一种附加摩擦板支撑的地下结构减震控制体系的制作方法

本发明涉及一种附加摩擦板支撑的地下结构减震控制体系，属于地下结构抗震技术领域。

背景技术：

震害调查表明，地下结构中柱为其抗震薄弱环节，这主要是由于在地震作用过程中，地下结构上覆土体的重力和竖向惯性力极大地增加了中柱的轴压比，导致其侧向变形能力不足，中柱容易在较大的侧向变形作用下发生破坏。引起中柱发生较大变形的原因在于，地下结构地震反应受围岩土体的变形约束，当地震引起的围岩土体变形施加在地下结构上时，这种变形荷载会通过结构顶底板传递给结构中柱，从而引起中柱因变形能力不足而发生破坏，甚至导致地下结构在地震中发生严重的塌毁。

传统的减隔震控制技术应用于地下结构时，主要设置于结构中柱与顶底梁之间，以减小传递至中柱的水平变形荷载，起到保护结构中柱的作用，但由于施加在地下结构上的围岩土体变形不变，增大了地震导致的结构侧墙和墙板节点的损伤破坏。由于地下结构上覆土体的重力和竖向惯性力必须由地下结构自身承担，因此，更为合理的地下结构减隔震控制技术应该从减小作用于地下结构上的水平向变形入手。

技术实现要素：

为了减小地下结构地震反应程度，控制地震导致的地下结构损伤破坏与残余变形，本发明提出了一种附加摩擦板支撑的地下结构减震控制体系，通过摩擦板的滑动变形，减小地震导致的地下结构水平变形和震后残余变形，提高地下结构抗震能力。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种附加摩擦板支撑的地下结构减震控制体系，用于减小地下结构地震反应与残余变形，地下结构抗震能力，包括围护结构、冠梁、顶板、顶梁、顶层柱、中板、中梁、底层柱、底梁，底板、侧墙、预埋件、摩擦板支撑、腰梁和肥槽，所述地下结构由顶板、顶梁、顶层柱、中板、中梁、底层柱、底梁、底板和侧墙组成，顶板两侧设置有侧墙，中板设置在顶板和底板之间，中板与顶板和底板之间分别设置有顶层柱以及底层柱；顶层柱上部与顶板之间设置有顶梁，底层柱与中板和底板之间分别设置有中梁和底梁；地下结构两侧均设置有围护结构；围护结构中部和顶部分别设有腰梁和冠梁，腰梁和冠梁的标高分别与所述中板和顶板相同；围护结构与地下结构的侧墙之间设有肥槽；在侧墙与冠梁和腰梁同标高的位置处设置有预埋件，围护结构冠梁和腰梁也对应设有预埋件；围护结构冠梁与顶板通过摩擦板支撑连接，围护结构腰梁与中板也通过摩擦板支撑连接，摩擦板支撑两端直接固定在对应的预埋件上，即摩擦板支撑设置在肥槽内；地下结构正常工作时，只要由两侧围护结构承担土压力；地震作用时，两侧围护结构将受到的地震荷载，通过摩擦板支撑传递至地下结构的侧墙，同时摩擦板支撑滑动变形消耗地震能量，减小地下结构变形，地下结构的侧墙提供给摩擦板支撑的反力可以抵抗部分土压力；地震结束后，通过修复摩擦板支撑将地下结构与围护结构恢复到变形前位置，消除结构残余位移，实现震后地下结构功能的快速恢复。

