一种土木工程抗震结构

技术领域

本发明属于土木建筑技术领域，涉及一种土木工程抗震结构。

背景技术

土木工程，是指一切和水、土、文化有关的基础建设的计划、建造和维修。一般的土木工作项目包括：道路、水务、渠务、防洪工程及交通等。过去曾经将一切非军事用途的民用工程项目，归类入此类，但随着工程科学日益广阔，不少原来属于土木工程范围的内容都已经独立成科。从狭义定义上来说，土木工程也就是民用工程，即建筑工程、桥梁与隧道工程、岩土工程、公路与城市道路、铁路工程等这个小范围。

而在土木工程的施工过程中经常需要考虑的一个问题就是抗震，即如何减少工程结构在地震中遭受的损害，是一个现实而又重大的问题。为隔离或抑制地面运动向上部结构的传递，可在基础顶面和上部结构底部之间或工程结构其他合适位置设置隔震装置，以降低工程结构的动力反应，使得变形主要集中在隔震装置，从而保护上部结构，降低其受到的地震荷载。

目前，现有抗震结构的研究已取得了丰富的成果，工程常见的隔震系统有层叠橡胶支座隔震系统、滑移支座隔震系统、套管桩隔震系统、弹簧隔震系统、摆动隔震系统。但是这些抗震结构往往只考虑的是单个方向的减震，即只考虑水平地震或者只考虑竖向地震，不能同时阻隔地震横波与纵波带来的危害，抗震效果较差。

发明内容

本发明目的在于提供一种土木工程抗震结构，以解决现有抗震结构不能同时阻隔地震横波与纵波带来的危害，抗震效果较差的技术问题。

为实现上述目的，本发明一种土木工程抗震结构的具体技术方案如下：

一种土木工程抗震结构，包括两个支撑板，两个支撑板相对水平设置，两个支撑板之间相对水平设置有两个封板，两个封板分别靠近两个支撑板，每一个封板与对应的支撑板固定连接，还包括

多个加强板，水平设置在两个封板之间，沿着竖直方向设置，每一个加强板的中心位置开设有第一通孔，相邻两个加强板之间水平设置有橡胶层，橡胶层的中心位置开设有第二通孔，多个第二通孔的位置与多个第一通孔的位置相对应使其内部形成隔震腔；

两个支撑筒，从上到下竖直设置在隔震腔内部，之间通过第一减震组件连接，第一减震组件用于减缓水平与竖直方向的震动；

支撑柱，竖直设置在两个支撑筒内部；

第二减震组件，设置在两个支撑筒的内部，分别与支撑柱、两个支撑筒、两个封板连接，用于进一步减缓水平与竖直方向的震动。

本发明的特点还在于：

其中第一减震组件包括多个第一弹性件，多个第一弹性件竖直设置在两个支撑筒之间且围绕支撑筒的轴心均匀设置，每一个第一弹性件的两端分别与两个支撑筒连接。

其中第二减震组件包括两个伸缩杆，两个伸缩杆分别竖直设置在支撑柱的两端，支撑柱的两端分别开设有第一球槽，两个封板靠近两个伸缩杆的位置分别开设有第二球槽，每一个第一球槽内设置有第一连接球，第一连接球的部分穿过第一球槽的开口后与伸缩杆的一端连接，每一个第二球槽内设置有第二连接球，第二连接球的部分穿过第二球槽的开口后与伸缩杆的另一端连接，每一个伸缩杆上套设有第二弹性件，支撑柱靠近两个支撑筒的位置分别设置有多个连接杆，多个连接杆围绕支撑柱均匀设置，每一个支撑筒靠近多个连接杆的位置分别竖直开设有导向槽，导向槽内设置有导向块，导向块的上部与下部分别竖直设置有第三弹性件，第三弹性件分别与导向块、导向槽的端部连接，支撑柱上靠近多个连接杆的端部的位置分别开设有第三球槽，第三球槽内设置有第三连接球，第三连接球得到部分穿过第三球槽的开口后与对应的连接杆的一端连接，导向块靠近连接杆端部的位置开设有第四球槽，第四球槽内设置有第四连接球，第四连接球的部分穿过第四球槽的开口后与对应的连接杆的另一端连接。

