CN102518230B - 带玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋及作法 - Google Patents
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Abstract
一种带玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋及其制作方法，属于结构减震、隔震技术领域。素混凝土垫层位于基础下梁底部；基础下梁内预埋塑料套管以及限位钢筋，塑料套管垂直于基础下梁布置，限位钢筋的一端穿过塑料套管锚固在基础下梁内，另一端伸出基础下梁上表面；复合层铺设在基础下梁的上表面复合层的上表面为基础上梁，基础上梁内预埋有塑料套管，塑料套管与基础上梁垂直布置；限位钢筋的伸出基础下梁的一端穿过复合层以及基础上梁内的塑料套管锚固在基础上梁内。本发明适用于村镇中、低层房屋，其技术方案可有效解决村镇中低层建筑抗震性能差，破坏严重的问题，造价低廉，应用前景广。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于村镇建筑的带玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋及作法，属于一种新型实用、简单、经济、造价低廉的适用于村镇住宅的基础隔震房屋及作法。
背景技术
基础隔震是在建筑物上部结构与基础之间增设水平刚度很小的支承元件，使得上部结构自振周期延长，远离地震作用的卓越周期，从而减轻地震作用对上部结构的影响。目前对于基础隔震的研究已比较完善，隔震装置各种各样，建筑隔震的设计方法也已成熟并写入规范。而国内外对于滚动隔震的研究尚少，国内的文献主要涉及的大都是橡胶垫隔震装置，而且研究也趋于完善。目前已经有不少人提出了一些滚动隔震装置，但都只是做了初步理论分析和试验研究，没有进一步的涉及相关参数的优化分析。
近年来发展起来的滚动隔震技术，大多是在基础与上部结构之间设置滚球，滚球的上下支承面做成弧面，底板的两侧边分别有一个特殊设计的弹簧凸轮系统，在正常条件下，凸轮充分压缩弹簧给基础侧向支承，当地震来临时，地震作用使得基础运动从而释放凸轮，弹簧凸轮系统开始工作，优化设计各个相关参数可以大大减小地震向上部结构的传递。这种技术虽然在一定程度上克服了滚动隔震技术的缺陷。但其相对高昂的造价、复杂的制造和施工工艺，不太适合于我国广大村镇和低层建筑。而在历次的地震中，村镇建筑的破坏最为严重。因此，研发经济、适用、造价低廉的滚动隔震装置及其应用技术，具有十分重要的理论意义和社会经济价值。
发明内容
本发明目的在于提供一种具有简单、经济、隔震性能好、施工简便等性能优良，适用于村镇住宅的基础隔震房屋及作法，以期有效解决村镇建筑抗震性能差，破坏严重的问题。
本发明采用的技术方案如下：
带玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋，包括素混凝土垫层1、基础下梁2、玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3、限位钢筋4、塑料套管5、基础上梁6、砂浆面层7及上部结构构成；素混凝土垫层1位于基础下梁2底部；基础下梁2内预埋塑料套管5以及限位钢筋4，塑料套管5垂直于基础下梁2布置，限位钢筋4的一端穿过塑料套管5锚固在基础下梁2内，另一端伸出基础下梁2上表面；玻璃珠、细砂、胶凝材料和水搅拌而成的复合层3铺设在基础下梁2的上表面；玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3的上表面为基础上梁6，基础上梁6内预埋有塑料套管5，塑料套管5与基础上梁6垂直布置；限位钢筋4的伸出基础下梁2的一端穿过玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3以及基础上梁6内的塑料套管5锚固在基础上梁6内；基础上梁6的上表面砌筑有上部结构，在基础下梁2、基础上梁6、玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3及上部结构墙体侧面抹有砂浆面层7；这样，素混凝土垫层1、基础下梁2、玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3、限位钢筋4、塑料套管5、基础上梁6、砂浆面层7及上部结构就构成了一种带玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋。
所述的复合层3在基础上梁6和基础下梁2中埋置塑料套管5的相应位置开有上下贯穿的空洞。
位于基础下梁2的底部的素混凝土垫层1的混凝土强度等级为C10，宽度大于基础下梁宽度。
所述基础下梁2和基础上梁6，基础下梁2和基础上梁6均为钢筋混凝土梁，其混凝土强度取C20～C30，纵筋根数不少于4根，基础梁宽度不小于墙厚。
