专利名称：一种适应地基不均匀沉降的支座及其实现方法
技术领域：
本发明涉及一种适应地基不均匀沉降的支座及其实现方法，尤其适用于地下开采 引起的大幅度不均匀沉陷地区的框架结构建筑，也适用于其它不均匀沉降地基上的框架结构建筑。
背景技术：
框架结构的建筑物在我国应用非常广泛，但纯框架结构抵抗地基不均匀变形的性能较差，不均匀沉降会引起框架结构的梁柱产生较大的附加内力和附加变形。因此，我国《建筑地基基础设计规范》(GB50007— 2002)第5. 3节对建筑物地基变形允许值给出相关限制，5. 3. 3条规定对于框架结构和单层排架结构应由相邻柱基的沉降差控制。限制了框架结构建筑物应用于有不均匀沉降变形的地基。目前减小不均匀沉降的措施一方面是从建筑布置上避免不均匀沉降地基，另一方面是在结构上采取增大基础刚度，加大梁柱截面、设置基础梁等，这两种措施都是以“硬抗”作为主导思想的措施来减小不均匀沉降，虽然能起到一定的效果，但其结构复杂，装拆不易，大幅度增加了建筑物的造价。本发明的技术核心是使用吸水膨胀，失水收缩，且具有高强度的材料。膨胀岩属于岩石中的特殊类型。它的亲水性异常强烈。由于其含有大量亲水矿物，湿度变化时有较大的体积变化，变形受约束时产生较大内应力。其中某些种类的膨胀岩强度较大，变形也较大，可以满足本发明的需要。
发明内容
鉴于已有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种结构简单、装拆方便、工程造价低、抗压、抗弯及抗剪承载力高的自适应地基不均匀沉降的框架柱支座及其实现方法。本发明所涉及的适应地基不均匀沉降的支座，包括内筒、外筒和连通管道。外筒中设有膨胀层，膨胀层之间用隔离层隔开，用于防止液体在相邻膨胀层之间通过膨胀层材料中的孔隙上升，膨胀层的厚度及数量根据不同的工程需要有所变化。为了增加抗剪、抗弯承载力，内外筒之间设有筒间支护。外筒筒壁设有开口，用于安装连通管道。外筒的底部设有连接下部基础的底盘，内筒的顶部设有连接框架柱脚的顶盘。底盘和顶盘上设有螺孔，用于连接框架柱及基础。连通管道将相邻的支座连接形成连通器。所述内筒的下部安装于外筒内部，内外筒之间的连接密闭，用于防止液体的泄漏，内筒和外筒可以在本支座的调控范围内发生竖直方向上的相互移动。所述的膨胀层优选为膨胀岩切片。所述的隔离层优选为不锈钢片。本发明所涉及的支座适应地基不均匀沉降的实现方法是在基础与上部建筑物的框架柱脚之间安装本发明所涉及的支座，该支座连接上部的框架柱和下部的基础，当某处地基发生向下的不均匀沉降时，该处基础带动该处支座向下移动，该支座将自动伸长，直到抵消地基不均匀沉降的影响为止；反之，当某处地基发生向上的不均匀沉降时，该处基础带动该处支座向上移动，该支座将自动缩短，直到抵消地基不均匀沉降的影响为止。通过该支座的自动变形，可以消除地基不均匀沉降的影响。本发明所涉及的支座的安装方法是在基础与上部建筑物的框架柱脚之间安装本 发明所涉及的支座，该支座连接上部的框架柱脚和下部的基础。使用螺栓通过顶盘和底盘上所设置的螺孔将该支座与框架柱脚及基础连接。该支座在安装时先在建筑物的每一个基础与框架柱脚之间单独安装，待所有支座全部安装完毕后用连通管道通过设置在外筒筒壁上的开口将所有支座连通，最后注入液体，所有支座形成一个整体。本发明与现有技术相比有如下优点本发明在每个基础与框架柱脚之间安装一个支座，通过连通管道将所有支座之间组成一个连通器，连通器内部的液体形成水平面，利用简单的方法确定了一个水平面。由于本发明所涉及的支座的原理，该支座可适应地基发生向上或向下的不均匀沉降，及地基发生倾斜等各种不同情况产生的地基不均匀沉降，具有广泛的适应性。