其中位于上部的第三球槽的位置位于对应第四球槽位置的下方，位于下部的第三球槽的位置位于与对应第四球槽位置的上方。

其中导向槽内竖直设置有限位杆，限位杆穿过两个第三弹性件、导向块，限位杆的两端分别与导向槽的两端连接。

其中每一个连接杆由外筒、内杆、活塞与第四弹性件组成，外筒的两端都为封闭结构，外筒的一端开设有第三通孔，活塞设置在外筒的内部，内杆的一端穿过第三通孔后与活塞连接，第四弹性件设置在外筒内部，第四弹性件的一端与活塞远离内杆的位置连接，第四弹性件的另一端与外筒的端部连接，内杆与外筒之间设置有阻尼组件，阻尼组件分别与内杆、外筒连接，阻尼组件用于减缓内杆在外筒内伸缩的速度。

其中内杆侧面均匀开设有多个滑槽，多个滑槽分别与内杆的轴线平行，每一个滑槽内设置有滑块，滑块远离滑槽的位置与第三通孔的内壁连接，滑块靠近滑槽底部的位置为半球形，每一个滑槽内均匀开设有多个收纳孔，每一个收纳孔内设置有第五弹性件与凸起，第五弹性件的一端与收纳孔的底部连接，第五弹性件的另一端与凸起连接，凸起远离第五弹性件的一端为弧形面且穿过收纳孔的开口后位于滑槽内。

其中每一个加强板为加强钢板，每一个橡胶层为高阻尼橡胶层。

本发明的一种土木工程抗震结构具有以下优点：

第一，通过多个加强板、多个橡胶层、两个支撑筒第一减震组件与第二减震组件的配合设置，能够同时阻隔并减缓地震所带来的竖直方向的震动与水平方向的震动，提高了抗震的效果，避免了上部建筑物收到损伤；

第二，通过第二减震组件与阻尼组件的配合设置，能够减缓内杆在外筒内伸缩的速度，从而对竖直方向的震动与水平方向的震动进行减缓吸收，从而进一步提高抗震的效果；

第三，本装置结构简单，安装方便，适用于各种类型的土木工程的抗震，适用范围广。

附图说明

图1为本发明的主视整体结构示意图；

图2为本发明的主视内部结构示意图；

图3为本发明的图2中A部分扩大结构示意图；

图4为本发明中支撑筒内部俯视结构示意图；

图5为本发明中连接杆的结构示意图；

附图标记：

1、支撑板；2、封板；3、加强板；4、橡胶层；5、第一通孔；6、第二通孔；7、支撑筒；8、支撑柱；9、导向槽；10、导向块；11、限位杆；12、伸缩杆；13、连接杆；131、外筒；132、内杆；133、活塞；14、第一弹性件；15、第二弹性件；16、第三弹性件；17、第四弹性件；18、第一球槽；19、第二球槽；20、第一连接球；21、第二连接球；22、滑槽；23、第三通孔；24、凸起；25、滑块；26、第五弹性件；27、隔震腔；28、收纳孔；29、第三球槽；30、第四球槽；31、第三连接球；32、第四连接球。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种土木工程抗震结构做进一步详细的描述。

如图1、2所示，本发明一种土木工程抗震结构，包括两个支撑板1，两个支撑板1相对水平设置，两个支撑板1之间相对水平设置有两个封板2，两个封板2分别靠近两个支撑板1，每一个封板2与对应的支撑板1固定连接，两个封板2之间沿着竖直方向设置水平设置有多个加强板3，加强板3优选为加强钢板，每一个加强板3的中心位置开设有第一通孔5，相邻两个所述加强板3之间水平设置有橡胶层4，橡胶层4优选为高阻尼橡胶层，橡胶层4的中心位置开设有第二通孔6，多个第二通孔6的位置与多个第一通孔5的位置相对应使其内部形成隔震腔27，加强板3与橡胶层4交错设置，一方面对支撑板1上部的建筑物进行支撑，另一方面对水平方向的震动进行减缓，隔震腔27内部从上到下竖直设置有两个支撑筒7，两个支撑筒7靠近两个封板2的端部分别与两个封板2固定连接，两个支撑筒7之间通过第一减震组件连接，第一减震组件用于减缓水平与竖直方向的震动，两个支撑筒7内部竖直设置有支撑柱8，两个支撑筒7的内部设置有第二减震组件，第二减震组件分别与支撑柱8、两个支撑筒7、两个封板2连接，第二减震组件用于进一步减缓水平与竖直方向的震动。