所述玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3，所用玻璃珠为圆形，直径为3～3.5mm；胶凝材料为水泥、石灰、黄土，玻璃珠、细砂、水、胶凝材料的混合比例能使混凝材料的强度控制到不超过基础上部砖墙砂浆强度的50％，以实现控制小震下不坏，同时控制中震下启动玻璃珠滚动隔震以及基础与复合层滑移隔震的作用。
所述限位钢筋锚固于基础下梁2和基础上梁6之间的限位钢筋4，直径为12～25mm，两端在基础梁上下中的锚固长度不小于5倍直径，端部水平弯钩长度不小于锚固长度且不小于5倍直径；中间区段预留一定长度并在其表面涂防锈涂层，在该长度范围内，限位钢筋位于直径60～70mm的塑料套管5中心处，塑料套管5将钢筋和其周围的混凝土隔离，地震时该长度范围内的钢筋在塑料套管内自由变形。
所述的涂层材料为沥青或防锈漆。
所述砂浆面层7面层为石灰砂浆、水泥砂浆或混合砂浆，强度等级为M5或M7.5，砂浆面层位于基础下梁2、玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3、基础上梁6及上部结构墙体两侧。
所述带玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋的制作方法，其制作顺序如下：
a)制作C10素混凝土垫层1；
b)在素混凝土垫层1上部绑扎钢筋、预埋限位钢筋4和塑料套管5，浇注混凝土形成钢筋混凝土基础下梁2，限位钢筋4一端伸出基础下梁2的上表面；
c)待基础下梁2混凝土硬化后，在基础下梁2上表面铺设由玻璃珠、细砂、胶凝材料和水搅拌而成的复合层3；
d)待玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3硬化后，在其上表面绑扎基础上梁6的钢筋，预埋塑料套管5，限位钢筋4的另一端穿过玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3及预埋在基础上梁6内的塑料套管5并伸入到基础上梁6的钢筋笼内，保证基础上梁6中预埋的塑料套管5和基础下梁2中预埋的塑料套管5上下对齐，两根塑料套管5中轴线在一条直线上，浇注混凝土形成基础上梁6；
e)待基础上梁6混凝土硬化后，在其上部砌筑结构墙体；
f)待上部结构墙体砌筑完毕后，在基础上梁、玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层、基础下梁及墙体两侧做砂浆面层7。
本发明可以获得如下有益效果：
(1)玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层侧面砂浆面层的抗剪强度和基础上下梁与玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层之间的摩擦力可抵抗小震及风荷载的作用，玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层不发生破坏；
(2)中震作用时，启动玻璃珠滚动隔震以及基础与复合层滑移复合隔震，使上部结构与基础下梁产生一定量水平相对位移，减轻上部结构地震反应。同时，限位钢筋在塑料套管内变形并消耗地震能量，减轻地震作用向上部结构传播；
(3)大震作用时，上部结构完全由玻璃珠支承，玻璃珠在基础上下梁之间滚动加剧，使上部结构和基础下梁产生一定量水平相对位移；同时，限位钢筋变形不断增大，消耗地震能量，减轻地震作用向上部结构传播；当限位钢筋的变形超过了塑料套管的直径时，限位钢筋被周围的混凝土卡住，从而起到限位作用，使上部结构和基础下梁相对位移不致过大。
附图说明：
图1是限位钢筋孔平面布置图；
图2是Ⅰ-Ⅰ剖面图；
图中：1-素混凝土垫层；2-基础下梁；3-玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层；4-限位钢筋；5-塑料套管；6-基础上梁；7-砂浆面层。
具体实施方式：
如图1至图2所示的带玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋，包括素混凝土垫层1、基础下梁2、玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3、限位钢筋4、塑料套管5、基础上梁6、砂浆面层7及上部结构构成；素混凝土垫层1位于基础下梁2底部；基础下梁2内预埋塑料套管5以及限位钢筋4，塑料套管5垂直于基础下梁2布置，限位钢筋4的一端穿过塑料套管5锚固在基础下梁2内，另一端伸出基础下梁2上表面；玻璃珠、细砂、胶凝材料和水搅拌而成的复合层3铺设在基础下梁2的上表面；玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3的上表面为基础上梁6，基础上梁6内预埋有塑料套管5，塑料套管5与基础上梁6垂直布