專(zhuān)利名稱(chēng)：帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特指一種帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件。
技術(shù)背景地基—基礎(chǔ)一上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用對(duì)于上部結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)有雙重作用。有研究表 明，考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用影響后，結(jié)構(gòu)的自振頻率減小，周期延長(zhǎng)。且軟土地基對(duì)地震 動(dòng)起濾波和隔震作用，地震動(dòng)自下而上傳播中，軟土地基過(guò)濾了大部分高頻地震動(dòng)，僅 留下低頻成分，而且加速度峰值得到減小，此即SSI效應(yīng)(Soil—Structure Interaction) 對(duì)上部結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的有利影響。然而，傳統(tǒng)意義上的樁基均是整體澆筑，剛度較大， 在地震中變形較小，不能充分利用土體的耗能特性來(lái)達(dá)到隔震的效果。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問(wèn)題就在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單緊湊、成本低廉、充分利用土體的耗能特性以獲得隔震效果、從而能夠?qū)ι喜拷Y(jié)構(gòu) 進(jìn)行有效保護(hù)的帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的解決方案為 一種帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件，它包 括位于上部結(jié)構(gòu)底部的筏板以及固定于筏板下方的若干根樁身，其特征在于所述樁身 由至少兩段混凝土結(jié)構(gòu)體依次相連而成，每?jī)啥位炷两Y(jié)構(gòu)體之間通過(guò)鉸接機(jī)構(gòu)相連， 裝設(shè)于混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)的樁身縱筋將所有混凝土結(jié)構(gòu)體串聯(lián)。所述鉸接機(jī)構(gòu)包括裝設(shè)于混凝土結(jié)構(gòu)體端面的環(huán)扣裝置以及球體，球體裝設(shè)于相鄰 兩段混凝土結(jié)構(gòu)體上的環(huán)扣裝置內(nèi)。所述環(huán)扣裝置的外周處開(kāi)設(shè)有若干個(gè)用來(lái)穿設(shè)樁身縱筋的縱筋孔。所述鉸接機(jī)構(gòu)包括相互配合連接的具有凸面的第一鉸接塊和具有凹面的第二鉸接 塊，第一鉸接塊和第二鉸接塊分別固定于相鄰兩段混凝土結(jié)構(gòu)體的連接面上。所述第一鉸接塊和第二鉸接塊通過(guò)錨固鋼筋與混凝土結(jié)構(gòu)體相連。所述相鄰兩段混凝土結(jié)構(gòu)體的連接面之間設(shè)有柔性物質(zhì)填充層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于1、本發(fā)明的帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本低廉、充分利用土體的耗能特性以獲得隔震效果、從而能夠?qū)ι喜拷Y(jié)構(gòu)進(jìn)行有效保護(hù)；2、 由于軟土地基的濾波和隔震作用，本發(fā)明的帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件在理論上利用土 一基礎(chǔ)一上部結(jié)構(gòu)相互作用來(lái)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)隔震。因?yàn)閭鹘y(tǒng)意義上的樁基礎(chǔ)均是上下通 長(zhǎng)，整個(gè)樁基礎(chǔ)的抗側(cè)剛度較大，在地震來(lái)臨時(shí)，地震力通過(guò)樁基直接傳遞給上部結(jié)構(gòu)， 沒(méi)有得到衰減，甚至被放大，不能發(fā)揮軟土地基對(duì)結(jié)構(gòu)隔震的有利影響，而本發(fā)明采取 將樁身截?cái)嗟姆绞剑诮財(cái)嗵幵O(shè)置可轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸接機(jī)構(gòu)，在地震力的作用下，鉸接機(jī)構(gòu)發(fā) 生轉(zhuǎn)動(dòng)，被截?cái)嗟纳喜繕渡?以下稱(chēng)這個(gè)部分為隔震層)發(fā)生水平移動(dòng)，同時(shí)將水平力 傳遞給周?chē)牡鼗粒皇抢^續(xù)向上傳遞，這就使上部建筑受到的力大大減小。同時(shí)， 水平錯(cuò)動(dòng)主要集中在隔震層之內(nèi)，上部建筑只是作為一個(gè)整體而發(fā)生很小的錯(cuò)動(dòng)，大大 減小了結(jié)構(gòu)受到的內(nèi)力；3、 本發(fā)明的帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件，采用分段式樁身設(shè)計(jì)，在各段樁身之間設(shè)有鉸接 機(jī)構(gòu)，與整樁相比，斷開(kāi)的樁身由于混凝土部分不連續(xù)，因此在鉸接部位的抗側(cè)剛度比 較小，在該部位容易形成一個(gè)薄弱面。