一種仿古建筑結(jié)構(gòu)抗震體系的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種設(shè)置有柱石互聯(lián)抗震結(jié)構(gòu)、承重抗震結(jié)構(gòu)、墻窗抗震結(jié)構(gòu)、框架抗震結(jié)構(gòu)，具有基礎(chǔ)整體聯(lián)結(jié)、水平垂直各向柔性的特點(diǎn)，抗震效果顯著的仿古建筑結(jié)構(gòu)抗震體系。屬于建筑抗震技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域，適用于仿古建筑工程中的房屋建設(shè)及現(xiàn)代建筑工程建設(shè)。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)古建筑材料隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步逐漸豐富。其中，結(jié)構(gòu)材料的使用主要受兩個(gè)因素的影響，一是便于就地取材，利用自然材料；二是建筑材料生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步。因此，中國(guó)古建筑的結(jié)構(gòu)材料從取材來(lái)源來(lái)分，可分為兩大類(lèi)；一類(lèi)是天然材料，包括木材、竹材、石材、夯土、土坯、藤索類(lèi)；第二類(lèi)是人工材料，包括粘土磚和金屬材料，其中金屬材料主要是鐵。
[0003]然而，我國(guó)處于地震災(zāi)害多發(fā)區(qū)，木結(jié)構(gòu)古代建筑在經(jīng)歷了長(zhǎng)期的使用以后，由于其原有結(jié)構(gòu)不合理，材質(zhì)老化，以及各種自然和人為因素的損壞等原因，降低了抗震能力，在地震作用下，損失慘重，因此開(kāi)展木結(jié)構(gòu)古代建筑的抗震防災(zāi)研究工作十分迫切。古建筑根據(jù)破壞的程度，可分為擾動(dòng)、損壞、破壞、倒塌等四種震害。木結(jié)構(gòu)古建筑產(chǎn)生震害的主要原因主要有地震烈度過(guò)大、木結(jié)構(gòu)古建筑缺乏及時(shí)的修繕、施工問(wèn)題等原因。
[0004]現(xiàn)有的木結(jié)構(gòu)古建筑中雖然采用豎向多向隔震、斗拱減震、榫卯連接耗能等方式來(lái)抗震、減震，在適宜的工程背景和地質(zhì)條件下也取得了相對(duì)較好的工程效果，但木結(jié)構(gòu)古建筑中材料與主要裝修材料均依賴(lài)大量木質(zhì)材料，不利于森林綠化保護(hù)；不利于防火安全；無(wú)法建設(shè)大布局高層建筑，無(wú)法適應(yīng)中國(guó)古建在現(xiàn)代建筑技術(shù)的空間發(fā)展，以及空間多樣化、生活化的社會(huì)需求；無(wú)法實(shí)現(xiàn)古建規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)；施工緩慢，工期超長(zhǎng)；綜合成本過(guò)高；更無(wú)法創(chuàng)新發(fā)展中國(guó)古代傳統(tǒng)建筑藝術(shù)在世界建筑領(lǐng)域的推廣與普及。
[0005]綜上所述，為了實(shí)現(xiàn)古建規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，目前亟需發(fā)明一種設(shè)置有柱石互聯(lián)抗震結(jié)構(gòu)、承重抗震結(jié)構(gòu)、墻窗抗震結(jié)構(gòu)、框架抗震結(jié)構(gòu)，具有基礎(chǔ)整體聯(lián)結(jié)、水平垂直各向柔性的特點(diǎn)，抗震效果顯著的仿古建筑結(jié)構(gòu)抗震體系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出一種具有基礎(chǔ)整體聯(lián)結(jié)、水平垂直各向柔性的特點(diǎn)，整體柱石的強(qiáng)度和抗震性好的仿古建筑結(jié)構(gòu)抗震體系，解決了現(xiàn)有技術(shù)木結(jié)構(gòu)古建筑中存在的柱石基礎(chǔ)無(wú)抗震效果、無(wú)法實(shí)現(xiàn)古建規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、地震作用下具有易損壞性等問(wèn)題。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0008]—種仿古建筑結(jié)構(gòu)抗震體系，從下至上依次包括柱石互聯(lián)抗震結(jié)構(gòu)、承重抗震結(jié)構(gòu)、墻窗抗震結(jié)構(gòu)、框架抗震結(jié)構(gòu)和屋頂；所述柱石互聯(lián)抗震結(jié)構(gòu)包括柱石結(jié)構(gòu)單元，相鄰所述柱石結(jié)構(gòu)單元通過(guò)第一接頭相互連接，所述柱石結(jié)構(gòu)單元包括中間柱石抗震結(jié)構(gòu)和底部柱石抗震結(jié)構(gòu)；