第一减震组件包括多个第一弹性件14，多个第一弹性件14竖直设置在两个支撑筒7之间且围绕支撑筒7的轴心均匀设置，每一个第一弹性件14的两端分别与两个支撑筒7连接，通过多个第一弹性件14的上下伸缩减缓竖直方向的震动，通过多个第一弹性件14的左右摆动，减缓水平方向的震动。

如图2、3、4所示，第二减震组件包括两个伸缩杆12，两个伸缩杆12分别竖直设置在支撑柱8的两端，支撑柱8的两端分别开设有第一球槽18，两个封板2靠近两个伸缩杆12的位置分别开设有第二球槽19，每一个第一球槽18内设置有第一连接球20，第一连接球20的部分穿过第一球槽18的开口后与伸缩杆12的一端连接，每一个第二球槽19内设置有第二连接球21，第二连接球21的部分穿过第二球槽19的开口后与伸缩杆12的另一端连接，使支撑柱8能够在水平方向上摆动，每一个伸缩杆12上套设有第二弹性件15，支撑柱8靠近两个支撑筒7的位置分别设置有多个连接杆13，多个连接杆13围绕支撑柱8均匀设置，每一个支撑筒7靠近多个连接杆13的位置分别竖直开设有导向槽9，导向槽9内设置有导向块10，导向块10能够沿着导向槽9上下自由移动，导向块10的上部与下部分别竖直设置有第三弹性件16，第三弹性件16分别与导向块10、导向槽9的端部连接，支撑柱8上靠近多个连接杆13的端部的位置分别开设有第三球槽29，第三球槽29内设置有第三连接球31，第三连接球31得到部分穿过第三球槽29的开口后与对应的连接杆13的一端连接，导向块10靠近连接杆13端部的位置开设有第四球槽30，第四球槽30内设置有第四连接球32，第四连接球32的部分穿过第四球槽30的开口后与对应的连接杆13的另一端连接，使支撑柱8在水平面上能够向着任意方向移动，当地震来临时，下部的支撑板1首先受到地震纵波的影响，使下部的述支撑板1上下震动，支撑板1将力传导至下部的伸缩杆12，下部的伸缩杆12伸缩并带动支撑柱8上下移动挤压两个第二弹性件15，支撑柱8带动其上的多个连接杆13上下移动，每一个连接杆13带动对应的导向块10沿着导向槽9上下移动，并挤压对应的第三弹性件16，通过两个第二弹性件15与多个第三弹性件16，将竖直的力分散到各处，减缓竖直方向的震动，当下部的支撑板1受到地震横波的影响，使下部的述支撑板1水平震动时，支撑板1通过伸缩杆12带动支撑柱8水平移动，两个第二弹性件15受力伸缩，支撑柱8通过对应方向上的连接杆1带动对应的导向块10沿着导向槽9上下移动，并挤压对应的第三弹性件16，通过两个第二弹性件15与对应的第三弹性件16将水平的力分散到各处，减缓地震所带来的竖直震动与水平震动。

位于上部的第三球槽29的位置位于对应第四球槽30位置的下方，位于下部的第三球槽29的位置位于与对应第四球槽30位置的上方，使位于上部多个的多个连接杆13与位于下部的多个连接杆13形成对称的锥形且锥形的顶点相对，便于分散竖直与水平方向的力。