在地震力作用下， 一定是薄弱面首先發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。 而對(duì)于整樁設(shè)計(jì)，由于樁身的剛度差別不大，容易由于樁身缺陷而在缺陷位置首先發(fā)生 彎折，而并不在預(yù)計(jì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，因此設(shè)計(jì)時(shí)不好控制；4、 本發(fā)明的帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件，在混凝土結(jié)構(gòu)體中設(shè)有樁身縱筋，其抗拉能力較 好，并且是對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，造價(jià)比較低。


圖l是本發(fā)明的原理示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中鉸接機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是鉸接機(jī)構(gòu)中環(huán)扣裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是鉸接機(jī)構(gòu)中環(huán)扣裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例2中鉸接機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是鉸接機(jī)構(gòu)中第一鉸接塊的主視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是鉸接機(jī)構(gòu)中第二鉸接塊的主視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖例說(shuō)明1、筏板 2、上部結(jié)構(gòu)3、樁身 4、混凝土結(jié)構(gòu)體5、 鉸接機(jī)構(gòu) 6、樁身縱筋 7、環(huán)扣裝置 8、球體9、縱筋孔 10、第一鉸接塊11、第二鉸接塊 12、錨固鋼筋13、柔性物質(zhì)填充層 14、場(chǎng)地土具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例l:參見(jiàn)圖l、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明的一種帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件， 它包括位于上部結(jié)構(gòu)2底部的筏板1以及固定于筏板1下方的若干根樁身3，樁身3由至 少兩段混凝土結(jié)構(gòu)體4依次相連而成，每?jī)啥位炷两Y(jié)構(gòu)體4之間通過(guò)鉸接機(jī)構(gòu)5相連， 裝設(shè)于混凝土結(jié)構(gòu)體4內(nèi)的樁身縱筋6將所有混凝土結(jié)構(gòu)體4依次串聯(lián)在一起。本實(shí)施 例中，鉸接機(jī)構(gòu)5包括裝設(shè)于混凝土結(jié)構(gòu)體4端面的環(huán)扣裝置7以及球體8，球體8裝設(shè) 于相鄰兩段混凝土結(jié)構(gòu)體4上的環(huán)扣裝置7內(nèi)。環(huán)扣裝置7的內(nèi)直徑小于球體8的直徑, 因而兩個(gè)環(huán)扣裝置7將球體8夾住，其間仍有一定空隙，此空隙中可以填充柔性物質(zhì)。 環(huán)扣裝置7的外周處開(kāi)設(shè)有若干個(gè)用來(lái)穿設(shè)樁身縱筋6的縱筋孔9。在相鄰兩段混凝土結(jié) 構(gòu)體4的連接面之間設(shè)有柔性物質(zhì)填充層13，該柔性物質(zhì)可以采用泡沫、塑料、橡膠、 海綿、彈簧或它們的組合(混合)物。由圖可知，上部結(jié)構(gòu)2(圖中為房屋)砌筑在筏板1之上，筏板1之下為數(shù)根鋼筋混凝 土樁身3，上部結(jié)構(gòu)2的荷載通過(guò)筏板1傳給樁身3，再由樁身3傳遞給場(chǎng)地土 14。在施 工時(shí)鋼筋混凝土樁身3采用分段澆筑，并在兩段混凝土之間設(shè)置鉸接機(jī)構(gòu)5，以達(dá)到削弱 截面的效果。該鉸接機(jī)構(gòu)5能夠提供足夠的豎向承載力，而在水平地震力的作用下，由 于該薄弱面的剛度在整個(gè)樁身3中是最弱的，因此在該截面首先發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。每根樁身3 通過(guò)鉸接裝置5而轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致隔震體系整體發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，并且擠壓樁身3周?chē)膱?chǎng)地土 14， 達(dá)到消能和隔震的效果。例如，在較小的水平力之下，該鉸接機(jī)構(gòu)5不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，此 時(shí)本發(fā)明的樁構(gòu)件的作用與傳統(tǒng)的樁基相同；但在較大的地震荷載作用下，鉸接機(jī)構(gòu)5 發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使鉸接機(jī)構(gòu)5兩側(cè)的兩段混凝土結(jié)構(gòu)體4發(fā)生側(cè)移，并擠壓樁身3周?chē)?