置；限位钢筋4的伸出基础下梁2的一端穿过玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3以及基础上梁6内的塑料套管5锚固在基础上梁6内；基础上梁6的上表面砌筑有上部结构，在基础下梁2、基础上梁6、玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3及上部结构墙体侧面抹有砂浆面层7；这样，素混凝土垫层1、基础下梁2、玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3、限位钢筋4、塑料套管5、基础上梁6、砂浆面层7及上部结构就构成了一种带玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋。
所述的复合层3在基础上梁6和基础下梁2中埋置塑料套管5的相应位置开有上下贯穿的空洞。
位于基础下梁2的底部的素混凝土垫层1的混凝土强度等级为C10，宽度大于基础下梁宽度。
所述基础下梁2和基础上梁6，基础下梁2和基础上梁6均为钢筋混凝土梁，其混凝土强度取C20～C30，纵筋根数不少于4根，基础梁宽度不小于墙厚。
所述玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3，所用玻璃珠为圆形，直径为3～3.5mm；胶凝材料为水泥、石灰、黄土，玻璃珠、细砂、水、胶凝材料的混合比例能使混凝材料的强度控制到不超过基础上部砖墙砂浆强度的50％，以实现控制小震下不坏，同时控制中震下启动玻璃珠滚动隔震以及基础与复合层滑移隔震的作用。
所述限位钢筋锚固于基础下梁2和基础上梁6之间的限位钢筋4，直径为12～25mm，两端在基础梁上下中的锚固长度不小于5倍直径，端部水平弯钩长度不小于锚固长度且不小于5倍直径；中间区段预留一定长度并在其表面涂防锈涂层，在该长度范围内，限位钢筋位于直径60～70mm的塑料套管5中心处，塑料套管5将钢筋和其周围的混凝土隔离，地震时该长度范围内的钢筋在塑料套管内自由变形。
所述的涂层材料为沥青或防锈漆。
所述砂浆面层7面层为石灰砂浆、水泥砂浆或混合砂浆，强度等级为M5或M7.5，砂浆面层位于基础下梁2、玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3、基础上梁6及上部结构墙体两侧。
根据本发明的技术方案，带玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋的制作顺序如下：
a)制作C10素混凝土垫层1；
b)在素混凝土垫层1上部绑扎钢筋、预埋限位钢筋4和塑料套管5，浇注混凝土形成钢筋混凝土基础下梁2，限位钢筋4一端伸出基础下梁2的上表面；
c)待基础下梁2混凝土硬化后，在基础下梁2上表面铺设由玻璃珠、细砂、胶凝材料和水搅拌而成的复合层3；
d)待玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3硬化后，在其上表面绑扎基础上梁6的钢筋，预埋塑料套管5，限位钢筋4的另一端穿过玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层3及预埋在基础上梁6内的塑料套管5并伸入到基础上梁6的钢筋笼内，保证基础上梁6中预埋的塑料套管5和基础下梁2中预埋的塑料套管5上下对齐，两根塑料套管5中轴线在一条直线上，浇注混凝土形成基础上梁6；
e)待基础上梁6混凝土硬化后，在其上部砌筑结构墙体；
f)待上部结构墙体砌筑完毕后，在基础上梁、玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层、基础下梁及墙体两侧做砂浆面层7。
以上是本发明的一个典型实施例，本发明的实施不限于此。
Claims (7)
1.带玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋，包括素混凝土垫层(1)、基础下梁(2)、玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层(3)、限位钢筋(4)、塑料套管(5)、基础上梁(6)、砂浆面层(7)及上部结构；其特征在于：素混凝土垫层(1)位于基础下梁(2)底部，混凝土强度等级为C10，宽度大于基础下梁(2)宽度；基础下梁(2)内预埋塑料套管(5)以及限位钢筋(4)，塑料套管(5)垂直于基础下梁(2)布置，限位钢筋(4)的一端穿过塑料套管(5)锚固在基础下梁(2)内，另一端伸出基础下梁(2)上表面；玻璃珠、细砂、胶凝材料和水搅拌而成的玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层(3)铺设在基础下梁(2)的上表面；所述玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层(3)的玻璃