一种能够有效抗震的水池结构

1.本发明属于市政施工技术领域，具体涉及一种能够有效抗震的水池结构。


背景技术：

2.市政工程、工厂建设中经常遇到圆形水池结构，这种结构具有良好的整体性和经济性，可以广泛用于给水排水工程构筑物中。圆形水池结构主要由圆柱壳等壳体构件组成，结构计算特殊，其优点是具有良好的整体刚度和受力性能，容积相同时用料最少，因而经济合理。但是目前对于水池的设计很少考虑到抗震设计，如果在外力的作用下受到破坏，会给后期的重建带来一定的阻力，从而会带来较大的经济损失。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够有效抗震的水池结构，在受到地震激励时，可以有效保护水池的主体结构不受破坏，减少水池的重建成本和时间，能够使其快速地运用到后期的抗震救灾当中，减少水资源的损失与浪费。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.本发明一种能够有效抗震的水池结构，包括池壁，所述池壁由若干组弧形板环形组合而成，每一组所述弧形板的下端均与一扇形板配合，所述弧形板能够沿着池壁的径向滑动；所述扇形板的上侧固定设置有至少一层弧形耗能板，各层弧形耗能板之间间隔设置，所述弧形耗能板同轴设置在弧形板的外侧；所述池壁的内侧设置有膨胀支撑结构，所述膨胀支撑结构包括若干沿竖向平行间隔布置的弹性支撑板、设置在相邻两个弹性支撑板之间的气囊，所述弹性支撑板的外侧与所述池壁的内壁相适应，所述气囊在充气后能够与池壁的内壁抵接，所述气囊在泄气后，各层弹性支撑板能够依次叠加在所述池壁的内侧底部。
6.进一步，最下层所述弹性支撑板架设在所述扇形板上，中间的各层弹性支撑板上开设有气孔，相邻两个气囊之间通过所述气孔连通，位于最上层的弹性支撑板上开设有注气孔。
7.进一步，所述弧形板的外侧固定有一套筒，所述套筒通过拉索组件连接有基桩，所述基桩固定设置在所述弧形耗能板的外侧，所述拉索组件能够在弧形板与基桩之间发生相对位移时进行耗能。
8.进一步，拉索组件包括拉簧、转动柱、扭转耗能索、链条接头和链条，所述转动柱转动设置在所述套筒的中部，所述转动柱的内端通过所述拉簧连接至套筒的底部，所述转动柱的外端固定连接至扭转耗能索，所述扭转耗能索通过链条接头连接至链条，所述链条固定连接至所述基桩，所述套筒的外侧开设有弧形通槽，所述转动柱的外侧固定有与所述弧形通槽对应的滑柱。
9.进一步，相邻两块弧形耗能板之间设置有弹簧，所述弹簧套设在所述套筒的外侧，所述弹簧的两端分别与相邻的两块弧形耗能板固定连接。
10.进一步，所述扭转耗能索由至少两根拉索绞合而成，每一拉索的表面凸起有耗能
块，所述扭转耗能索拉伸，所述转动柱在弧形通槽的导向作用下带动扭转耗能索扭转，各拉索之间紧密绞合而相互挤压，通过挤压耗能块起到耗能的作用。
11.进一步，所述拉索的中心开设有通道，所述通道内设置有中心杆，所述中心杆采用记忆合金材料制成，所述耗能块的截面呈扇环形，所述耗能块与所述中心杆可拆卸连接，所述拉索的表面开设有用于安装所述耗能块的开口槽。
12.进一步，每一扭转耗能索对应有一根所述基桩，每一链条接头对应有呈八字分布的两根链条，所述两根链条分别与相邻的两根基桩固定连接。
13.本发明的有益效果在于：
14.本发明一种能够有效抗震的水池结构，通过将池壁分割成若干块弧形板，避免了直接对池壁整体造成的破坏，分割后的承压能力更佳，且在地震后，主体结构可以通过拼装或粘接得到重建，减少了重建成本。
15.本发明水池结构，通过在弧形板的外侧设置多层弧形耗能板，在地震发生时，弧形耗能板能够通过自身的结构进行耗能缓冲，使得弧形板外侧的土压力能够通过弧形耗能板的作用得到减弱，大大减少了土压力对弧形板本身的影响，保证了池壁结构的完整性。
16.本发明水池结构，在池壁的内侧设置有膨胀支撑结构，气囊在充气后能够与池壁的内壁抵接，可以在池壁的内侧向外对池壁起到弹性支撑的作用，减轻了土压力对池壁的影响，从而避免池壁在地震的作用下遭到破坏。所述气囊在泄气后，各层弹性支撑板能够依次叠加在所述池壁的内侧底部，从而无需将整体取出，使用快速方便。当然，气囊里面也可以通过充水得到膨胀，也能起到储存一定水资源的作用。
17.本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
18.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
19.图1为本发明装置的结构示意图；
20.图2为图1在a处的放大图；
21.图3为本发明装置剖视图一半的示意图；
22.图4为转动柱与套筒的配合示意图；
