张拉平衡式抗震隔振基础的施工方法与流程

本发明涉及一种地震区用的基础，具体是一种张拉平衡式抗震隔振基础以及该基础的施工方法。

背景技术：

1、抗震隔振基础多用于桥梁、高层建筑等建筑物的基础部位，用于减小地震和振动对上部结构的不利影响。目前，抗震隔振基础多用于大型建构筑物，具有构造复杂、建设费用较高、不易更换的缺点，对于小型建筑基础及轻型结构基础适用性较差。

2、申请公布号为cn 113186810 a的专利公开了一种适用于预制拼装桥墩的连接铰，包括上盘、下盘、预应力筋和屈曲约束支撑，上盘设置在墩柱底部，下盘则固定在承台上，上盘和下盘的中间区域呈球面接触配合并形成球铰结构，屈曲约束支撑布置在上盘和下盘之间并位于球铰结构周围。在地震作用下，上盘的球铰头与下盘的球铰窝之间发生相对转动，延长结构周期，上盘与下盘之间的屈曲约束支撑通过其自身(芯材)的塑性变形来耗散能量，兼有普通支撑和耗能构件的双重作用，震后可以进行更换，上盘与下盘之间的预应力筋处于弹性状态，预应力筋提供恢复力，以达到自复位的功能。上述专利通过屈曲约束支撑的塑性变形来耗散能量，屈曲约束支撑出现塑性变形后并不能自行恢复，上盘在屈曲约束支撑的塑性变形范围内的摆动就不能继续通过屈曲约束支撑的塑性变形来耗散能量，导致消能效果不佳，而且屈曲约束支撑使用一次就需要更换。为了实现屈曲约束支撑的更换，上盘与下盘之间的间隙，以及上盘和下盘的外侧并未充填任何结构不能充填任何材料，否则充填的材料会阻碍屈曲约束支撑的更换，倾覆力矩完全依赖预应力筋以及屈曲约束支撑产生的恢复力矩进行平衡，导致预应力筋的强度要求高，并且数量偏多，结构较为复杂。

技术实现思路

1、本发明首先提供一种张拉平衡式抗震隔振基础，解决现有抗震隔振基础抗震隔振效果不佳的问题。

2、本发明采用的技术方案是：张拉平衡式抗震隔振基础，包括位于基础持力层顶面的支座结构以及充填于支座结构外部周围的阻振填料，支座结构包括上支座、下支座、球体和张拉件，上支座包括顶板以及固定于顶板底面的上支撑件，上支撑件的底部设置上球铰碗扣，上球铰碗扣的开口朝下，下支座包括底板以及固定于底板顶面的下支撑件，下支撑件的顶部设置下球铰碗扣，下球铰碗扣的开口朝上，上球铰碗扣和下球铰碗扣相互对应并且与球体适配，球体放置于上球铰碗扣和下球铰碗扣之间并形成球铰结构，上球铰碗扣和下球铰碗扣之间预留于间隙，上支座与下支座之间还还设置至少三根张拉件，每根张拉件上分别设置阻尼器，各根张拉件分布于球铰结构的周围。

3、根据阻振填料的受力，进一步的是：阻振填料在竖直截面上的外轮廓呈上大下小的等腰梯形，上支座的顶板与下支座的底板之间距离与等腰梯形的高相等。

4、具体的：阻振填料包括分层交错填筑的级配卵石和级配砾石，级配卵石和级配砾石之间的间隙充填发泡型膨胀密封堵料。

5、为了能利用上球铰碗扣和下球铰碗扣控制两者在水平面上相对转动的角度，进一步的是：上球铰碗扣和下球铰碗扣之间相互适配的齿口结构，并且口的宽度大于齿的宽度。

6、为了确保支撑件和下支撑件的强度，进一步的是：上支撑件和下支撑件在水平截面上呈放射状并且具有至少三条放射线，任意相邻两条放射线形成的中心角的角度相等，每条放射线对应的板件的板面竖直布置。例如，上支撑件和下支撑件在水平截面上均呈十字形，顶板和底板均呈正方形，顶板的四角和底板的四角之间设置四根张拉件。

7、为了确保支座结构的材料强度，具体的：支座结构全部为钢制件，球体为实心钢球。

8、具体的：张拉件上的阻尼器为建筑粘滞阻尼器。

9、本发明还提供一种张拉平衡式抗震隔振基础的施工方法，用于上述张拉平衡式抗震隔振基础的施工，同样解决现有抗震隔振基础抗震隔振效果不佳的问题。张拉平衡式抗震隔振基础的施工方法，包括下述步骤s1～s4。

10、s1、开挖基坑与并在基坑内施工基础持力层。

11、s2、在基础持力层的顶面安装支座结构，先安装下支座并对下支座的位置进行调整，再将球体放置于下球铰碗扣内，再安装上支座，上支座与下支座之间形成球铰结构，最后在上支座与下支座之间安装至少三根张拉件，每根张拉件上分别设置阻尼器，各根张拉件分布于球铰结构的周围。其中，支座结构包括上支座、下支座、球体和张拉件，上支座包括顶板以及固定于顶板底面的上支撑件，上支撑件的底部设置上球铰碗扣，上球铰碗扣的开口朝下，下支座包括底板以及固定于底板顶面的下支撑件，下支撑件的顶部设置下球铰碗扣，下球铰碗扣的开口朝上，上球铰碗扣和下球铰碗扣相互对应并且与球体适配，上球铰碗扣和下球铰碗扣之间预留于间隙。