本发明所涉及的支座具有适应地基不均匀变形的能力，有较高的灵敏度，一旦不均匀沉降产生即可自动变形，利用支座的自动伸长、缩短来消除地基不均匀沉降的影响。该支座与框架柱和基础用螺栓连接，便于安装和拆卸，可以实现框架结构柱随地基不均匀沉降自动伸长，缩短，减小不均匀变形对框架结构的影响和破坏，并可以随时更换维护，为框架结构的更好应用提供基础。该支座有较大的抗压、抗弯及抗剪承载力，具有广泛的实用性。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图I是本发明适应地基不均匀沉降的框架支座布局示意图。图2是本发明所涉及支座的构造图。图3是本发明所涉及支座内外筒之间的筒间支护的截面示意图。图中1、基础，2、框架柱脚，3、连通管道，4、外筒，5、内筒，6、膨胀层，7、隔离层，8、筒间支护，9、顶盘，10、底盘，11、液体，12、螺孔。
具体实施例方式下面结合附图做进一步说明。本发明所涉及的适应地基不均匀沉降的支座，包括内筒(5)、外筒(4)和连通管道
(3)，外筒(4)中设有膨胀层(6)，膨胀层(6)之间设有隔离层(7)，用于防止液体(11)通过膨胀层(6)材料的孔隙在相邻的膨胀层(6)之间上升，外筒(4)筒壁上设有开口，用于安装连通管道(3)。外筒(4)的底部设有连接下部基础(I)的底盘(10)，内筒(5)的顶部设有连接框架柱脚(2)的顶盘(9)。在顶盘(9)和底盘(10)上设置有螺孔(12)，用于安装螺栓。内筒(5)的下部安装于外筒(4)内部，内筒(5)、外筒(4)之间的连接密闭，防水，且在内筒(5)、外筒(4)之间设有筒间支护(8)以增加支座的抗弯、抗剪承载力。内筒(5)、外筒(4)可以在本支座的调控范围内发生竖直方向上的相互移动。在外筒(4)中设有液体(11)，连通管道(3 )通过设置在外筒(4 )筒壁上的开口相邻的支座连接，所有支座和连通管道(3 )形成一个连通器，液体(11)在连通器中将保持一个水平面，故所有支座中的液体(11)相对于地面的高度将保持一致。所述的膨胀层(6)优选为膨胀岩切片。所述的隔离层(7)优选为不锈钢片。本发明所涉及的支座适应地基不均匀沉降的实现方法是在基础(I)与上部建筑物的框架柱脚(2)之间安装本发明所涉及的支座，该支座使用螺栓通过顶盘(9)和底盘
(10)上所设置的螺孔(12)与框架柱脚(2)及基础(I)连接，所有本发明所涉及的支座和连通管道(3)形成一个连通器，当某处地基向下沉降时，该处基础(I)带动该处支座向下移动，该支座内部处于连通器中的水平面之下的膨胀层出)的数量就将增加，新增的处于连通器中的水平面之下的膨胀层(6)将会吸水膨胀，使支座伸长，直到达到新的平衡，抵消地基的不均匀沉降为止。同理，当某处地基向上沉降时，该处基础(I)带动该处支座向上移动，该支座内部处于连通器中的水平面之上的膨胀层出)的数量就将增加，新增的处于连通器中的水平面之上的膨胀层(6)将会失水收缩，使支座缩短，直到达到新的平衡，抵消地基的不均匀沉降为止。由于膨胀层(6)之间设有隔离层(7)，所以膨胀层(6)中的液体不会通过膨胀层(6 )材料的孔隙进入相邻的膨胀层(6 )之间。通过这种方式，此支座可自动适应各种不同情况产生的地基不均匀沉降，消除地基不均匀沉降的影响。本发明所涉及的支座的安装方法是在基础(I)与上部建筑物的框架柱脚(2)之间安装本发明所涉及的支座，该支座连接上部的框架柱脚(2)和下部的基础(I)。使用螺栓通过顶盘(9)和底盘(10)上所设置的螺孔(12)将该支座与框架柱脚(2)及基础(I)连接。该支座在安装时先在建筑物的每一个基础(I)与框架柱脚(2)之间单独安装，待所有支座全部安装完毕后用连通管道(3)通过设置在外筒(4)筒壁上的开口将所有支座连通，最后注入液体(11)，所有支座形成一个整体。以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
