CN102535524B - 建筑用复合型多频段隔振沟 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种建筑用复合型多频段隔振沟，属于土木工程和机械工程技术领域。本发明包括带孔板、异型板、填充物、空沟、波阻块。复合型多频段隔振沟至少布置在建筑物面向振源一侧的地表之下，按照振源至建筑物的方向依次将带孔板、异型板、空沟和波阻块连接，并保证将带孔板、异型板、空沟和波阻块高度和宽度一致。异型板面向振源的一侧为凸凹不平的异形构造，另一侧为平面；填充物填充在异型板内和波阻块内。

Description

建筑用复合型多频段隔振沟
技术领域
本发明涉及一种建筑用复合型多频段隔振沟，属于土木工程和机械工程技术领域。
背景技术
近年来，各种高层及大跨建筑、大型立交桥和隧道工程、地铁工程、大型水电工程等城市基础设施工程在大型城市陆续兴建，构成了现代土木建(构)筑的代表群和土建结构的立体工程系统。在该庞杂的体系中，以地铁、城市高铁及轻轨为代表的交通体系会引发的地层和周边建筑的振动，严重影响到人们的日常活动和实验室精密仪器的使用。因此，极有必要开展交通荷载引起振动的隔振措施研究。
目前的隔振措施可分为连续隔振和非连续隔振两种。连续隔振措施包括空沟、填充沟等；非连续措施包括排桩、波阻块等。空沟对地表荷载产生的高频振动具有良好的隔振效果，但其效果主要取决于沟深与表面波的波长之比，当沟深小于表面波长的30％时，空沟对低频振动几乎没有隔振效果。而波阻块等一般只对低频振动有很好的隔振效果。目前尚缺乏对高中低所有频段都具有良好减振效果的隔振措施。
借鉴隔音降噪等领域的技术手段，采用新型减振材料和工艺，综合利用各种措施的特点，可以部分克服上述环境振动隔振的不足，为结构防灾减灾提供更多样性的技术支持，具有重大的工程意义。
发明内容
本发明涉及一种建筑用复合型多频段隔振沟，属于土木工程和机械工程技术领域。
本发明提出了一种能够降低建筑物周边由交通体系等引发的环境振动的隔振沟。该减振措施具有施工简便、性能全面、布置灵活、成本低廉等特点。
本发明通过空沟等对高频振动进行减振，通过带孔板、异型板和填充物实现对中高频振动进行减振，通过波阻块实现对低频振动的减振。各种部件组合后可对环境振动进行多频段的隔振控制，最终降低传播至建筑的振动幅度，保证建筑的安全性和舒适性。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
复合型多频段隔振沟至少布置在建筑物面向振源一侧的地表之下，按照振源至建筑物的方向依次将带孔板、异型板、空沟和波阻块连接，并保证将带孔板、异型板、空沟和波阻块高度和宽度一致。异型板面向振源的一侧为凸凹不平的异形构造，另一侧为平面；填充物填充在异型板内和波阻块内。
所述的带孔板的孔洞为圆柱形通孔，圆柱形通孔直径不应小于10mm，且不应大于500mm，孔洞面积不得低于带孔板实体面积的1/3。孔洞应均匀分散布置。
所述的异型板的异形构造是以下形状的一种或多种：多金字塔形、栅格翼形、多波浪形和多蜂窝形。异型板的材料成分为高聚有机化合物。
所述的填充物的材料成分为是以下材料中的一种或多种：橡胶颗粒、海绵、有机泡沫、砂浆。
所述的波阻块在平面上由多个薄壁空心单元格组合而成，单体单元格在平面上是以下形状的一种：六边形、圆形和矩形。波阻块的材料成分为是以下材料中的一种或多种：钢筋混凝土、混凝土、钢材。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1)本发明中的建筑用复合型多频段隔振沟可以对高中低频率段的环境振动均能实现减隔振，部件组合合理，机理明确。
2)本发明中的异型板和波阻块的形状均为符合力学机理的优化造型，利于最大程度地吸振减振。
3)本发明构造较简单，所用材料成本较低，不影响原有建筑物的使用功能，可以在建筑物使用的任何阶段进行施工安装。
附图说明
图1为本发明的建筑用复合型多频段隔振沟侧剖面示意图；
图2为本发明的建筑用复合型多频段隔振沟及周边环境整体沟侧剖面示意图；
图3为本发明的建筑用复合型多频段隔振沟的多金字塔形异型板平面示意图；
图4为本发明的建筑用复合型多频段隔振沟的多金字塔形异型板长边侧视图；
图5为本发明的建筑用复合型多频段隔振沟的多金字塔形异型板短边侧视图；
图6为本发明的建筑用复合型多频段隔振沟的栅格翼形异型板平面示意图；
图7为本发明的建筑用复合型多频段隔振沟的栅格翼形异型板长边侧视图；
图8为本发明的建筑用复合型多频段隔振沟的栅格翼形异型板短边侧视图；
图9为本发明的建筑用复合型多频段隔振沟单元格为六边形波阻块平面示意图；
图10为本发明的建筑用复合型多频段隔振沟单元格为圆形波阻块平面示意图；
图中：1-带孔板，2-异型板，3-填充物，4-空沟，5-波阻块，6-顶部盖板，7-地基及土层，8-交通体系，9-需隔振建筑物。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
建筑用复合型多频段隔振沟，其特征在于：包括带孔板1、异型板2、填充物3、空沟4、波阻块5，复合型多频段隔振沟至少布置在建筑物面向振源一侧的地表之下，按照振源至建筑物的方向依次将带孔板1、异型板2、空沟4和波阻块5连接，并保证将带孔板1、异型板2、空沟4和波阻块5高度和宽度一致；所述的异型板2面向振源的一侧为凸凹不平的异形构造，另一侧为平面；填充物3填充在异型板内和波阻块内。顶部盖板6置于隔振沟的顶部，避免土体和杂物进入隔振沟内。
实施例1：
如图2所示，某20层高层建筑位于城市轻轨交通干线50m处，受交通体系的环境振动影响较严重，列车通过时建筑地表振动加速度幅值为5.0×10-3m/s2，建筑顶层的振动加速度幅值为1.41×10-2m/s2。为了降低振动幅值，采用本发明的建筑用复合型多频段隔振沟进行减隔振。首先，在高层建筑面对振源的一面的空地上确定开挖隔振沟的具体位置和尺寸。隔振沟距离建筑外表面10m，宽度为5m，高度为6m，顶部距地表深度为5m，纵向总长为60m。其次，确定隔振沟各个部件的细部尺寸。其中，带孔板的厚度为500mm，单孔直径为50mm。异型板的厚度为1000mm，异形部分为多金字塔形，如图3所示。异形突起厚度为35mm，异型板的材料成分为丁基橡胶。空沟的厚度为1000mm。波阻块的材料为混凝土，波阻块的厚度为2500mm，其单元格在平面上为六边形，如图5所示。单元格里的填充物为橡胶颗粒和有机泡沫。然后，进行土体挖掘，对水路管线进行适当的避让，依次安放带孔板、异型板、空沟和波阻块，确保各部件紧密相连，再填放填充物，安装顶部盖板。最后进行土体掩埋和场地清整。经实体有限元数值仿真分析并结合部分试验，添加复合型多频段隔振沟后，建筑顶层的振动加速度幅值降为1.12×10-2m/s2，减振率达20.6％。结果表明复合型多频段隔振沟具有较明显的减振效果。
实施例2：
如图2所示，某古建筑位于城市地铁干线200m处，受交通体系的环境振动影响较严重，不利于文物保护。列车通过时古建筑地表振动加速度幅值为3.1×10-3m/s2，古建筑室内底板的振动加速度幅值为8.82×10-3m/s2。为了降低振动幅值，采用本发明的建筑用复合型多频段隔振沟进行减隔振。首先，在古建筑周边的空地上确定开挖隔振沟的具体位置和尺寸。隔振沟距离建筑外表面25m，宽度为4m，高度为5m，顶部距地表深度为5m，平面为圆形，周长为210m。其次，确定隔振沟各个部件的细部尺寸。其中，带孔板的厚度为400mm，单孔直径为40mm。异型板的厚度为800mm，异形部分为栅格翼形，如图4所示，异形突起厚度为35mm。异型板的材料成分为有机海绵。空沟的厚度为800mm。波阻块的材料为钢筋混凝土，波阻块的厚度为2000mm，其单元格在平面上为圆形，如图6所示。单元格里的填充物为砂浆和有机泡沫。然后，进行土体挖掘，对水路管线进行适当的避让，并依次安放带孔板、异型板、空沟和波阻块，确保各部件紧密相连，再填放填充物，安装顶部盖板。最后进行土体掩埋和场地清整。经实体有限元数值仿真分析并结合部分试验，添加复合型多频段隔振沟后，古建筑室内底板的振动加速度幅值降为6.76×10-3m/s2，减振率达23.4％。结果表明复合型多频段隔振沟具有较明显的减振效果。
以上为本发明的2个典型实施例，但本发明的实施不限于此。