23.图5为套筒的外侧形状示意图；
24.图6为拉索的剖视图；
25.图7为拉索的结构示意图。
26.附图中标记如下：池壁1、扇形板2、弧形耗能板3、膨胀支撑结构4、弹性支撑板5、气囊6、气孔7、注气孔8、套筒9、拉索组件10、基桩11、拉簧12、转动柱13、扭转耗能索14、链条接头15、链条16、弧形通槽17、滑柱18、弹簧19、拉索20、耗能块21、中心杆22、开口槽23。
具体实施方式
27.如图1～3所示，本发明一种能够有效抗震的水池结构，包括池壁1，池壁1呈圆形，
池壁1由若干组弧形板环形组合而成，弧形板呈柱状，沿竖向延伸，每一弧形板的水平截面呈扇环形，每一组弧形板的下端均与一扇形板2配合，通过轨道的方式与扇形板2进行滑动配合，使得弧形板能够沿着池壁1的径向滑动；在正常使用时，各弧形板之间填充有嵌缝膏，防止漏水，池壁1内侧还可以装配有木板做的脆性的池体，方便对各弧形板进行定位，但是池体的主体结构还是由弧形板构成。
28.本发明实施例中，扇形板2的上侧固定设置有至少一层弧形耗能板3，弧形耗能板3采用弹性钢材料制成，具有一定的弹性且能承受一定的弯矩，各层弧形耗能板3之间间隔设置，具有一定的变形空间。弧形耗能板3同轴设置在弧形板的外侧；池壁1的内侧设置有膨胀支撑结构4，膨胀支撑结构4包括若干沿竖向平行间隔布置的弹性支撑板5、设置在相邻两个弹性支撑板5之间的气囊6，气囊6的上下两侧固定在弹性支撑板5的表面，能够在四周进行膨胀，弹性支撑板5的外侧与池壁1的内壁相适应，气囊6在充气后能够与池壁1的内壁抵接，气囊6在泄气后，各层弹性支撑板5能够依次叠加在池壁1的内侧底部。
29.本实施例中，如图3所示，最下层弹性支撑板5架设在扇形板2上，扇形板2可以选择组合呈池体底部的底板，也可以只是底板的一部分，在重建时，根据需要在底部封底即可，中间的各层弹性支撑板5上开设有气孔7，相邻两个气囊6之间通过气孔7连通，位于最上层的弹性支撑板5上开设有注气孔8，可以通过注气孔8注入空气或者水，使得各气囊6膨胀后起到支撑的作用。
30.本实施例中，如图3所示，弧形板的外侧固定有一套筒9，套筒9通过拉索组件10连接有基桩11，基桩11固定设置在弧形耗能板3的外侧，拉索组件10能够在弧形板与基桩11之间发生相对位移时进行耗能，当地震发生时，土压力作用于弧形板，使得弧形板沿径向发生位移，拉动拉索组件10，使得拉索组件10发生作用并耗能，减弱土压力对弧形板的影响，避免池壁1发生过大的变形。
31.本实施例中，如图3和4所示，拉索组件10具体包括拉簧12、转动柱13、扭转耗能索14、链条接头15和链条16，链条16不能发生扭转，转动柱13转动设置在套筒9的中部，转动柱13的内端通过拉簧12连接至套筒9的底部，拉簧12起到复位的作用，在地震发生完成后，逐渐将转动柱13的位置恢复到原位，减少重新定位的成本。本发明装置中，转动柱13的外端固定连接至扭转耗能索14，扭转耗能索14通过链条接头15连接至链条16，链条16固定连接至基桩11，如图5所示，套筒9的外侧开设有弧形通槽17，转动柱13的外侧固定有与弧形通槽17对应的滑柱18，转动柱13在扭转耗能索14的作用下沿轴向发生相对位移后，滑柱18能够顺着弧形通道滑动，这样就能带动转动柱13在套筒9内发生旋转，使得扭转耗能索14发生扭转后耗能，耗能方式简单直接，效果有效，能够比较适用于地震等自然灾害的情景。
32.本实施例中，如图4所示，相邻两块弧形耗能板3之间设置有弹簧19，弹簧19套设在套筒9的外侧，弹簧19的两端分别与相邻的两块弧形耗能板3固定连接，弹簧19能够对弧形耗能板3起到一个辅助支撑的作用，防止弧形耗能板3在土压力的作用下发生过度的变形。
33.本实施例中，如图6和7所示，扭转耗能索14由至少两根拉索20绞合而成，每一拉索20的表面凸起有耗能块21，扭转耗能索14拉伸，转动柱13在弧形通槽17的导向作用下带动扭转耗能索14扭转，各拉索20之间紧密绞合而相互挤压，通过挤压耗能块21起到耗能的作用。拉索20的中心开设有通道，通道内设置有中心杆22，中心杆22采用记忆合金材料制成，耗能块21的截面呈扇环形，耗能块21与中心杆22可拆卸连接，拉索20的表面开设有用于安
装耗能块21的开口槽23。
34.本实施例中，每一扭转耗能索14对应有一根基桩11，每一链条接头15对应有呈八字分布的两根链条16，两根链条16分别与相邻的两根基桩11固定连接，通过将基桩11与两根扭转耗能索14交叉对应连接，能够使得相邻的两根扭转耗能索14之间可以相互影响，增加池体的抗震能力。
35.最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。