[0009]所述承重抗震結(jié)構(gòu)包括金臺(tái)、斗拱結(jié)構(gòu)、第一墻體結(jié)構(gòu)和廊柱結(jié)構(gòu)，所述斗拱結(jié)構(gòu)、第一墻體結(jié)構(gòu)和廊柱結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述金臺(tái)上；
[0010]所述墻窗抗震結(jié)構(gòu)包括第二墻體結(jié)構(gòu)和窗框結(jié)構(gòu)，所述窗框結(jié)構(gòu)包括窗框和窗臺(tái)；
[0011]所述框架抗震結(jié)構(gòu)包括梁、柱、斗拱和第三接頭，相鄰所述梁通過(guò)所述第三接頭接合，形成網(wǎng)狀平面層；所述梁、柱之間通過(guò)所述第三接頭或斗拱上下、左右接合，形成框架結(jié)構(gòu)，并由高強(qiáng)度螺栓鎖定；
[0012]所述屋頂由屋面板、屋頂梁和檁條拼接組成。
[0013]進(jìn)一步地，所述中間柱石抗震結(jié)構(gòu)包括中間柱石，所述中間柱石頂端安裝有減震橡膠墊，所述中間柱石底端依次設(shè)置有第一彈簧、鋼球和擋球圓板，所述鋼球和中間柱石同心；所述中間柱石的外側(cè)還設(shè)置有鐵桶，所述鐵桶頂端設(shè)有蓋板，所述鐵桶與所述中間柱石形成的空間內(nèi)注入有防腐液體，所述減震橡膠墊頂端設(shè)有鐵蓋，所述鋼球一端與第一彈簧自由端抵接，相對(duì)的另一端與所述擋球圓板卡接。
[0014]所述底部柱石抗震結(jié)構(gòu)包括底部柱石、金臺(tái)柱石白和鐵桶，所述底部柱石和鐵桶設(shè)置于所述金臺(tái)柱石白內(nèi)，所述底部柱石、鐵桶和金臺(tái)柱石白同心；所述底部柱石頂端設(shè)有與所述鋼球底部相接的圓弧槽，所述鐵桶設(shè)置于所述金臺(tái)柱石白底部，所述鐵桶內(nèi)安裝有第三彈簧，所述底部柱石底部與所述第三彈簧自由端抵接，所述鐵桶與所述底部柱石形成的空間內(nèi)注入有硅油阻尼液。
[0015]所述底部柱石外側(cè)沿環(huán)向均勻布設(shè)有第二彈簧，所述第二彈簧和金臺(tái)柱石白之間連接有彈簧靠片、第一壓緊片和第二壓緊片。
[0016]所述墻窗抗震結(jié)構(gòu)包括窗框結(jié)構(gòu)和第二墻體結(jié)構(gòu)的其中一種或兩種結(jié)構(gòu)；所述窗框結(jié)構(gòu)和第二墻體結(jié)構(gòu)周邊有榫卯接口，可以榫卯接合；所述窗框結(jié)構(gòu)、第二墻體結(jié)構(gòu)與所述梁、柱通過(guò)榫卯接合。
[0017]所述斗拱結(jié)構(gòu)包括固定在金臺(tái)上的金柱和架在金柱上逐層縱橫交錯(cuò)疊加的拱，所述拱的端部安裝有用于疊加安裝拱的斗構(gòu)件，所述斗構(gòu)件包括坐斗、反斗、封斗頭和散斗，所述拱和斗構(gòu)件通過(guò)榫卯結(jié)構(gòu)交錯(cuò)層疊連接。
[0018]所述第一墻體結(jié)構(gòu)包括連板和磚體，并設(shè)置于相鄰所述金柱之間，所述連板和磚體與所述金柱榫卯連接。
[0019]所述廊柱結(jié)構(gòu)包括廊柱和廊柱穿插梁，所述廊柱和廊柱穿插梁通過(guò)第二接頭相連接，所述廊柱頂端設(shè)有頂斗，所述廊柱穿插梁外包有封斗頭。
[0020]所述金柱與所述第一墻體結(jié)構(gòu)或窗臺(tái)的接合榫卯口，采用榫卯中心朝向仿古建筑結(jié)構(gòu)外側(cè)的偏心結(jié)構(gòu)；位于仿古建筑結(jié)構(gòu)外側(cè)的所述柱與所述第二墻體結(jié)構(gòu)或窗臺(tái)的接合榫卯口，采用榫卯中心朝向仿古建筑結(jié)構(gòu)外側(cè)的偏心結(jié)構(gòu)。