的場(chǎng)地土 14，將地震能量向周?chē)鷪?chǎng)地土 14傳遞，并與周?chē)鷪?chǎng)地土 14形成一個(gè)具有隔震 作用的"薄弱層"。該層同上部結(jié)構(gòu)2相比，剛度較小，而阻尼較大，在地震中位移主要 發(fā)生在該層，令上部結(jié)構(gòu)的變形接近于"緩慢整體平動(dòng)"，為地震中出現(xiàn)的比較理想的情 況，與傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)的"激烈放大晃動(dòng)"情況相比，前者的內(nèi)力較小，既能保護(hù)上部結(jié) 構(gòu)2本身，也能保護(hù)上部結(jié)構(gòu)2內(nèi)部的生命財(cái)產(chǎn)在強(qiáng)地震中的安全。實(shí)施例2:參見(jiàn)圖l、圖5、圖6和圖7所示，本發(fā)明的一種帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件，它包括位于上部結(jié)構(gòu)2底部的筏板1以及固定于筏板1下方的若干根樁身3,樁身3由至 少兩段混凝土結(jié)構(gòu)體4依次相連而成，每?jī)啥位炷两Y(jié)構(gòu)體4之間通過(guò)鉸接機(jī)構(gòu)5相連， 裝設(shè)于混凝土結(jié)構(gòu)體4內(nèi)的樁身縱筋6將所有混凝土結(jié)構(gòu)體4串聯(lián)。本實(shí)施例中，鉸接 機(jī)構(gòu)5包括相互配合連接的具有凸面的第一鉸接塊10和具有凹面的第二鉸接塊ll，第一 鉸接塊10和第二鉸接塊11分別固定于相鄰兩段混凝土結(jié)構(gòu)體4的連接面上。其中，第 一鉸接塊10和第二鉸接塊11通過(guò)錨固鋼筋12與混凝土結(jié)構(gòu)體4相連，不致滑脫。在相 鄰兩段混凝土結(jié)構(gòu)體4的連接面之間設(shè)有柔性物質(zhì)填充層13，該柔性物質(zhì)可以采用泡沫、 塑料、橡膠、海綿、彈簧或它們的組合(混合)物。該實(shí)施例的工作原理與實(shí)施例1相 同，在此不再贅述。以上僅為本發(fā)明創(chuàng)新思路下的有限個(gè)實(shí)施例，但不局限于上述實(shí)施例，凡在該創(chuàng)新 思路下的技術(shù)方案均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件，它包括位于上部結(jié)構(gòu)(2)底部的筏板(1)以及固定于筏板(1)下方的若干根樁身(3)，其特征在于所述樁身(3)由至少兩段混凝土結(jié)構(gòu)體(4)依次相連而成，每?jī)啥位炷两Y(jié)構(gòu)體(4)之間通過(guò)鉸接機(jī)構(gòu)(5)相連，裝設(shè)于混凝土結(jié)構(gòu)體(4)內(nèi)的樁身縱筋(6)將所有混凝土結(jié)構(gòu)體(4)串聯(lián)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件，其特征在于所述鉸接機(jī)構(gòu)(5) 包括裝設(shè)于混凝土結(jié)構(gòu)體(4)端面的環(huán)扣裝置(7)以及球體(8)，球體(8)裝設(shè)于相 鄰兩段混凝土結(jié)構(gòu)體(4)上的環(huán)扣裝置(7)內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件，其特征在于所述環(huán)扣裝置(7) 的外周處開(kāi)設(shè)有若干個(gè)用來(lái)穿設(shè)樁身縱筋(6)的縱筋孔(9)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件，其特征在于所述鉸接機(jī)構(gòu)(5) 包括相互配合連接的具有凸面的第一鉸接塊(10)和具有凹面的第二鉸接塊(11)，第一 鉸接塊(10)和第二鉸接塊(11)分別固定于相鄰兩段混凝土結(jié)構(gòu)體(4)的連接面上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件，其特征在于所述第一鉸接塊(IO) 和第二鉸接塊(11)通過(guò)錨固鋼筋(12)與混凝土結(jié)構(gòu)體(4)相連。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件，其特征在于所 述相鄰兩段混凝土結(jié)構(gòu)體(4)的連接面之間設(shè)有柔性物質(zhì)填充層(13)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件，它包括位于上部結(jié)構(gòu)底部的筏板以及固定于筏板下方的若干根樁身，所述樁身由至少兩段混凝土結(jié)構(gòu)體依次相連而成，每?jī)啥位炷两Y(jié)構(gòu)體之間通過(guò)鉸接機(jī)構(gòu)相連，裝設(shè)于混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)的樁身縱筋將所有混凝土結(jié)構(gòu)體串聯(lián)。本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本低廉、充分利用土體的耗能特性以獲得隔震效果、從而能夠?qū)ι喜拷Y(jié)構(gòu)進(jìn)行有效保護(hù)的帶鉸接機(jī)構(gòu)的樁構(gòu)件。
文檔編號(hào)E02D31/08GK101265707SQ20081003122
公開(kāi)日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者可 劉, 菲 姚, 尚守平 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)