一种安全性高的土木工程抗震结构的制作方法

本发明属于土木工程设备，具体是一种安全性高的土木工程抗震结构。

背景技术：

1、土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称，它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术活动，也指工程建设的对象。即建造在地上或地下、陆上或水中，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、管道、隧道等。对于目前现有的土木工程抗震装置稳定性不佳，抗震效果较差，在发生地震时容易出现断裂或倾斜现象，导致稳定性降低，导致其上的相关建筑材料出现损坏，从而造成大量的材料损耗。

2、为了解决上述问题，中国专利公布号为cn 112343198 a公开了一种土木工程抗震结构，包括上基座、卡块、缓冲筒以及下基座；所述上基座内部设有缓冲层，所述卡块与缓冲筒连接部位的空隙部分内部设有滚珠；所述缓冲筒内部设有第一缓冲组件；所述下基座通过第二缓冲组件与地底实现连接；该装置通过上基座内部的缓冲层对浇筑建筑体起第一次缓冲效果，接着滚珠与缓冲筒内部的第一缓冲组件对浇筑建筑体起第二次缓冲效果，最后通过第二缓冲组件实现第三次缓冲效果，保证了建筑物在遇到地震时的安全性。

3、虽然上述方案通过三次缓冲的设计，提高了土木工程抗震结构对建筑物的抗震效果，但由于地震发生时地面运动是空间运动，水平和竖向的地震波均具有破坏作用，而上述方案三次缓冲对竖向抗震的效果较好，对水平抗震的效果不够理想；因此，有必要提供一种安全性高的土木工程抗震结构，通过对水平地震波和竖向地震波进行缓冲实现减震的目的，以提升上部建筑结构的稳定性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种安全性高的土木工程抗震结构，通过对水平地震波和竖向地震波进行缓冲实现减震的目的，以提升上部建筑结构的稳定性。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种安全性高的土木工程抗震结构，包括上基底和下基底；

3、下基底顶部安装有底座，底座内底壁固定连接有若干第一杆，第一杆顶部嵌入且竖向滑动配合有第二杆，第二杆远离第一杆的一端与底座内顶壁固定连接，第一杆和第二杆上套设有第一弹簧，第一弹簧的一端与底座内底壁固定连接，第一弹簧的另一端与底座内顶壁固定连接；

4、底座顶部设有缓冲层；缓冲层中部固定连接有支柱，缓冲层顶部沿其周向固定连接有若干固定座；

5、固定座内开有空腔，空腔内横向滑动配合有滑块，滑块的侧壁上固定连接有第二弹簧，第二弹簧远离滑块的一端固定连接有第三杆，第三杆与第二弹簧连接的一端贯穿固定座侧壁，第三杆的另一端嵌入有第四杆，且第四杆与第三杆横向滑动配合，第四杆远离第三杆的一端与支柱侧壁固定连接；第三杆和第四杆上套设有第四弹簧，第四弹簧的一端与支柱固定连接，第四弹簧的另一端与固定座固定连接；

6、支柱顶部与上基底固定连接。

7、采用上述方案后实现了以下原理以及有益效果：

8、将该装置安装在下基底上，当发生地震时，第三杆、第四杆和第四弹簧可对水平的地震波进行缓冲，具体为：当水平的地震波冲击较大时，该装置可能会发生左右晃动，则第四杆可能会在地震波的冲击下向第三杆内移动，此时，第三杆和第四杆上的第四弹簧利用自身弹力可对该晃动进行一定程度的缓冲；当水平的地震波冲击很大时，除第四杆会向第三杆内移动外，第三杆可能会在地震波的冲击下向空腔内移动，此时，第二弹簧可对第三杆进行一定程度的缓冲，实现对该晃动进行第二次缓冲；第二弹簧受到第三杆的挤压可能会推动滑块移动，由于滑块在空腔内有一定的移动空间，当第三杆受到水平的地震波的冲击力从而推动滑块移动时，滑块受力移动，且在该移动过程中可对该冲击力进行一定程度的分散，从而实现第三次缓冲。

9、缓冲层、第一杆、第二杆和第一弹簧可对竖向的地震波进行一定程度的缓冲，当竖向的地震波冲击较大时，该装置可能会出现上下晃动，则缓冲层、第一杆、第二杆和第一弹簧可对该晃动进行一定程度的缓冲；通过对水平地震波和竖向地震波进行缓冲实现减震的目的。

