沿壁多点滑动支承结构和混凝土环形平台及支承方法与流程

本发明涉及一种沿壁多点滑动支承结构和混凝土环形平台及支承方法。

背景技术：

在房屋建筑领域，沿岩壁建造的山区建筑目前的支承方式主要采用基础底部固定连接的方式，侧向一般未与岩壁进行连接，以防止侧向连接在结构内力及变形作用下对岩壁产生拉裂破坏，该结构体系方法与平地传统建筑建造方式一致，未利用岩壁的支承作用。如果将主体结构与岩壁连接起来，通过增加结构的侧向支承来增强结构的整体稳定性，需要解决的问题是释放结构对岩壁产生水平力及水平位移，消除对岩壁的拉裂破坏，且连接部位能传递竖向力进行承载。

在现有依附岩壁建造的项目中，其结构体系由下部墩柱及中部环形平台组成，环形平台沿深坑壁环形布置。现有的设计方法是将下部墩柱固定连接，平台与岩壁脱开，该设计方法能确保结构与岩壁之间的相对稳定，但未能利用岩壁的支承作用。如果将环形平台与岩壁固定连接，岩壁对主体结构的能起到支承作用，但连接部位在作业力及变形的影响下，会对岩壁产生较大的拉裂破坏，该问题是目前结构设计中难以解决的难题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种环形平台与岩壁连接既能承载竖向力，又能释放水平力及水平位移，且环形平台沿环向在岩壁位置能水平滑动，消除对岩壁产生的拉裂破坏的沿壁多点滑动支承结构和混凝土环形平台及支承方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的沿壁多点滑动支承结构和混凝土环形平台及支承方法，包括以下步骤：

一种沿壁多点滑动支承结构，包括滑动支座，所述滑动支座包括预埋在环形平台梁底部的上预埋件、预埋在岩壁基础顶面的与上预埋件位置对应的下预埋件以及设置在上、下预埋件之间的滑动件，所述滑动件使得环形平台与岩壁之间形成滑动面。

本实施方式中，所述滑动件为球形滑动件，所述球形滑动件包括上支座板、下支座板和中间球冠板，所述上支座板固定在上预埋件的底部，所述下支座板固定在下预埋件的顶部，所述下支座板上侧面四周设有挡边使得下支座板上侧面形成与中间球冠板大小相匹配的滑槽，所述中间球冠板顶部为半圆球型、底面为平面，所述上支座板面向下支座板一侧设有与中间球冠板顶部相匹配的凹槽，所述中间球冠板底部通过平面滑板安装在下支座板的滑槽内形成第一滑动面，所述中间球冠板顶部通过球面滑板滑动连接在上支座板的凹槽内形成第二滑动面。

本发明还包括一种混凝土环形平台，包括环形平台以及上述沿壁多点滑动支承结构，所述环形平台的支撑结构包括环形平台梁和结构立柱，所述结构立柱的底部通过固定支座固定在地面上，所述环形平台梁的中部支撑在结构立柱上，所述环形平台梁两端通过滑动支座支撑在岩壁基础顶面上。

本实施方式中，所述滑动支座的滑动中心与岩壁之间的距离大于5米。

本发明还包括一种混凝土环形平台多点滑动支承方法，利用上述沿壁多点滑动支承结构，包括以下步骤：

a、建立结构力学模型，根据分析结果确定环形平台梁在岩壁上布设的位置和数量；

b、在环形平台梁的底部布置滑动支座，

在环形平台梁底部预埋上预埋件，在岩壁与环形平台梁对应位置浇筑岩壁基础，将下预埋件预埋在岩壁基础顶面是上，通过设置在上预埋件和下预埋件之间的滑动件将环形平台梁与岩壁基础连接；

c、在环形平台梁上浇筑混凝土环形平台。

本实施方式中，步骤a中，所述环形平台梁需要避开岩壁上有溶洞裂隙的位置。

本实施方式中，所述滑动件的中心与岩壁之间的距离大于5米，且所述滑动件的中心在岩壁竖向滑移面外侧。

本实施方式中，步骤c中，在浇筑混凝土环形平台之前，在上预埋件四周焊接有防止混凝土泄漏到滑动支座内的侧封板，所述上、下预埋件间四周的间隙内填充隔离块隔离，待环形平台终凝后再将隔离块拆除。

