一种自复位多防线组合隔震基础的制作方法

本实用新型属于建筑防震减灾领域，特别涉及一种自复位多防线组合隔震基础。

背景技术：

为了确保建筑以及桥梁等生命线工程在地震中发挥应有的功能,减小地震灾害,传统的抗震设计思想以“小震不坏、中震可修、大震不倒”三水准为设防目标,工程结构依靠结构的变形来吸收并消耗地震能量。在结构遭遇到中、小烈度地震时,依靠结构和结构构件来吸收并消耗地震能量是可行的，然而，当构筑物遭遇到大地震或特大罕遇地震时,完全依靠结构及其构件难以吸收并消耗巨大的地震能量。一般来说,结构隔震的主要原理是通过在上部结构和地基之间设置隔震层,延长了整个结构体系的周期,并使变形主要集中在隔震层之内,从而保护上部结构,使其受到的地震荷载大大减小。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种自复位多防线组合隔震基础，该基础能有效将建筑与地面隔离,并且该隔振基础施工方便,可利用结构自身重量自动复位。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种自复位多防线组合隔震基础，其特征在于：包括基础、地基、混合填充物层、上、下地圈梁、隔震垫层和滚动吸能自复位系统；所述基础和地基侧壁保护层之间回填混合填充物层；所述基础上表面铺设隔震垫层，隔震垫层上依次安装下地圈梁、室外地坪以及上地圈梁，上地圈梁上部为上部结构承重柱；所述滚动吸能自复位系统包括上受力钢板、下受力钢板与多个钢珠，下受力钢板上制有多个凹槽，钢珠置于相应的凹槽内，上受力钢板盖合于下受力钢板与钢珠上，上、下受力钢板分别固定于基础底面及地基底面。

所述地基侧壁保护层为钢筋混凝土保护层，其与基础侧壁之间的距离为50cm。

所述上受力钢板与下受力钢板之间留有3cm的间距。

所述钢珠的半径为5cm，凹槽的圆弧半径为10cm。

所述隔震垫层是由沥青油膏和标准砂按照质量比1:2混合制成的沥青—水泥隔震垫层，其厚度为5cm且铺设面积和基础顶部面积相等。

所述混合填充物层是由橡胶颗粒、砂砾和土颗粒按照质量比1:1:2混合制成的橡胶—砂砾—土颗粒混合填充物层，其中橡胶颗粒大小为5mm。

所述橡胶—砂砾—土颗粒混合填充物层竖向由底部垫层填充至距离室外地坪20cm深度处。

本实用新型具有如下的优点和积极效果：

1、本实用新型为一种自复位多防线组合隔震基础，由多道防线共同作用起到减震隔震效果且具有自动复位功效。

①第一道防线为设置在基础和地基之间的滚动吸能自复位系统，地震波传至地基时，该系统的下受力钢板首先发生振动，由于系统内高强度钢珠在相应凹槽内发生滚动导致上、下受力钢板之间发生相对错动吸收消耗地震能，从而减小基础及上部结构的地震响应。

②第二道防线为填充于基础及地基侧壁保护层间的橡胶—砂砾—土颗粒混合填充物层，该混合填充物层夯实后具有一定强度，可保证地基的整体性，由于其中的橡胶颗粒及砂砾，该混合物同时起到缓冲吸能和压缩回弹的效果，可吸收地震能量以避免上部结构受到破坏，确保了上部结构的稳定性。另外，该混合填充物层可有效防止自复位系统相对错动过大导致系统脱位失效，从而确保了第一道防线的稳定性及基础的整体性。同时，该混合填充物层也起到一定的阻尼效果，防止地震发生时下部自复位系统摇摆时间过长。

③第三道防线为沥青—水泥隔震垫层，该垫层可通过摩擦滑移来损耗地震能量，以达到减震效果。

2、本实用新型混合填充物层中的橡胶颗粒由废弃轮胎经加工破碎后获得，可使废弃轮胎再利用，不仅节约了地基建设费用，而且减少环境污染，绿色环保。

3、本实用新型地基侧壁保护层采用现浇的钢筋混凝土保护层，不仅可防止废弃轮胎的橡胶颗粒对周围土体造成污染，而且钢筋混凝土保护层可增加系统的刚度，增强减震效果及地基整体稳定性。

4、本实用新型钢地基侧壁保护层(钢筋混凝土保护层)与基础侧壁之间的距离为50cm，该距离可保证保护层与基础建有充足的混合填充物来吸收地震能量，保证滚动吸能自复位系统及上部结构的稳定性。

