一种缓解地震和洪水对建筑物造成损害的施工方法和设施

【摘要】地震和洪水每年给美国造成巨额损失，自然灾害给全球造成的损失也是巨大，本发明专利提供一种新型的房屋建设施工方法和设施，由三个主要部分构成：保护壳、缓冲介质、建筑平台，通过缓冲介质可以缓解地震力对建筑平台上的建筑物造成的损失，减轻地震和洪水对建筑物造成损失。

【关键词】缓解 地震洪水 建筑物损害 施工方法和设施 专利

美国专利申请公告

公告号：US2015/0308138 A1

公告日：2015年10月29日

申请人：Arx Pax， LLC， Saratoga CA

发明人：D.Gregory HENDERSON， Saratoga

代理人：Arx Pax， LLC， Saratoga CA

申请号：14/792，194

申请日：2015年7月6日

一、相关文献

本专利申请的优先权是根据美国法典35条§120条款，由Henderson于2014年6月30日在美国备案的专利申请号：14/320，327的延续，该优先权依据美国法典35条§120及由Henderson于2014年3月15日在美国备案的专利申请号13/843，914的延续，以上文献全部作为本发明的参考。

二、发明领域

本发明专利涉及建筑施工领域，特别涉及缓解地震、洪水、海啸造成损失的建筑施工方法。

三、技术背景

近百年来，地震每年给美国造成的损失大约20-24亿美元，洪水每年给美国造成的损失也是相同数据，洪水发生频率比地震高，任何重大灾难造成的经济损失往往是相当大的，灾难增加了全球的生活成本也加重了全球的物理伤害。

在美国，地震风险主要集中在西海岸，但是，新马德里断层带遍及伊利诺伊州、肯塔基州、田纳西州、密苏里州以及阿肯色州沿着密西西比河也有发生大地震的可能性，洪水的危害几乎遍及美国各地。

远离沿海的地区，洪水主要是由泛滥的河流及其相关的支流造成的。在沿海人口密集最高地区（一半的美国人口居住在50英里沿海之内的地区），洪水由河流泛滥以及风暴潮和涌潮造成的。预计全球变暖、海平面上升及天气变化是加剧沿海和内陆地区洪水爆发的唯一原因。另外，西海岸夏威夷和阿拉斯加将面临海啸和海啸引起的地震造成严重的洪水威胁。2011年日本因地震引發的海啸造成3000亿美元的损失。

减少洪水和地震造成损失的有效方法非常有限。对抗洪水的一种方法是确定洪水易发区域，避免建设这些地区，洪水覆盖区域往往影响土地的使用性、土地价位和保险。另一种方法是提高这些地区的建筑高度，实际上，高层建筑建在水平面低的区域也是无用和无效的。这种方法有时应用在较小的建筑物上，如住房，但一般不适用于大中型建筑。此外，这些建筑通常是承受不了强大的洪水。

堤坝通常用于防止洪水，但是建造堤坝较昂贵并且维护费较高，当遇到环境影响及用地紧张的区域，遇到地震时，堤坝容易坍塌。另外，从过去经验来看，当堤坝的某一段遭到破坏，会减轻整个堤坝的防洪作用，堤坝容易决堤。

地震活动地带，地震图可作为实质的建设指导，在一定条件下可以识别哪些建筑是不合适建在土壤液化的区域。为了减轻地震破坏，较大的建筑，例如摩天大楼，有时使用基础隔震和振动抑制系统降低地震带来的损失。中小型建筑的建设技术和/或为防止灾难性故障和后续生命损失而进行的建筑物翻新加固，地震时，这些建筑仍然遭到严重破坏。普遍认为中小型建筑采用基础融震的成本过高，较小规模的建筑很少使用基础融震。

鉴于上述情况，需要通过提高建筑施工方法和设施及控制施工成本来缓解地震和洪水造成的损失。

四、总结

对支撑建筑的三部分基础系统进行描述。三个基础系统包括保护壳、缓冲介质和建筑平台。建筑平台建在缓冲介质中，缓冲介质在保护壳中。建筑物建在建筑平台上，缓冲介质可以是液体、气体或液化固体。如缓冲介质是液体，例如是水，建筑平台设计为密度足够低可以浮在缓冲介质的上面，保护壳将缓冲介质限制在保护壳和建筑平台之间。

地震时，保护壳受到地震力作用，如较大的侧向力通过缓冲介质最低限度的转移到建筑平台，建筑平台上的任何建筑因缓冲介质限制了地震力的传送，因此，相对简单和划算的防震系统就能够实现。洪水时，只要建筑平台和平台上的建筑物足够的浮在水面上，建筑平台和建筑随着水平面升高而上升，因此，TPFS设计能够缓解地震和洪水区域由两者造成损失的难题，或减轻洪水地区的由洪水造成的损失。

描述一种包括三部分基础系统的施工方法，特性在于a）在地面建造一个能够承载缓冲介质的保护壳；b）将缓冲介质注入保护壳；c）测试保护壳是否能承载缓冲介质；d）将保护壳中缓冲介质的水排出；e）在保护壳中建一座建筑平台，当缓冲介质注入保护壳中建筑平台是漂浮在缓冲介质中的；f）填加缓冲介质液体在保护壳中，使得建筑平台和建筑物能漂浮在缓冲介质中；g）将建筑平台放置在保护壳中的相关面，当地震时，建筑平台能够从保护壳的一侧移动到另一侧，这样，建筑平台漂浮在上面，通过地面转移到建筑平台的地震破坏力将达到最小。在具体实施中，建筑平台的安装可以从预支部件开始，也可以不需要以上d）排水的步骤。

五、具体施工方式（前三条）

现依据所附图纸并参照优选的实施方案对本发明进行详细描述。为能全面了解本发明，下面的描述将提供许多具体细节。然后，对于熟悉的施工工艺，本发明可能没有对其全部或部分进行具体描述，例如，为了更清晰的理解本发明，众所周知的施工流程和步骤或者/和结构将不再描述。

如下所述的施工方法和设施是为了缓解地震和洪水给建筑物和基础设施造成的损失。特别是，施工方法和设施按三部分基础系统（TPFS）来描述， TPFS包括保护壳、缓冲介质和建筑平台。建筑物、桥梁、道路和/或其他建筑物可以建在建筑平台上面或与其耦合。

缓冲介质可以是气体、液体或者固体，例如缓冲介质是液体水，保护壳可以控制或限制缓冲介质在保护壳的区域里。在具体实施中，保护壳可以与地面的一块土地结合形成建筑，可以用混凝土作为建设材料。于是，缓解介质可以“填满”保护壳。