导向槽9内竖直设置有限位杆11，限位杆11穿过两个第三弹性件16、导向块10，使两个第三弹性件16套设在限位杆11上，并分别位于导向块10的上部与下部，且导向块10能够沿着限位杆11上下移动，避免导向块10上下移动时产生晃动。

如图5所示，每一个连接杆13由外筒131、内杆132、活塞133与第四弹性件17组成，外筒131的两端都为封闭结构，外筒131的一端开设有第三通孔23，活塞133设置在外筒131的内部，内杆132的一端穿过第三通孔23后与活塞133连接，第四弹性件17设置在外筒131内部，第四弹性件17的一端与活塞133远离内杆132的位置连接，第四弹性件17的另一端与外筒131的端部连接，通过第四弹性件17便于使活塞133复位，同时也进一步对竖直与水平方向的震动进行减缓，内杆132与外筒131之间设置有阻尼组件，所述阻尼组件分别与内杆132、外筒131连接，阻尼组件用于减缓内杆132在外筒131内伸缩的速度，对水平与竖直方向的震动进行减缓与吸收，避免晃动太大对上部建筑造成影响。

内杆132侧面均匀开设有多个滑槽22，多个滑槽22分别与内杆132的轴线平行，每一个滑槽22内设置有滑块25，滑块25能够沿着滑槽22自由滑动，滑块25远离滑槽22的位置与第三通孔23的内壁连接，滑块25靠近滑槽22底部的位置为半球形，每一个滑槽22内均匀开设有多个收纳孔28，每一个收纳孔28内设置有第五弹性件26与凸起24，第五弹性件26的一端与收纳孔28的底部连接，第五弹性件26的另一端与凸起24连接，凸起24远离第五弹性件26的一端为弧形面且穿过收纳孔28的开口后位于滑槽22内，当内杆132在外筒131内伸缩时，滑块25沿着滑槽22移动，滑块25的半球形端部与凸起24接触后挤压凸起24，使凸起24向收纳孔28内收缩，挤压第五弹性件26，减缓内杆132在外筒131内伸缩的速度。

工作原理：使用时，将本装置安装在建筑支撑部的底部，当地震来临时，下部的支撑板1首先受到地震纵波的影响，使下部的述支撑板1上下震动，支撑板1将力传导至下部的支撑筒7与下部的伸缩杆12，下部的支撑筒7上下震动挤压第一弹性件14，下部的伸缩杆12伸缩并带动支撑柱8上下移动挤压两个第二弹性件15，支撑柱8带动其上的多个连接杆13上下移动，每一个连接杆13伸缩的同时带动对应的导向块10沿着导向槽9上下移动，并挤压对应的第三弹性件16，通过多个第一弹性件14、两个第二弹性件15与多个第三弹性件16、多个第四弹性件17与阻尼组件，将竖直的力分散到各处，减缓吸收竖直方向的震动，当下部的支撑板1受到地震横波的影响，使下部的述支撑板1水平震动时，支撑板1带动支撑筒7水平移动时第一弹性件14受力伸缩，并通过伸缩杆12带动支撑柱8水平移动，两个第二弹性件15受力伸缩，支撑柱8通过对应方向上的连接杆1带动对应的导向块10沿着导向槽9上下移动，并挤压对应的第三弹性件16，同时连接杆1伸缩，通过多个第一弹性件14、两个第二弹性件15与多个第三弹性件16、多个第四弹性件17与阻尼组件并配合橡胶层4将水平的力分散到各处，减缓地震所带来的竖直震动与水平震动。

本发明的一种土木工程抗震结构具有以下优点：

第一，通过多个加强板、多个橡胶层、两个支撑筒第一减震组件与第二减震组件的配合设置，能够同时阻隔并减缓地震所带来的竖直方向的震动与水平方向的震动，提高了抗震的效果，避免了上部建筑物收到损伤；

第二，通过第二减震组件与阻尼组件的配合设置，能够减缓内杆在外筒内伸缩的速度，从而对竖直方向的震动与水平方向的震动进行减缓吸收，从而进一步提高抗震的效果；

第三，本装置结构简单，安装方便，适用于各种类型的土木工程的抗震，适用范围广。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。