抗震地基.pdf

本发明涉及建筑技术领域，特别是涉及一种抗震地基。它由地基主体、混凝土盖板、地基底板、下斜棒层、上斜棒层、上纵棒层、上横棒层、基坑底板、挡土墙、淬火钢盖板、淬火钢支板和淬火钢隔板构成。地基主体处于基坑中，地基底板为水平淬火钢板，地基底板和基坑底板之间有四个互成角度的棒层，每个棒层是由一排水平排列的、彼此之间有间隙的圆柱形淬火钢棒组成，每两层上下相邻的棒层之间均有一张水平放置的淬火钢隔板。挡土墙位于基坑的四壁，且挡土墙与地基主体以及下斜棒层、上斜棒层、上纵棒层、上横棒层和淬火钢隔板的边缘之间留有空间。

1.  一种抗震地基，由地基主体、混凝土盖板、地基底板、下斜棒层、上斜棒层、上纵棒层、上横棒层、基坑底板、挡土墙、淬火钢盖板、淬火钢支板和淬火钢隔板构成，其特征是：地基主体处于基坑中，地基主体的肩部有一平台，此平台与基坑的边沿上表面分别固定有淬火钢支板，在淬火钢支板之上盖有底面固定有淬火钢盖板的混凝土盖板，地基主体的底部是与地基主体中的钢筋焊接为一整体的地基底板，地基底板为水平淬火钢板，基坑底板锚固于基坑底部，也为水平淬火钢板，地基底板和基坑底板之间有四个棒层，每个棒层是由一排水平排列的、彼此之间有间隙的圆柱形淬火钢棒组成，每两层上下相邻的棒层之间均有一张水平放置的淬火钢隔板，棒层的叠放顺序由下到上依次为下斜棒层、上斜棒层、上纵棒层和上横棒层，下斜棒层的每根钢棒与地基主体的纵向水平轴线成45°角；上斜棒层与下斜棒层的每根钢棒在水平方向上垂直；上纵棒层的每根钢棒与地基主体的纵向水平轴线垂直；上横棒层的每根钢棒与地基主体的纵向水平轴线平行，挡土墙位于基坑的四壁，且挡土墙与地基主体以及下斜棒层、上斜棒层、上纵棒层、上横棒层和淬火钢隔板的边缘之间留有空间。