[0021]所述梁、柱、屋面板、檁條、磚體、窗框由改性聚氯乙烯、填充劑及金屬襯中的兩種或三種組成，所述填充劑為木粉、秸桿、粉煤灰、輕質(zhì)碳酸鈣、廢塑料、橡膠或石蠟，所述金屬襯為鋼材、鐵材、鋁材、銅材或合金，所述梁或柱結(jié)構(gòu)從外至內(nèi)依次包括所述改性聚氯乙烯、填充劑、金屬襯和填充劑，所述屋面板、檁條或磚體結(jié)構(gòu)從外至內(nèi)依次包括所述改性聚氯乙烯和填充劑，所述窗框結(jié)構(gòu)從外至內(nèi)依次包括所述改性聚氯乙烯、填充劑和金屬襯，所述窗框結(jié)構(gòu)中的金屬襯為空心結(jié)構(gòu)。通過(guò)金屬結(jié)構(gòu)為主的復(fù)合材料以取代傳統(tǒng)的中國(guó)古建大木材料，在保證不降低傳統(tǒng)大木的承重特點(diǎn)外，提高了承重能力1一3倍；使用壽命超過(guò)了傳統(tǒng)大木材料；利用改性聚氯乙烯耐腐蝕性和填充材料的彈性，消除了火災(zāi)隱患，同時(shí)提高了防腐與抗震能力。
[0022]本發(fā)明具有以下的特點(diǎn)和有益效果:
[0023](1)本發(fā)明仿古建筑結(jié)構(gòu)抗震體系中新型柱石互聯(lián)抗震結(jié)構(gòu)、承重抗震結(jié)構(gòu)、一體化墻窗抗震結(jié)構(gòu)和可疊加性框架抗震結(jié)構(gòu)的組合使用，解決了中國(guó)古建筑無(wú)法大布局高層建筑的問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)古建規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。
[0024](2)新型柱石互聯(lián)抗震結(jié)構(gòu)通過(guò)設(shè)置中間柱石抗震結(jié)構(gòu)和底部柱石抗震結(jié)構(gòu)，并在中間柱石和底部柱石輔以彈簧組合形成一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)撞恐a(chǎn)生水平移動(dòng)時(shí)，中間柱石抗震結(jié)構(gòu)的鋼球、彈簧組合在底部柱石的圓弧槽產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，瞬間滑動(dòng)距離越大，彈簧受壓越大，瞬間阻力也就越大，因而中間柱石相對(duì)底部柱石而言起到阻尼作用；同時(shí)，由于房子自重作用，中間柱石能夠通過(guò)鋼球與底部柱石自動(dòng)對(duì)心，解決了由于地震出現(xiàn)的基、柱偏尚冋題。
[0025](3)柱石互聯(lián)抗震結(jié)構(gòu)通過(guò)第一接頭把底部柱石互聯(lián)成一個(gè)同向并動(dòng)的整體，增強(qiáng)整體柱石的強(qiáng)度和抗震性，改善了中國(guó)古建筑的柱石抗震技術(shù)，具有基礎(chǔ)整體聯(lián)結(jié)、水平垂直各向柔性的特點(diǎn)，能極大避免現(xiàn)代建筑基礎(chǔ)的剛性結(jié)構(gòu)無(wú)隔震消震作用，同時(shí)向上傳遞地震波所帶來(lái)的弊端。
[0026](4)承重抗震結(jié)構(gòu)中設(shè)置的斗拱結(jié)構(gòu)通過(guò)高低參雜、不同方向的斗、拱構(gòu)件，把從底部傳上來(lái)的地震波逐層逐級(jí)多點(diǎn)分解。
[0027](5)可疊加性框架抗震結(jié)構(gòu)中柱與梁之間、梁與梁之間的結(jié)合，采用接頭接合、高強(qiáng)度螺栓鎖定，使一個(gè)層框架成為一個(gè)鋼框架結(jié)構(gòu)，每層框架使用斗拱來(lái)承重和減震。由于梁、柱材料本身的高強(qiáng)度、良好的延展性，框架結(jié)構(gòu)本身的延性，以及斗拱的減震，整個(gè)框架體系形成了高強(qiáng)度的框架抗震結(jié)構(gòu)。
[0028](6) 一體化墻窗抗震結(jié)構(gòu)設(shè)置的第二墻體結(jié)構(gòu)和窗框結(jié)構(gòu)通過(guò)榫卯、凹凸接口相互連接，突破了磚之間、磚與柱子、磚與窗以泥灰等鏈接不牢固的問(wèn)題。由于復(fù)合材料的彈性材質(zhì)和具有形變能力的榫卯口，整個(gè)結(jié)構(gòu)具有緩沖各向壓力的抗震能力。
[0029](7)仿古建筑結(jié)構(gòu)外側(cè)的墻體、窗臺(tái)通過(guò)帶偏心榫卯口的金柱、柱榫卯接合，即使墻體、窗臺(tái)倒塌，只能導(dǎo)向屋外，能大程度地保護(hù)屋內(nèi)的人、物件，安全效益顯著，抗震效果好。
[0030](