1.一种适应地基不均匀沉降的支座，包括内筒(5)、外筒(4)和连通管道(3)，其特征在于外筒(4)中设有膨胀层(6)，膨胀层(6)之间设有隔离层(7)，外筒(4)筒壁上设有用于安装连通管道(3 )的开口，连通管道(3 )通过设置在外筒(4 )筒壁上的开口将相邻的支座连接，在外筒(4)中设有液体(11)。
2.根据权利要求I所述的适应地基不均匀沉降的支座，其特征是内筒(5)的下部安装于外筒(4)内部，内筒(5)、外筒(4)之间的连接密闭、防水。
3.根据权利要求I所述的适应地基不均匀沉降的支座，其特征是在内筒(5)、外筒(4)之间设有筒间支护(8)。
4.根据权利要求I所述的适应地基不均匀沉降的支座，其特征是外筒(4)的底部设有连接下部基础(I)的底盘(10)，内筒(5)的顶部设有连接框架柱脚(2)的顶盘(9)。
5.根据权利要求4所述的适应地基不均匀沉降的支座，其特征是顶盘(9)和底盘(10)上设置有螺孔(12)，用于安装螺栓。
6.根据权利要求I所述的适应地基不均匀沉降的支座，其特征是所述的膨胀层(6)优选为膨胀岩切片。
7.根据权利要求I所述的适应地基不均匀沉降的支座，其特征是所述的隔离层(7)优选为不锈钢片。
8.一种适应地基不均匀沉降的支座的实现方法，其特征在于在基础(I)与上部建筑物的框架柱脚(2)之间安装本发明所涉及的支座，所有本发明所涉及的支座和连通管道(3)形成一个连通器，当某处地基发生向下的不均匀沉降时，该处基础(I)带动该处支座向下移动，该支座内部处于连通器中的水平面之下的膨胀层出)的数量就将增加，新增的处于连通器中的水平面之下的膨胀层(6)将会吸水膨胀，使支座伸长，直到达到新的平衡，抵消地基的不均匀沉降为止；反之，当某处地基发生向上的不均匀沉降时，该处基础(I)带动该处支座向上移动，该支座内部处于连通器中的水平面之上的膨胀层出)的数量就将增加，新增的处于连通器中的水平面之上的膨胀层(6)将会失水收缩，使支座缩短，直到达到新的平衡，抵消地基的不均匀沉降为止。
9.根据权利要求8所述的适应地基不均匀沉降的支座的实现方法，其特征在于该支座使用螺栓通过顶盘(9)和底盘(10)上所设置的螺孔(12)与框架柱脚(2)及基础(I)连接。
10.一种适应地基不均匀沉降的支座的安装方法，其特征在于在基础(I)与上部建筑物的框架柱脚(2)之间安装本发明所涉及的支座，该支座连接上部的框架柱脚(2)和下部的基础(I )，使用螺栓通过顶盘(9)和底盘(10)上所设置的螺孔(12)将该支座与框架柱脚(2)及基础(I)连接，待所有支座全部安装完毕后用连通管道(3)通过设置在外筒(4)筒壁上的开口将所有支座连通，注入液体(11)。
全文摘要
本发明公开了一种适应地基不均匀沉降的支座及其实现方法。该支座包括内筒、外筒和连通管道，其特点是外筒中设有膨胀层，膨胀层之间用隔离层隔开，外筒的底部设有连接下部基础的底盘，内筒顶部设有连接框架柱脚的顶盘。该支座适应地基不均匀沉降的实现方法是在钢筋混凝土基础与上部建筑物的框架柱脚之间安装本发明所涉及的支座，当某处地基发生不均匀沉降时，该处钢筋混凝土基础带动该处支座移动，该支座将自动变形，直到抵消地基不均匀沉降的影响为止。该支座可适应不同情况的地基不均匀沉降，适用于不均匀沉陷地区的框架结构建筑，具有广泛的适应性，便于安装和拆卸，并可以随时更换维护。
文档编号E04B1/36GK102912858SQ201210467499
公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者朱昱 申请人:朱昱