12、为了能利用上球铰碗扣和下球铰碗扣控制两者在水平面上相对转动的角度，进一步的是：上球铰碗扣和下球铰碗扣之间相互适配的齿口结构，并且口的宽度大于齿的宽度。

13、为了确保支撑件和下支撑件的强度，进一步的是：上支撑件和下支撑件在水平截面上呈放射状并且具有至少三条放射线，任意相邻两条放射线形成的中心角的角度相等，每条放射线对应的板件的板面竖直布置。例如，上支撑件和下支撑件在水平截面上均呈十字形，顶板和底板均呈正方形，顶板的四角和底板的四角之间设置四根张拉件。

14、为了确保支座结构的材料强度，具体的：支座结构全部为钢制件，球体为实心钢球。

15、具体的：张拉件上的阻尼器为建筑粘滞阻尼器。

16、s3、在支座结构的顶面安装上部结构。

17、s4、在基坑内填筑阻振填料至支座结构的顶部。

18、根据阻振填料的受力，进一步的是：阻振填料在竖直截面上的外轮廓呈上大下小的等腰梯形，上支座的顶板与下支座的底板之间距离与等腰梯形的高相等。

19、具体的：阻振填料包括分层交错填筑的级配卵石和级配砾石，级配卵石和级配砾石之间的间隙充填发泡型膨胀密封堵料。例如，按照重量计，级配卵石占阻振填料的40％～60％，级配砾石占阻振填料的30％～50％。

20、本发明的有益效果是：支座结构外部周围充填阻振填料，在地震作用下，张拉件与阻振填料均起到消能减震的作用，支座结构相对的两侧均设有张拉件，其中一侧的张拉件受拉，另一侧的张拉件受压，避免完全由张拉件进行消能减震，从而导致张拉件受力要求偏高的问题。张拉件上设置阻尼器，张拉件可以多次伸缩变形，张拉件并不会在使用一次后就失效，在张拉件的允许变形量的范围内，在发生地震的整个期间，张拉件都能有效地消能减震，确保抗震隔振的效果。支座结构外部周围充填阻振填料，整体稳定性高，使用寿命长。张拉平衡式抗震隔振基础的组成简单，施工便捷，制造成本较低，通过采用简单的传力模式，支座结构采用可拆卸的机械连接方式，便于安装，施工成本也较低，能够满足小型建筑物和轻型结构基础的抗震隔振要求。

技术特征：

1.张拉平衡式抗震隔振基础的施工方法，其特征在于：包括下述步骤：

2.如权利要求1所述的张拉平衡式抗震隔振基础的施工方法，其特征在于：上球铰碗扣(33)和下球铰碗扣(43)之间相互适配的齿口结构，并且口的宽度大于齿的宽度。

3.如权利要求1所述的张拉平衡式抗震隔振基础的施工方法，其特征在于：上支撑件(32)和下支撑件(42)在水平截面上呈放射状并且具有至少三条放射线，任意相邻两条放射线形成的中心角的角度相等，每条放射线对应的板件的板面竖直布置。

4.如权利要求3所述的张拉平衡式抗震隔振基础的施工方法，其特征在于：上支撑件(32)和下支撑件(42)在水平截面上均呈十字形，顶板(31)和底板(41)均呈正方形，顶板(31)的四角和底板(41)的四角之间设置四根张拉件(6)。

5.如权利要求1～4任一项所述的张拉平衡式抗震隔振基础的施工方法，其特征在于：支座结构全部为钢制件，球体(5)为实心钢球。

6.如权利要求1～4任一项所述的张拉平衡式抗震隔振基础的施工方法，其特征在于：张拉件(6)上的阻尼器(7)为建筑粘滞阻尼器。

7.如权利要求1～4任一项所述的张拉平衡式抗震隔振基础的施工方法，其特征在于：阻振填料(2)在竖直截面上的外轮廓呈上大下小的等腰梯形，上支座(3)的顶板(31)与下支座(4)的底板(41)之间距离与等腰梯形的高相等。

8.如权利要求1～4任一项所述的张拉平衡式抗震隔振基础的施工方法，其特征在于：阻振填料(2)包括分层交错填筑的级配卵石(21)和级配砾石(22)，级配卵石(21)和级配砾石(22)之间的间隙充填发泡型膨胀密封堵料(23)。

9.如权利要求8所述的张拉平衡式抗震隔振基础的施工方法，其特征在于：级配卵石(21)占阻振填料(2)的40％～60％，级配砾石(22)占阻振填料(2)的30％～50％。

技术总结本发明公开了一种张拉平衡式抗震隔振基础的施工方法，涉及一种地震区用的基础，解决现有抗震隔振基础抗震隔振效果不佳的问题，采用的技术方案是：张拉平衡式抗震隔振基础的施工方法，首先，在开挖基坑与并在基坑内施工基础持力层；其次，在基础持力层的顶面安装支座结构，具体是先安装下支座并对其调整位置，再将球体放置于下球铰碗扣内，再安装上支座，上支座与下支座之间形成球铰结构，再在上支座与下支座之间安装至少三根张拉件，每根张拉件上分别设置阻尼器；再次，在支座结构的顶面安装上部结构；最后，在基坑内填筑阻振填料至支座结构的顶部。本发明用于小型建筑物和轻型结构抗震隔振基础的施工。技术研发人员：陈阳,张思璐,李茜受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2