Claims (7)

1.建筑用复合型多频段隔振沟，其特征在于：包括带孔板（1）、异型板（2）、填充物（3）、空沟（4）、波阻块（5），建筑用复合型多频段隔振沟至少布置在建筑物面向振源一侧的地表之下，按照振源至建筑物的方向依次为带孔板（1）、异型板（2）、空沟（4）和波阻块（5），并保证将带孔板（1）、异型板（2）、空沟（4）和波阻块（5）高度和宽度一致；所述的异型板（2）面向振源的一侧为凸凹不平的异形构造，另一侧为平面；填充物（3）填充在异型板内和波阻块内；还包括顶部盖板，顶部盖板置于隔振沟的顶部。
2.根据权利要求1所述的建筑用复合型多频段隔振沟，其特征在于：所述的带孔板（1）的孔洞为圆柱形通孔，圆柱形通孔直径不应小于10mm，且不应大于500mm，孔洞面积不得低于带孔板（1）实体面积的1/3；孔洞应均匀分散布置。
3.根据权利要求1所述的建筑用复合型多频段隔振沟，其特征在于：异型板（2）的异形构造是以下形状的一种或多种：多金字塔形、栅格翼形、多波浪形和多蜂窝形。
4.根据权利要求1所述的建筑用复合型多频段隔振沟，其特征在于：异型板（2）的材料成分为高聚有机化合物。
5.根据权利要求1所述的建筑用复合型多频段隔振沟，其特征在于：所述的填充物（3）的材料成分为是以下材料中的一种或多种：橡胶颗粒、海绵、有机泡沫、砂浆。
6.根据权利要求1所述的建筑用复合型多频段隔振沟，其特征在于：所述的波阻块（5）在平面上由多个薄壁空心单元格组合而成，单体单元格在平面上是以下形状的一种：六边形、圆形和矩形。
7.根据权利要求1所述的建筑用复合型多频段隔振沟，其特征在于：波阻块（5）的材料成分为是以下材料中的一种或多种：钢筋混凝土、混凝土、钢材。
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