珠为圆形，直径为3～3.5mm；胶凝材料为水泥、石灰、黄土，玻璃珠、细砂、水、胶凝材料的混合比例能使混凝材料的强度控制到不超过基础上部砖墙砂浆强度的50％，以实现控制小震下不坏，同时控制中震下启动玻璃珠滚动隔震以及基础与复合层滑移隔震的作用；玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层(3)的上表面为基础上梁(6)，基础上梁(6)内预埋有塑料套管(5)，塑料套管(5)与基础上梁(6)垂直布置；限位钢筋(4)的伸出基础下梁(2)的一端穿过玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层(3)以及基础上梁(6)内的塑料套管(5)锚固在基础上梁(6)内；基础上梁(6)的上表面砌筑有上部结构，在基础下梁(2)、基础上梁(6)、玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层(3)及上部结构墙体侧面抹有砂浆面层(7)；这样，素混凝土垫层(1)、基础下梁(2)、玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层(3)、限位钢筋(4)、塑料套管(5)、基础上梁(6)、砂浆面层(7)及上部结构就构成了一种带玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋。
2.根据权利要求1所述的玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋，其特征在于：所述的复合层(3)在基础上梁(6)和基础下梁(2)中埋置塑料套管(5)的相应位置开有上下贯穿的空洞。
3.根据权利要求1中所述带玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋，其特征在于：所述基础下梁(2)和基础上梁(6)均为钢筋混凝土梁，其混凝土强度取C20～C30，纵筋根数不少于4根，基础梁宽度不小于墙厚。
4.根据权利要求1中所述的带玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋，其特征在于：锚固于基础下梁(2)和基础上梁(6)之间的限位钢筋(4)直径为12～25mm，两端在基础梁上下中的锚固长度不小于5倍直径，端部水平弯钩长度不小于锚固长度且不小于5倍直径；中间区段预留一定长度并在其表面涂防锈涂层，在该长度范围内，限位钢筋位于直径60～70mm的塑料套管(5)中心处，塑料套管(5)将钢筋和其周围的混凝土隔离，地震时该长度范围内的钢筋在塑料套管内自由变形。
5.根据权利要求4中所述的带玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋，其特征在于：所述防锈涂层的材料为沥青或防锈漆。
6.根据权利要求1中所述的带玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋，其特征在于：所述砂浆面层(7)面层为石灰砂浆、水泥砂浆或混合砂浆，强度等级为M5或M7.5，砂浆面层位于基础下梁(2)、玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层(3)、基础上梁(6)及上部结构墙体两侧。
7.根据权利要求1所述的带玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层的隔震房屋的制作方法：其特征在于：其制作顺序如下：
a)制作C10素混凝土垫层(1)；
b)在素混凝土垫层(1)上部绑扎钢筋、预埋限位钢筋(4)和塑料套管(5)，浇注混凝土形成钢筋混凝土基础下梁(2)，限位钢筋(4)一端伸出基础下梁(2)的上表面；
c)待基础下梁(2)混凝土硬化后，在基础下梁(2)上表面铺设由玻璃珠、细砂、胶凝材料和水搅拌而成的复合层(3)；
d)待玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层(3)硬化后，在其上表面绑扎基础上梁(6)的钢筋，预埋塑料套管(5)，限位钢筋(4)的另一端穿过玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层(3)及预埋在基础上梁(6)内的塑料套管(5)并伸入到基础上梁(6)的钢筋笼内，保证基础上梁(6)中预埋的塑料套管(5)和基础下梁(2)中预埋的塑料套管(5)上下对齐，两根塑料套管(5)中轴线在一条直线上，浇注混凝土形成基础上梁(6)；
e)待基础上梁(6)混凝土硬化后，在其上部砌筑结构墙体；
f)待上部结构墙体砌筑完毕后，在基础上梁、玻璃珠-细砂-胶凝材料复合层、基础下梁及墙体两侧做砂浆面层(7)。
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