钢筋混凝土隔震基础的制作方法与工艺

本发明涉及一种钢筋混凝土隔震基础。

背景技术：
建筑结构在地震作用下的振动主要以水平振动为主，其次为竖向振动，结构的地震破坏也主要是水平地震造成的。传统的抗震方法是通过增加结构的侧向刚度和强度来减小结构的破坏，但刚度的增加会使结构吸收更多的地震能量。近几十年来发展的建筑隔震和消能减震技术已有广泛的应用，在减小地震破坏方面表现出很多优势。目前使用最多的建筑隔震技术是基础隔震，它是通过在基础与上部结构之间设置隔震支座，利用隔震支座的柔性变形来延长结构的自振周期，并通过阻尼消耗地震能量，从而减小上部结构的地震反应。基础隔震支座主要包括橡胶隔震支座、滚动隔震支座和滑移隔震支座等。其中橡胶隔震支座使用最广泛，它一般为多层橡胶与薄钢板叠压而成，中央加铅芯。这种支座的柔性大，自复位能力强，能够对地震波起到很好的隔离作用。但由于橡胶隔震支座抗拔能力较弱、耐高温性能较差、造价昂贵等缺点，使其推广应用受到限制。滚动隔震支座和滑移隔震支座的主要缺点是阻尼较低，自复位能力较差。

