一种新型可恢复式抗震独立基础

本发明涉及装配式钢结构体系的基础设计，尤其涉及一种新型可恢复式抗震独立基础。

背景技术：

1、随着时代的发展，建筑业的革新。钢结构的建筑越渐的满足人类需求，这种建筑用钢量少,重量较轻,施工较快,效益更目前，在既有建筑抗震设计领域中，主要分为两种设计方式：传统抗震基础结构设计和新型抗震基础结构设计。前者的作用机理往往遵循着“以强制强”，即以结构自身的刚度抵抗地震力的作用。这种设计方式往往以结构构件的塑性损伤为代价来消耗地震能量，具有破坏性和不可恢复性高,

2、开发一种兼具消能、减震、可持续的独立基础成为当下迫在眉睫的紧要之务。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种新型可恢复式抗震独立基础，利用具有缓冲特性的阻尼材料通过在地震过程中做轻微的可恢复的往复运动来更好的消散地震力，以达到抗震的目的，针对震后的可恢复性也做了专项的处理，实现了消能、减震、可持续的目的，同时也能满足正常使用需求。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

2、本发明提供了一种新型可恢复式抗震独立基础，所述独立基础由环形钢柱、固定面板、复位多面体块、变形缓冲器、地震消能阻尼器、记忆金属基础复位器、外包钢板和基座组成；其中，

3、所述环形钢柱焊接在外环的固定面板上，并通过螺栓连接的方式和基座相连；

4、所述复位多面体块、变形缓冲器、地震消能阻尼器和记忆金属基础复位器从上至下依次通过外包钢板焊接到环形钢柱四周。

5、进一步地，所述环形钢柱底部填充有填充体，所述填充体为混凝土。

6、进一步地，所述复位多面体块采用记忆金属材料制作，所述复位多面体块分为四块处于环形钢柱外部的各个方位。

7、进一步地，所述变形缓冲器由半球形铰支座和缓冲杆组成，所述环形钢柱、半球形铰支座、缓冲杆和外包钢板的连接均采用焊接处理。

8、进一步地，所述变形缓冲器采用人字金属阻尼器制作，所述人字金属阻尼器的末端采用半球形节点连接，处于外包钢板和内部环形钢柱之间。

9、进一步地，所述地震消能阻尼器采用nr橡胶制作，完全包裹于环形钢柱。

10、进一步地，所述记忆金属基础复位器采用记忆金属材料制作，所述记忆金属基础复位器完全填充于外部混凝土和内部环形钢柱之间。

11、本发明的技术效果和优点：

12、1、消能减震：通过地震消能阻尼器中的nr橡胶变形耗能实现。橡胶阻尼机理在交变应力作用下，橡胶材料会产生相应的周期性应变，由于橡胶独特的黏弹性特征，使其应变滞后于应力。由于这种滞后现象，橡胶的拉伸—回缩循环变化均需克服链段间的内摩擦阻力而产生内耗实现消耗地震能的目的。

13、2、可持续：本发明利用记忆金属基础复位器中的记忆金属和缓冲杆中的记忆金属在固态时，其晶体结构会随温度发生变化的规律的特性来恢复结构的震前形状的特性，设计了复位多面体块和记忆金属基础复位器。当地震来临时，记忆金属充当一部分变型耗能的角色，可以协助地震消能阻尼器共同运动消耗地震的能量。在震后由于其特殊的性质，会逐渐的恢复到震前的状态以达到可持续的目的。并且针对强震后的残余塑性较大而产生的残余应力也有显著恢复和控制能力。为了更好的控制钢柱恢复至水平状态，采用填充混凝土以降低重心的方法来实现以解决实际问题。

14、3、高效利用：通过自重作用压缩记忆金属基础复位器中的记忆金属，在等体积的情况下增加与减震结构的尺寸，致使减震材料处于三维受压状况，符合理想受力情况，大大增加结构自身的材料利用率。本发明还利用金属阻尼器充当大变形结构和混凝土中间的缓冲地段，使得结构处于整体受力的状况，可有效防止应力集中和脆性破坏。

15、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种新型可恢复式抗震独立基础，其特征在于，所述独立基础由环形钢柱(1)、固定面板(3)、复位多面体块(4)、变形缓冲器(5)、地震消能阻尼器(6)、记忆金属基础复位器(7)、外包钢板(12)和基座(9)组成；其中，

2.根据权利要求1所述的一种新型可恢复式抗震独立基础，其特征在于，所述环形钢柱(1)底部填充有填充体(8)，所述填充体(8)为混凝土。

3.根据权利要求1所述的一种新型可恢复式抗震独立基础，其特征在于，所述复位多面体块(4)采用记忆金属材料制作，所述复位多面体块(4)分为四块处于环形钢柱(1)外部的各个方位。

4.根据权利要求1所述的一种新型可恢复式抗震独立基础，其特征在于，所述变形缓冲器(5)由半球形铰支座(10)和缓冲杆(11)组成，所述环形钢柱(1)、半球形铰支座(10)、缓冲杆(11)和外包钢板(12)的连接均采用焊接处理。

5.根据权利要求4所述的一种新型可恢复式抗震独立基础，其特征在于，所述变形缓冲器采用人字金属阻尼器制作，所述人字金属阻尼器的末端采用半球形节点连接，处于外包钢板(12)和内部环形钢柱(1)之间。

6.根据权利要求1所述的一种新型可恢复式抗震独立基础，其特征在于，所述地震消能阻尼器(6)采用nr橡胶制作，完全包裹于环形钢柱(1)。

7.根据权利要求1所述的一种新型可恢复式抗震独立基础，其特征在于，所述记忆金属基础复位器(7)采用记忆金属材料制作，所述记忆金属基础复位器(7)完全填充于外部混凝土和内部环形钢柱(1)之间。

技术总结
本发明公开了一种新型可恢复式抗震独立基础，涉及装配式钢结构体系的基础设计技术领域，所述独立基础由环形钢柱、固定面板、复位多面体块、变形缓冲器、地震消能阻尼器、记忆金属基础复位器、外包钢板和基座组成；其中，所述环形钢柱焊接在外环的固定面板上，并通过螺栓连接的方式和基座相连；所述复位多面体块、变形缓冲器、地震消能阻尼器和记忆金属基础复位器从上至下依次通过外包钢板焊接到环形钢柱四周。本发明利用具有缓冲特性的阻尼材料通过在地震过程中做轻微的可恢复的往复运动来更好的消散地震力，以达到抗震的目的，针对震后的可恢复性也做了专项的处理，实现了消能、减震、可持续的目的，同时也能满足正常使用需求。

技术研发人员：梁刚,王赫,刘云贺,李阳,苏晓军,余忠全,刘豫峰,刘军,靳瑞保,胡晶,周合宽,贾耀飞,刘艳雄,干丰源,范增鑫,陈平祥,梁高杰,杨云峰,代建欣,颜曾强
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7