本发明的有益效果在于：

(1)通过在环形平台梁与岩壁之间设置滑动支座，增加了结构连接的冗余度，从而增强结构的整体稳定性；同时优化主体结构构件的截面尺寸，减少结构材料投入，与传统结构形式对比可以节约成本减少投资。

(2)通过在每根环形平台梁与岩壁基础之间设置的滑动支座，从而在环向形成多点滑动支座，这样岩壁能承载环形平台产生的竖向力，同时释放出结构对岩壁产生的水平力及水平位移；环形平台沿环向在岩壁周边可水平滑动，消除结构内力与变形对岩壁产生的拉裂破坏，确保结构与岩壁之间的相对稳定。

(3)本方法工艺简单，安装便捷，滑动支座满足滑移量及承载能力的要求；加工制作主要采用机械化模具进行生产，施工快速便捷，适应建筑行业低碳、环保以及可持续性发展的要求。

综上所述，本发明提供了一种将环形平台搭接在山体边坡岩壁上的结构和方法，增强环形平台的整体稳定性，并通过设置滑动支座在满足竖向承载力的要求下，释放混凝土环形平台对岩壁产生水平力及水平位移，有效地解决了环形平台产生水平力及水平位移对岩体拉裂的问题。本发明在满足承载力及控制变形的要求下减少投资，适用于沿山体边坡建设的相关建筑。

附图说明

图1为环形平台与岩壁连接力学模型示意图；

图2为滑动支座沿环形平台环向多点布置图；

图3为环形平台与岩壁滑动支承节点图；

图4为滑动支座组成构造图；

图5为球形滑动件细部设计图；

图6为上预埋件平面构造图；

图7为滑动支座安装隔离措施图。

图中1、环形平台梁，2、岩壁，3、结构立柱，4、固定支座，5、滑动支座，6、上预埋件，7、球形滑动件，8、下预埋件，9、上支座板，10、球面滑板，11、下支座板，12、不锈钢板，13、平面滑板，14、中间球冠板，15、挡边，16、不锈钢盖板，17、槽焊缝，18、侧封板；19、隔离块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图4至7，一种沿壁多点滑动支承结构，包括滑动支座5，所述滑动支座5包括预埋在环形平台梁1底部的上预埋件6、预埋在岩壁基础顶面的与上预埋件6位置对应的下预埋件8以及设置在上、下预埋件之间的滑动件，所述滑动件使得环形平台与岩壁之间形成滑动面。所述滑动件为球形滑动件7，所述球形滑动件7包括上支座板9、下支座板11和中间球冠板14，所述上支座板9固定在上预埋件6的底部，所述下支座板11固定在下预埋件8的顶部，所述下支座板11上侧面四周设有挡边15使得下支座板11上侧面形成与中间球冠板14大小相匹配的滑槽，所述中间球冠板14顶部为半圆球型、底面为平面，所述上支座板9面向下支座板11一侧设有与中间球冠板顶部相匹配的凹槽，所述中间球冠板14底部通过平面滑板13安装在下支座板11的滑槽内形成第一滑动面，所述中间球冠板14顶部通过球面滑板10滑动连接在上支座板9的凹槽内形成第二滑动面。所述滑槽内设置有不锈钢板12增加滑槽的光滑度，减小平面滑板13与滑槽的摩擦力；所述挡边15的设置使得中间球冠板14在滑槽内各向具有±150mm的位移值，所述中间球冠板14的角度使得第二滑动面满足转动角0.02rad的要求。上述球面滑板10、平面滑板13、中间球冠板14的抗压强度不小于60mpa,极限抗压强度不小于200mpa。上、下预埋件材质采用q345b，上、下预埋件的截面尺寸每侧比球形滑动件7宽100mm。