技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种钢筋混凝土隔震基础的技术方案。所述的钢筋混凝土隔震基础，其特征在于包括杯形基础、高弹性钢筋、杯口钢板和钢盖板，所述杯口钢板与杯形基础上表面粘接并通过锚脚加强固定，杯口钢板内侧粘贴设置缓冲垫；所述杯口钢板上方设置钢盖板，钢盖板与杯口钢板之间设置有装配间隙，装配间隙内填充有密封油脂；所述钢盖板上分布有限制高弹性钢筋的定位孔、用于灌注阻尼填充材料的注料孔和柱插筋，钢盖板下方设置限位挡条，四个方向的限位挡条连接成密封的方形，所述定位孔和柱插筋设置在限位挡条所围的方形区域，方形区域的对角线位置设置注料孔；所述高弹性钢筋下端锚入杯形基础中，高弹性钢筋上端穿过定位孔并垂直于钢盖板。所述的钢筋混凝土隔震基础，其特征在于所述高弹性钢筋为数十根按照等间距排列，垂直分布于杯形基础中心的方形区域。所述的钢筋混凝土隔震基础，其特征在于所述钢盖板的边长大于或等于杯形基础的顶面外口边长。所述的钢筋混凝土隔震基础，其特征在于所述杯形基础为钢筋混凝土材料现浇或预制而成。所述的钢筋混凝土隔震基础，其特征在于所述限位挡条的下表面低于杯口钢板上表面30～50mm；限位挡条连接成密封的方形，相交处有45°倒角。所述的钢筋混凝土隔震基础，其特征在于所述锚脚垂直焊接在杯口钢板的下表面，等间距排列，间距不大于200mm。所述的钢筋混凝土隔震基础，其特征在于高弹性钢筋上端设置丝扣，高弹性钢筋上端穿过定位孔，通过固定螺母与钢盖板垂直固定连接，或通过定位孔活动连接。所述的钢筋混凝土隔震基础，其特征在于所述杯口钢板上表面光滑、下表面粗糙，在浇注杯形基础时嵌入。所述的钢筋混凝土隔震基础，其特征在于所述杯形基础内部通过注料孔填充阻尼填充材料。所述的钢筋混凝土隔震基础，其特征在于所述阻尼填充材料为具备阻燃性能的粘稠流体或固体颗粒，可以是改性沥青、细砂、砂与沥青的混合物以及其它流态阻尼材料。本发明的有益效果如下：1、利用多根高弹性钢筋的密布排列，组成能承受一定竖向压力且水平刚度适中、变形和复位能力较强的钢筋束；既能承受较大的竖向荷载，又能保证基础自身具备较大的柔性和变形空间，能显著增加结构的自振周期，起到隔震的效果；2、将传统基础隔震中的基础和隔震支座融为一体，这种隔震基础具备基础受力和隔震的双重功能，不需要再安装隔震支座即可实现隔震的效果，可降低工程成本，节省建筑的结构空间；3、能承受较大的拉拔力，解决了传统隔震中支座抗拉能力若的问题，有效增加隔震结构的抗倾覆能力；4、在地震时，利用密布高弹性钢筋与基础空腔内阻尼填充材料之间的摩擦和挤压作用，耗散地震能量，起到消能减震的效果；5、当发生超强地震时，通过限位挡条与杯口钢板之间的碰撞起到限位的作用，同时也利用缓冲垫的挤压变形耗散更多的地震能量；6、即使是在竖向压力超过设计值，密布的高弹性钢筋被压屈时，钢盖板随之下移并与杯口钢板接触，起到竖向支撑作用，同时钢盖板仍能在杯口钢板上水平移动，起到滑移隔震的效果；7、密布的高弹性钢筋在密封油脂和阻尼填充材料的保护下不会发生锈蚀，具有耐高温和耐酸碱性的能力。附图说明图1为本发明钢筋混凝土隔震基础的静止状态剖视图；图2是本发明钢筋混凝土隔震基础采用柔性柱隔震方式的剖视图；图3是本发明钢筋混凝土隔震基础采用滑移隔震方式的剖视图；图4是本发明钢筋混凝土隔震基础采用柔性柱与滑移组合隔震方式的示意图；图5是本发明钢筋混凝土隔震基础的杯形基础部分俯视图；图6是本发明钢筋混凝土隔震基础的钢盖板部分俯视图；图中：1-杯形基础、2-高弹性钢筋、3-杯口钢板、4-锚脚、5-钢盖板、6-限位挡条、7-密封油脂、8-缓冲垫、9-阻尼填充材料、10-注料孔、11-螺母、12-柱插筋、13-定位孔。具体实施方式下面结合说明书附图对本发明做进一步说明：本发明的钢筋混凝土隔震基础，具备基础受力和隔震的双重功能，并能够承受较大的上拔力，具有阻尼耗能的能力，能限位和自动复位，可采用不同的工作方式获得所需要的水平刚度，不用再安装隔震支座即可实现隔震效果。本发明钢筋混凝土隔震基础，如图1。包括杯形基础1、高弹性钢筋2、杯口钢板3、锚脚4、钢盖板5、限位挡条6、密封油脂7、缓冲垫8、阻尼填充材料9、定位孔13、螺母11、注料孔10和柱插筋12。杯形基础由钢筋混凝土制成，其杯腔底部中心方形区域按一定间距垂直锚固数十根高弹性钢筋，钢筋顶端有丝扣，与钢盖板垂直，采用螺母固定连接或不用螺母固定。钢盖板上分布有限制高弹性钢筋的定位孔和用于灌注阻尼填充材料的注料孔。钢盖板5下方设置限位挡条6，四个方向的限位挡条6连接成密封的方形，钢盖板上表面可根据所需间距焊接柱插筋。杯口钢板通过锚脚锚固在杯形基础顶面，其内侧四边固定有一道缓冲垫，上表面与钢盖板之间留有装配间隙，装配间隙内填充密封油脂进行密封。杯形基础的杯形空腔内灌注有阻尼填充材料，阻尼填充材料为粘稠流体或固体颗粒，并具备阻燃性能，可以是改性沥青、细砂、砂与沥青的混合物以及其它流态阻尼材料。作为优选，高弹性钢筋的净间距为50～100mm，高弹性钢筋的直径为20～40mm，高弹性钢筋的数量根据基础轴压力设计值和单根高弹性钢筋的承载力来确定。作为优选，高弹性钢筋的净间距为50～100mm，高弹性钢筋的直径为20～40mm，高弹性钢筋的数量根据基础轴压力设计值和单根高弹性钢筋的抗压承载力来确定。作为优选，钢盖板与杯体基础顶面之间的间隙为30～50mm，间隙内填充的密封油脂为塑性较强的固体，并具有一定的粘性和润滑性，能阻止外界土与水进入基础杯腔内。作为优选，杯口钢板的厚度为20～50mm，其上表面光滑，下表面粗糙并焊接有锚脚，能与钢筋混凝土基础很好的锚固和粘接。作为优选，缓冲垫的材料可以是橡胶垫或其它弹塑性材料，厚度为20～50mm，能与杯口钢板的内侧面牢固粘贴。作为优选，限位挡条的高度与杯口钢板的下表面齐平，四个方向的限位挡条连接成封闭的方形，相交处有45°倒角。作为优选，注料孔沿钢盖板的对角线方向布置，避免与上部结构的基础梁位置重叠，注料孔直径为40～60mm，注料完成后用密封塞密封。本发明的钢筋混凝土隔震基础工作过程有两种方式可供选择，在使用时可根据结构不同部位柱的受力特点和所需刚度来选择不同的工作方式。实施例一：柔性柱隔震方式，如图2所示。高弹性钢筋顶端与钢盖板之间通过螺母固定连接，钢盖板与杯形基础之间留30～50mm间隙，间隙内填充密封油脂。结构上部荷载由数十根高弹性钢筋共同承担，每一根高弹性钢筋相当于一根柔性柱，具备一定的竖向抗压力和横向回弹力。单根高弹性钢筋的竖向极限承载力可通过欧拉公式确定。这种工作方式的特点是：竖向承载力由压杆稳定性控制，水平刚度适中，抗拔性能好。实施例二：滑移隔震方式，如图3所示。高弹性钢筋顶端穿过钢盖板的定位孔，不用螺母固定，钢盖板下移与杯形基础顶面接触，接触面涂一层密封油脂。锯掉钢盖板上方高出的钢筋头，使钢筋顶部与钢盖板上表面齐平。结构上部荷载由钢盖板直接传递给杯形基础顶面，高弹性钢筋不承受竖向力，只提供水平回弹力，使隔震结构自动复位。这种工作方式的特点是：竖向承载力较高，水平刚度小，无抗拔性能，可与工作方式一组合使用，单独使用时只适用于高宽比较小的多层隔震结构。实施例三：组合隔震方式，如图4所示。结构边柱和角柱通常情况下竖向荷载较小，在地震中可能出现上拔力，为了防止结构倾覆，边柱和角柱下的基础采用柔性柱隔震方式，而中柱竖向荷载较大，采用滑移隔震方式。上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。