筑周邊地面下方，在一定范圍內沿建筑環向布置，利用周期性結構的帶隙特性，衰減2-16Hz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，空心鋼管、結構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的帶隙，從而有效衰減或隔絕地震表面波，從而保護建筑；

地震表面波超穎結構單胞由混凝土、橡膠和空心鋼管組成；在空心鋼管(1)的外部，包覆一層橡膠(2)，使空心鋼管的外部與橡膠層的內側緊密粘接；在橡膠層(2)的外部，增設方形空心混凝土柱(3)，使橡膠層的外部緊密與混凝土柱的內側相連。

2.根據權利要求1所述的一種方形樁地震表面波超穎結構，其特征在于：空心鋼管(1)為方形結構，橡膠層(2)包覆在空心鋼管(1)的外部，混凝土層圍護在橡膠層(2)的外部。

3.根據權利要求1所述的一種方形樁地震表面波超穎結構，其特征在于：空心鋼管(1)采用熱軋無縫鋼管；橡膠層(2)選用工業橡膠；混凝土層(3)選用C20-C40素混凝土。

4.根據權利要求1所述的一種方形樁地震表面波超穎結構，其特征在于：空心鋼管(1)、橡膠層(2)和混凝土層(3)橫截面均為空心方形；空心鋼管(1)、橡膠層(2)和混凝土層(3)三部分軸心相互重合；空心鋼管(1)、橡膠層(2)和混凝土層(3)三部分高度相同，上下表面在同一水平面上。

5.根據權利要求1所述的一種方形樁地震表面波超穎結構，其特征在于：方形樁地震表面波超穎結構采用不同材料制備。

6.根據權利要求1所述的一種方形樁地震表面波超穎結構，其特征在于：方形樁地震表面波超穎結構的材質包括混凝土、橡膠和鋼。

7.根據權利要求1所述的一種方形樁地震表面波超穎結構，其特征在于：混凝土層的混凝土密度ρ₁＝2500kg/m³；楊氏模量E₁＝4×10¹⁰Pa；泊松比γ₁＝0.2；橡膠層的橡膠密度ρ₂＝1300kg/m³；楊氏模量E₂＝1.02×10⁵Pa；泊松比γ₂＝0.47；鋼管層的鋼密度ρ₃＝7850kg/m；楊氏模量E₃＝2.1×10¹¹Pa；泊松比γ₃＝0.3；三種材料制成。