抗震地基
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，特别是涉及一种抗震地基。
背景技术
水平地震力对建筑的危害是主要的，一因震中点以外的广大震害区水平震幅远大于垂直震幅；二因人们对垂直重力有足够的认识，故一般有较大的富余能力抵抗垂直地震力，而水平抗剪是建筑物的薄弱环节，这是由砖、砼等构件本身抗剪强度远远小于抗压强度，再加水平一般是通缝，砂浆及其与砖等砌体的粘接强度往往小于砌体等原因所致。
专利号为00112457.9的“滑移抗强震建筑物基础”利用两个相互接触的光滑面在地震时相互滑动来达到削弱地震对建筑的水平破坏力的作用。此方案有以下几个缺陷：
1.光滑面的摩擦系数不够低。该申请中提到采用砼打蜡或塑料薄膜、塑料板来充当光滑面，而砼即使采用打蜡或加润滑油，也无法使其摩擦系数大幅度降低，而塑料中最为光滑的聚四氟乙烯，其摩擦系数也在0.04-0.1之间。
2.两光滑面的相对运动方式采用了滑动方式。对于同种材料而言，滑动摩擦系数远大于滚动摩擦系数，因此在抗震结构中，滑动并不是最佳的相对运动方式。
3.光滑面表面的强度低。由于两光滑面之间承受的是整栋建筑的压力，两光滑面表面的塑料薄膜、塑料板或用砼打蜡形成的光滑面层在巨大的压力下，在运动时会在巨大的摩擦力下被破坏，这样的结果是两光滑面的摩擦系数大大增加，降低抗震效果。
专利号为02110560.X的“一种建筑物抗震地基”利用淬火钢珠等材料组成的球珠层，利用了滚动摩擦系数较小的优势，但此方案也有以下几点弊病：
1.球珠层并非单层，而是多颗珠的堆积体，即相邻球珠的球心连接线并不一定是水平线。这就使钢珠在地震水平力的作用下不是发生分层的水平运动，而是发生紊乱的运动。达不到有效削弱地震水平力的效果。
2.在水平力作用下，每个球珠与多个与之接触的球珠发生摩擦，对其滚动起到了阻碍作用，也降低了抗震效果。
3.减震的介质——球珠彼此之间或球珠与钢板之间都是点接触，这就大大提高了建筑物施加到每个球珠上的压强，会造成球珠的变形，从而更增加了球珠滚动的阻力。
发明内容
本发明为解决现有技术的不足，提供一种地基与基坑底面之间摩擦力极小，而且又有足够强度能承受建筑物的压力，在地震时，地基与基坑底面之间能发生自由水平位移的抗震地基。
解决本发明技术问题的方案是：抗震地基由地基主体、混凝土盖板、地基底板、下斜棒层、上斜棒层、上纵棒层、上横棒层、基坑底板、挡土墙、淬火钢盖板、淬火钢支板和淬火钢隔板构成。其中，地基主体处于基坑中，地基主体的肩部有一平台，此平台与基坑的边沿上表面分别固定有淬火钢支板，在淬火钢支板之上盖有底面固定有淬火钢盖板的混凝土盖板。地基主体的底部是与地基主体中的钢筋焊接为一整体的地基底板，地基底板为水平淬火钢板。基坑底板锚固于基坑底部，也为水平淬火钢板。地基底板和基坑底板之间有四个棒层，每个棒层是由一排水平排列的、彼此之间有间隙的圆柱形淬火钢棒组成。每两层上下相邻的棒层之间均有一张水平放置的淬火钢隔板。棒层的叠放顺序由下到上依次为下斜棒层、上斜棒层、上纵棒层和上横棒层。下斜棒层的每根钢棒与地基主体的纵向水平轴线成45°角；上斜棒层与下斜棒层的每根钢棒在水平方向上垂直；上纵棒层的每根钢棒与地基主体的纵向水平轴线垂直；上横棒层的每根钢棒与地基主体的纵向水平轴线平行。挡土墙位于基坑的四壁，且挡土墙与地基主体以及下斜棒层、上斜棒层、上纵棒层、上横棒层和淬火钢隔板的边缘之间留有空间。
采用上述方案，能达到以下效果：
1.地震时，由于建筑物自身的惯性，再加上地基底面与坑基底面之间由于下斜棒层、上斜棒层、上纵棒层和上横棒层的滚动作用，地表发生的水平晃动所产生的水平力难以传送到建筑主体上，地震对建筑物的水平力仅仅成为淬火钢之间的滚动摩擦力，因此地震对建筑物的水平破坏力被大大削弱。
2.由于本发明中，地基底部与基坑底之间因地震水平力产生位移需克服的阻力为淬火金属面之间的摩擦，且为滚动摩擦，其摩擦系数仅为0.001，因此，地震时大地的水平运动的大部分水平破坏力难以通过地基传递给建筑物。
3.由于地基底部与基坑底之间采用的摩擦介质是圆柱形的淬火钢棒，淬火钢在具有低摩擦系数的同时还具有较强的抗压、抗拉和抗剪强度，能够抵抗建筑物的重力以及各个棒层之间相互挤压所产生的形变而不被破坏，保证了地基与基坑底发生位移时，滚动的顺利进行，确保了抗震的效果。
4.由于本发明采用了4层不通方向的淬火钢棒层，确保了坑基底部与地基底部之间可在东、南、西、北、东北、东南、西北、西南八个方向上发生自由相对位移，即使地震的主要水平运动方向不是正好在上述的8个方向上，其水平运动方向在这8个方向之一上的分量也可造成地基与基坑底部的相对运动。
5.由于本发明的每个摩擦层采用的是钢棒而不是钢球，且相邻两层的钢棒都不平行，这就保证了层与层之间只会发生水平运动，而不会象堆积的球珠之间发生紊乱的运动。
6.由于每个钢棒层内的相邻钢棒之间有间隙，这就使钢棒在滚动时，彼此之间没有摩擦力，进一步保证了各钢棒层间水平运动的自由度。
7.由于钢棒与基坑底板、钢棒与淬火钢隔板、钢棒与地基底板都是线接触，与采用球珠的点接触相比，具有更大的接触面积，具有更高的抗压强度。
综上所述，本发明起到了很好的抗震效果。
具体实施方式
抗震地基由地基主体、混凝土盖板、地基底板、下斜棒层、上斜棒层、上纵棒层、上横棒层、基坑底板、挡土墙、淬火钢盖板、淬火钢支板和淬火钢隔板构成。其中，地基主体处于基坑中，地基主体的肩部有一平台，此平台与基坑的边沿上表面分别固定有淬火钢支板，在淬火钢支板之上盖有底面固定有淬火钢盖板的混凝土盖板。地基主体的底部是与地基主体中的钢筋焊接为一整体的地基底板，地基底板为水平淬火钢板。基坑底板锚固于基坑底部，也为水平淬火钢板。地基底板和基坑底板之间有四个棒层，每个棒层是由一排水平排列的、彼此之间有间隙的圆柱形淬火钢棒组成。每两层上下相邻的棒层之间均有一张水平放置的淬火钢隔板。棒层的叠放顺序由下到上依次为下斜棒层、上斜棒层、上纵棒层和上横棒层。下斜棒层的每根钢棒与地基主体的纵向水平轴线成45°角；上斜棒层与下斜棒层的每根钢棒在水平方向上垂直；上纵棒层的每根钢棒与地基主体的纵向水平轴线垂直；上横棒层的每根钢棒与地基主体的纵向水平轴线平行。挡土墙位于基坑的四壁，且挡土墙与地基主体以及下斜棒层、上斜棒层、上纵棒层、上横棒层和淬火钢隔板的边缘之间留有空间。