10、进一步，缓冲层由黏土和水砂混合而成。

11、有益效果：缓冲层内黏土和水砂的混合作用对地震波的冲击力进行一定程度的缓冲，达到减震效果。

12、进一步，上基底底部沿其周向固定连接有若干倾斜布置的减震柱，减震柱远离上基底的一端与支柱侧壁固定连接；减震柱上套设有第三弹簧，第三弹簧的一端与上基底底部固定连接，第三弹簧的另一端与支柱侧壁固定连接。

13、有益效果：减震柱与上基底构成三角形结构，增加了上基底的稳定性，并且减震柱上的第三弹簧利用自身弹力可对地震波进行一定程度的缓冲，从而达到减震效果。

14、进一步，底座内底壁固定连接有若干竖向布置的铅芯棒，铅芯棒远离底座内底壁的一端贯穿底座顶部延伸至缓冲层内。

15、有益效果：当铅芯棒在受到地震波的冲击剪切变形时，靠其塑性变形吸收能量，在一定程度上实现缓冲减震的目的；震后铅芯棒又通过动态恢复与再结晶过程，对底座进行支撑，用以在一定程度上增加底座的稳固性。

16、进一步，铅芯棒上固定连接有若干缓冲块。

17、有益效果：缓冲块在一定程度上增加了铅芯棒在受压时的支撑强度。

18、进一步，第一杆和第三杆内均填充有非牛顿流体。

19、有益效果：当第二杆或第四杆受到地震波冲击时，第二杆或第四杆分别向第一杆或第三杆内移动，此时第一杆或第三杆内的非牛顿流体可对第二杆或第四杆进行一定程度的缓冲。

20、利用非牛顿流体的特性，当地震波冲击力逐渐变大时，非牛顿流体受到第二杆或第四杆较大的压力，使得非牛顿流体的阻力逐渐变大，从而对第二杆或第四杆进行支撑，来提高第二杆或第四杆分别在第一杆或第三杆内的稳固性。

21、进一步，底座底部固定连接有若干锚筋，底座通过锚筋与下基底连接。

22、有益效果：通过锚筋来连接底座和下基底，用以提高底座的稳定性，在一定程度上增加底座的抗震能力。

23、进一步，底座与下基底之间填充有阻尼材料。

24、有益效果：阻尼材料在一定程度上避免底座与下基地发生相对位移，同时耗散震中的能量。

技术特征：

1.一种安全性高的土木工程抗震结构，其特征在于：包括上基底和下基底；

2.根据权利要求1所述的安全性高的土木工程抗震结构，其特征在于：缓冲层由黏土和水砂混合而成。

3.根据权利要求2所述的安全性高的土木工程抗震结构，其特征在于：上基底底部沿其周向固定连接有若干倾斜布置的减震柱，减震柱远离上基底的一端与支柱侧壁固定连接；减震柱上套设有第三弹簧，第三弹簧的一端与上基底底部固定连接，第三弹簧的另一端与支柱侧壁固定连接。

4.根据权利要求3所述的安全性高的土木工程抗震结构，其特征在于：底座内底壁固定连接有若干竖向布置的铅芯棒，铅芯棒远离底座内底壁的一端贯穿底座顶部延伸至缓冲层内。

5.根据权利要求4所述的安全性高的土木工程抗震结构，其特征在于：铅芯棒上固定连接有若干缓冲块。

6.根据权利要求5所述的安全性高的土木工程抗震结构，其特征在于：第一杆和第三杆内均填充有非牛顿流体。

7.根据权利要求6所述的安全性高的土木工程抗震结构，其特征在于：底座底部固定连接有若干锚筋，底座通过锚筋与下基底连接。

8.根据权利要求7所述的安全性高的土木工程抗震结构，其特征在于：底座与下基底之间填充有阻尼材料。

技术总结
本发明公开了土木工程设备技术领域的一种安全性高的土木工程抗震结构，包括上基底和下基底；下基底顶部安装有底座，底座内底壁固定连接有若干第一杆，第一杆顶部嵌入且竖向滑动配合有第二杆，第二杆远离第一杆的一端与底座内顶壁固定连接，第一杆和第二杆上套设有第一弹簧，第一弹簧的一端与底座内底壁固定连接，第一弹簧的另一端与底座内顶壁固定连接；底座顶部设有缓冲层；缓冲层中部固定连接有支柱，缓冲层顶部沿其周向固定连接有若干固定座；固定座内开有空腔，空腔内横向滑动配合有滑块，滑块的侧壁上固定连接有第二弹簧；通过对水平地震波和竖向地震波进行缓冲在一定程度上实现减震的目的，以提升上部建筑结构的稳定性。

技术研发人员：何源枝,孔华豪,薛卓华
受保护的技术使用者：广州市水务规划勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15