进一步地，所述的地下结构两侧对称布置围护结构。

进一步地，所述的围护结构与底板浇筑在一起。

进一步地，所述摩擦板支撑布置在肥槽中，布置间距取决于静止土压力和围岩土体水平向刚度。

进一步地，所述的摩擦板支撑水平布置，最大滑动摩擦力和滑动距离取决于围岩土体的侧向刚度、地下结构与围岩土体的最大容许变形。。

进一步地，所述冠梁横截面呈内侧向的“l”字型，其向内侧伸出部分的底部部分压在所述顶板顶部，接触面光滑处理并设置防水材料。。

进一步地，所述顶梁、中梁以及底梁的截面尺寸均大于所述顶层柱和底层柱的宽度。

进一步地，所述预埋件为预埋钢板。

进一步地，所述预埋钢板内侧设置有钩筋，钩筋伸入并预埋设置在对应的侧墙、冠梁以及腰梁内。

进一步地，所述顶梁和底梁分别与顶板、底板之间采用等腰梯形截面过渡。

相对于现有技术，本发明具有如下技术效果：

1、本发明所述的设置于肥槽中的水平向摩擦板支撑，通过滑动变形耗散地震能量，同时减小作用于地下结构的水平向变形，起到减小地下结构地震反应的作用。

2、震后通过修复产生变形的摩擦板支撑，可以将地下结构和围护结构恢复至其震前位置。

3、该结构体系形式简单，符合基于失效模式和快速修复的地下结构减震控制理念。

附图说明

图1为本发明地下结构减震控制体系横断面图；

图2为本发明地下结构减震控制体系俯视图。

图中，1-围护结构、2-冠梁、3-顶板、4-顶梁、5-顶层柱、6-中板、7-中梁、8-底层柱、9-底梁，10-底板、11-侧墙、12-预埋件、13-摩擦板支撑、14-腰梁、15-肥槽。

具体实施方式

下面结合附图1-2对本发明进行详细说明。

实施例1

本发明适用的典型地下结构横断面图如图1-2所示，为一种附加摩擦板支撑的地下结构减震控制体系，用于减小地下结构地震反应与残余变形，地下结构抗震能力，包括围护结构1、冠梁2、顶板3、顶梁4、顶层柱5、中板6、中梁7、底层柱8、底梁9，底板10、侧墙11、预埋件12、摩擦板支撑13、腰梁14和肥槽15，地下结构由顶板3、顶梁4、顶层柱5、中板6、中梁7、底层柱8、底梁9、底板10和侧墙11组成，顶板3两侧设置有侧墙11，中板6设置在顶板3和底板10之间，中板6与顶板3和底板10之间分别设置有顶层柱5以及底层柱8。顶层柱5上部与顶板3之间设置有顶梁4，底层柱8与中板6和底板10之间分别设置有中梁7和底梁9，顶梁4、中梁7以及底梁9的截面尺寸均大于顶层柱5和底层柱8的宽度，且顶梁4和底梁9分别与顶板3、底板10之间采用等腰梯形截面过渡，用以有效传递应力和压力。地下结构两侧均设置有围护结构1。地下结构两侧对称布置围护结构1，围护结构1与底板10浇筑在一起。围护结构1中部和顶部分别设有腰梁14和冠梁2，腰梁14和冠梁2的标高分别与中板6和顶板3相同。围护结构1与地下结构的侧墙11之间设有肥槽15。在侧墙11与冠梁2和腰梁14同标高的位置处设置有预埋件12，围护结构1冠梁2和腰梁14也对应设有预埋件12，为预埋钢板，预埋钢板内侧设置有钩筋，钩筋伸入并预埋设置在对应的侧墙11、冠梁2以及腰梁14内。围护结构1冠梁2与顶板3通过摩擦板支撑13连接，围护结构1腰梁14与中板6也通过摩擦板支撑13连接，摩擦板支撑13两端直接固定在对应的预埋件12上，即摩擦板支撑13设置在肥槽15内。

本实施例中，摩擦板支撑13布置在肥槽15中，布置间距取决于静止土压力和围岩土体水平向刚度。摩擦板支撑13水平布置，其最大滑动摩擦力和滑动距离取决于围岩土体的侧向刚度、地下结构与围岩土体的最大容许变形。摩擦板支撑13与预埋件12之间锚固连接，但不限于锚固连接。此外，本实施例中的冠梁2横截面呈内侧向的“l”字型，其向内侧伸出部分的底部部分压在顶板3顶部，接触面光滑处理并设置防水材料，地震作用时也起到一定摩擦耗能作用。本实施例中，地下结构梁、板、柱、墙可以是现浇构件，也可以是预制构件，梁、板、柱、墙的连接方式可以是现浇方式或装配方式，但不限于以上两种方式。

原理为：地下结构正常工作时，主要由两侧围护结构1承担土压力。地震作用时，两侧围护结构1将受到的地震荷载，通过摩擦板支撑13传递至地下结构的侧墙11，同时摩擦板支撑13滑动变形消耗地震能量，减小地下结构变形，地下结构的侧墙11提供给摩擦板支撑13的反力可以抵抗部分土压力。地震结束后，通过修复摩擦板支撑13将地下结构与围护结构1恢复到变形前位置，消除结构残余位移，实现震后地下结构功能的快速恢复。

以上对本发明进行了详细说明，但内容不能被认为用于限定本发明的实施范围，凡依本发明申请范围所作的地下结构形式、围护结构类型、摩擦板支撑与肥槽形式、尺寸等的改进，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。