[发明专利]用于减轻地震事件影响的系统

说明书

一种建筑结构具有一个或多个楼层且包括至少两个支柱，所述支柱支撑所述楼层中的第一者；其中所述支柱中的至少一者由具有第一部分和第二部分的至少一个撑脚支撑。所述至少一个撑脚具有：第一配置，其中所述第一部分可相对于所述第二部分自由地移动，使得在所述撑脚中形成间隙，从而防止沿着所述撑脚轴向地传输力；和第二配置，其中所述间隙通过所述第一部分与所述第二部分接触而闭合以允许沿着所述撑脚轴向地传输力。所述第二配置在所述至少一个支柱承受足以迫使所述间隙闭合的变形程度时发生。

相关申请

本申请要求2013年12月2日提交的美国临时申请No.61/910,474的优先权，所述美国临时申请的内容全文以引用的方式明确并入本文中。

发明领域

本发明一般来说涉及建立用于减轻地震事件影响的系统，且更明确地说涉及用于减轻地震事件在具有薄弱楼层配置的建筑中的地震事件影响的系统。

发明背景

在过去两个世纪内，已在全世界广泛地建构具有薄弱楼层配置的建筑。概括地说，薄弱楼层建筑是其中一层或多层在适当位置具有窗户、宽的门、大的无阻碍商业空间，或其它开口的建筑，其中剪力墙或其它结构支撑件将通常定位于，或其中剪力墙或其它结构支撑件定位于薄弱楼层上方的其它层上，使得薄弱楼层与其上方的楼层相比具有显著较低的刚度和/或强度。在多楼层建筑的第一层提供用于停车、零售、店面橱窗、购物区和大厅的空间是此类建筑的架构和社会优点，如图1所示。许多较老的建筑已经存在这种或类似的配置。已知这些薄弱楼层建筑在第一层或界定薄弱楼层的前几层具有极差的抗震性能而具有倒塌倾向，而且这些薄弱楼层建筑被看作通常在人口密集的市区发现的最有价值的建筑拓扑之一。

从已记录地震记录以来，估计全世界已报告超过850万人死亡和几乎$210万兆的损坏。考虑到薄弱楼层建筑在生命和财产损失方面所起的高度作用，已估计薄弱楼层建筑是造成几百万设施和几十亿美元损失的原因。举例来说，在1994年恰好在洛杉矶外的北岭地震之后不可居住的单元中有几乎三分之二且死亡人数中有较高比例是归因于具有薄弱楼层的建筑。关于薄弱楼层建筑的这些问题有大量文献证明，而且在本领域是众所周知的。

最近，本领域已有所发展以开发更现代的设计程序和条例，所述程序和条例旨在避免导致薄弱楼层反应的支柱侧摆反应，薄弱楼层反应最终使建筑不可使用。已在建筑条例中引入测量以通过确保新的建筑在建筑高度内拥有相对均匀的强度和刚度来解决这个问题。对于具有薄弱楼层的现有建筑，法规可能需要对结构进行评估和改进，而且典型的改进成果通常将增大薄弱楼层的强度和刚度。然而，这未必会减少整个建筑的预期总损坏和经济损失，因为某种程度的侧摆仍会发生。另外，诸如增加钢筋混凝土墙或钢撑脚等传统改进方法不仅对这些结构的架构功能造成若干障碍，而且大大增大所改进建筑中必须适应的设计荷载。现有技术的这些改进方法中的大多数(如果不是全部)包括对建筑结构的基本修改，从而经常限制对改进之前的薄弱楼层的使用，如图2中示意性示出。另外，许多改进的费用过高而且从根本上更改建筑的架构或薄弱楼层本身的特性。

因此本领域需要减轻地震事件对具有至少一个薄弱楼层的建筑结构的影响的替代解决方案。

发明概要

根据本发明的一个实施方案，提供一种建筑结构，其具有至少一个楼层且包括：至少一个支柱；至少一个撑脚，所述至少一个撑脚在一端附接至所述支柱中的至少一者的一侧且在第二端附接至固定的地基表面；所述撑脚倾斜地附接至所述至少一个支柱；所述至少一个撑脚具有第一部分和第二部分；其中所述至少一个撑脚具有：第一配置，其中所述第一部分可相对于所述第二部分自由地移动，使得在所述撑脚中形成间隙，从而防止沿着所述撑脚轴向地传输力；和第二配置，其中所述间隙通过所述第一部分与所述第二部分接触而闭合以允许沿着所述撑脚轴向地传输力；其中所述第二配置在所述至少一个支柱承受足以迫使所述间隙闭合的变形程度时发生。

在这个实施方案的一个方面，所述第二部分包括管状部件且所述第一部分被设计大小和以其它方式设计尺寸以便可在所述管状部件内滑动。