5、本实用新型隔震垫层由沥青油膏和标准砂的质量比为1:2混合制成，其厚度为5cm，该厚度的沥青—砂砾隔震垫层可以满足一定的阻尼要求，达到滑移减震的作用。

6、本实用新型制作工艺简单、造价低廉且易于施工。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的剖面图；

图3是本实用新型整体使用状态示意图。

图中，1-基础，2-地基侧壁保护层，3-混合填充物层，4-隔振垫层，5-6为上、下地圈梁，7-高强滚珠，8-上受力钢板，9-下受力钢板，10-凹槽，11-底部垫层，12-室外地坪。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅附图，一种自复位多防线组合隔震基础，由基础、地基、混合填充物层、上、下地圈梁、隔震垫层和滚动吸能自复位系统组成。

一、所述滚动吸能自复位系统是本实用新型的第一道防线，由上受力钢板8、下受力钢板9与多个高强钢珠7组成，下受力钢板9上制有多个凹槽，高强钢珠置于相应的凹槽内，上受力钢板8盖合于下受力钢板9与高强钢珠7上，上、下受力钢板分别固定于基础底面及地基底面。上受力钢板8与下受力钢板9之间留有3cm的间距以确保两钢板之间可相对错动。高强度钢珠7半径取5cm，凹槽10的圆弧半径取10cm，圆弧半径大于钢珠半径以保证上、下受力钢板可以相对错动，起到良好的隔振吸能效果。地震结束后，利用建筑物上部结构自身重量及钢珠于圆弧中滚动效果，此系统可实现基础自动复位，避免基础过度变形引起破坏。

上述上、下受力钢板边缘处及间隙用防水材料覆盖，与填充材料隔离，避免自复位系统锈蚀及填充物颗粒进入自复位系统，影响隔振效果。凹槽设置数量由上部结构荷及基底面积共同决定，数量不可过少，避免基底应力集中现象造成基础破坏。

该系统通过上、下受力钢板的相对错动来吸收消耗地震能量，避免上部结构过度变形造成破坏，且该系统可利用结构自身重量进行自动复位。

二、所述基础1和地基侧壁保护层2之间回填混合填充物层3，该混合填充物层采用橡胶颗粒、砂砾和土颗粒按照质量比1:1:2混合制成橡胶—砂砾—土颗粒混合填充物层3，其中橡胶颗粒大小为5mm。该混合填充物层3夯实后具备一定强度，保证了地基的整体性，由于其中的橡胶颗粒及砂砾，该混合填充物层3同时起到缓冲吸能效果，确保了上部结构的稳定性及防止第一道防线的失效。橡胶—砂砾—土颗粒混合填充物层3为本实用新型的第二道防线。

所述橡胶—砂砾—土颗粒混合填充物层3竖向由底部垫层11(素混凝土垫层)填充至距离室外地坪20cm深度处。

三、所述基础上表面铺设隔震垫层，隔震垫层上依次安装下地圈梁5、室外地坪12以及上地圈梁6，上地圈梁6上部为上部结构承重柱；所述隔震垫层4由沥青油膏和标准砂按照质量比1:2混合由磨具压实而成沥青—水泥隔震垫层4，在室温环境下养护三天取出使用。该隔震垫层4的铺设面积和基础1顶部面积相等且其厚度为5cm，该厚度的沥青—砂砾隔震垫可以满足一定的阻尼要求，达到滑移减震的作用。沥青—水泥隔震垫层4主要通过摩擦耗能的方式来降低上部结构的地震响应，是本实用新型的第三道防线。

四、所述地基侧壁保护层2为钢筋混凝土保护层，与基础1侧壁之间的距离为50cm，该距离可保证保护层与基础建有充足的橡胶—砂砾—土颗粒混合填充物层3回填于空隙来吸收地震能量，保证混合填充物层3充分发挥作用，保证滚动吸能自复位系统及上部结构的稳定性。该地基侧壁保护层2不仅可防止废弃轮胎的橡胶颗粒对周围土体造成污染，而且可增加系统的刚度，增强减震效果及地基整体稳定性。

本实用新型可有效起到吸能隔振作用，通过多道防线消耗吸收地震能量，保障了上部结构的稳定性及人身财产安全，并且自复位多防线组合隔震基础具有绿色环保、施工方便和适用性广等特点。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。