如图1至3，利用上述沿壁多点滑动支承结构，我们可以制作一种混凝土环形平台，所述环形平台的支撑结构包括环形平台梁和结构立柱，所述结构立柱的底部通过固定支座固定在地面上，所述环形平台梁的中部支撑在结构立柱上，所述环形平台梁两端通过滑动支座支撑在岩壁基础顶面上，所述滑动支座的滑动中心与岩壁之间的距离大于5米。

本发明还包括一种混凝土环形平台多点滑动支承方法，具体方法如下：

(1)建立整体结构的力学模型，设定结构支座的连接方式，

参见图1。支座设定结构立柱3，结构立柱3底部与固定支座4连接，环形平台梁1的中部支撑在结构立柱3，环形平台梁1的两端与岩壁2基础顶面采用滑动支座5连接，通过增加环形平台梁1与岩壁侧向支承增强结构的整体稳定性。

具体而言，通过力学模型计算环形平台梁1两端支座在荷载作用下的内力及变形情况，记录沿环向平台各滑动支座的位置对岩壁产生的竖向力及变形量，从而设定环形平台梁1以及滑动支座5数量、位置。

(2)沿混凝土平台滑动支座5环向多点布置，

参见图2。进行滑动支座5多点环向布置，滑动支座5布置应避开岩体有溶洞裂隙区域，并结合环形平台梁1的位置，满足环形平台梁1沿环向在岩壁位置水平滑动的要求。滑动支座5中心要求离岩壁2的内侧边缘大于5米，并且设置在岩壁2竖向滑移面外侧，防止竖向力作用下的劈裂破坏。

(3)进行滑动支座5节点及构造设计，

参见图3、图4及图5。滑动支座5包括下预埋件6、球形滑动件7及上预埋件8，球形滑动件7使得上部平台结构梁1与岩壁2之间形成滑动面。球形滑动件7包括上支座板9、中间球冠板14及下支座板11，上支座板9与中间球冠板14之间设置球面滑板10，中间球冠板14与下支座板11之间设置平面滑板13及2mm厚不锈钢板12；

(4)进行球形滑动件7的加工制作，

参见图4、图5。加工制作球形滑动支座主要要确保加工精度，上支座板9内侧边到挡边15水平滑移量精度要求控制在±1mm以内，滑移值满足支座各向滑动的要求。制作时设置储油槽与各个滑动面连通，储油槽内涂以硅脂润滑油，增强滑动。上支座板9与挡边15之间的滑动间隙上设置不锈钢盖板16，不锈钢盖板16与上支座板9固定连接，与挡边15活动连接，构件加工完应进行防腐防锈处理，出厂前安装临时固定装置和防尘罩。

(5)滑动支座5现场安装，

参见图6、图7在岩壁混凝土基础顶面预埋滑动支座5的下预埋件8，将球形滑动件7的下支座板11焊接在下预埋件8上，下支座板11与下预埋件8的焊接采用四面角焊缝，焊缝高不小于10mm，并连续满焊；然后将上预埋件6焊接在球形滑动件7的上支座板9表面，上预埋件6与上支座板9焊接采用槽焊缝17，槽孔沿埋件四边设置，槽宽50mm，槽孔边离滑动件边净距为150mm，上预埋件6浇筑在混凝土平台结构内。

(6)上部环形平台混凝土浇筑，

参见图6，图7。浇筑环形平台混凝土过程，应采取隔离措施防止滑动支座5浇筑成一体从而限制了滑动支座5滑动，主要采用的隔离方法是在上预埋件6四周边缘焊接200mm高12mm厚侧封板18，防止浇筑混凝土过程底部漏浆；并在上、下预埋件间填充隔离块19进行隔离，所述隔离块19为硬质阻燃挤塑板，待平台结构混凝土凝固后拆除。