CN107795177A - 减震式建筑房屋 - Google Patents

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Abstract

一种减震式建筑房屋，包括建筑物和地基，所属建筑物底部带有插入地基内支撑桩，所述地基上开挖有坑体，所述建筑物建设于坑体内，并且所述地基与坑体底部之间设有缓冲层，所述缓冲层的边缘向上延伸形成凸缘，所述凸缘的两侧面分别与地基的内侧面和建筑物的外周面相抵接。由于地震对建筑物造成主要破坏的则是横波。而缓冲层设置在坑体和建筑物底部，这样一方面能够隔绝地震波向建筑物方向传播，另一方面缓冲层能够吸收从支撑桩向建筑物方向传播的地震波，尤其是对横波起到了显著的吸收。另外，凸缘分隔了坑体的内壁和建筑物的外壁，这样能够隔绝地震波从坑体的内壁向建筑物方向进行传播，从而也能够进一步起到减震的作用。

Description

减震式建筑房屋
技术领域
本发明涉及建筑结构领域，特别涉及一种减震式建筑房屋。
背景技术
我国是幅员辽阔的国家，同时也是一个自然灾害比较多的国家，例如，夏秋季节席卷沿海城市的台风，夏季出现在长江中下游平原、黄淮海平原的洪涝灾害以及频繁发生在西北地区的沙尘暴等，都或多或少给国人带来了不同程度的损失，尤其是近几年频繁发生在四川盆地地区地震灾害，更是牵动着我们所有中华儿女的内心。
这是由于地震灾害相比于其他自然灾害而言，具有不可预测性以及破坏性大的特点，其中对受灾区的人们影响最大的就是地震往往会导致建筑物倒塌而将人掩埋起来，从而也就直接对人身以及财产造成了直接破坏。为此，建造出具备强抗震性的建筑房屋也是我国房建部门始终坚持努力的一个方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减震式建筑房屋，该种建筑房屋在地震发生时大大降低房屋倾倒的概率，从而也就能够减少人们的受灾损失。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种减震式建筑房屋，包括建筑物和地基，所属建筑物底部带有插入地基内支撑桩，所述地基上开挖有坑体，所述建筑物建设于坑体内，并且所述地基与坑体底部之间设有缓冲层，所述缓冲层的边缘向上延伸形成凸缘，所述凸缘的两侧面分别与地基的内侧面和建筑物的外周面相抵接。
通过采用上述技术方案，由于地震主要产生的是纵波和横波，而对建筑物造成主要破坏的则是横波。而缓冲层设置在坑体和建筑物底部，这样一方面能够隔绝地震波向建筑物方向传播，减少了建筑物的晃动，另一方面缓冲层由于是套设在支撑桩上的，从而缓冲层能够吸收从支撑桩向建筑物方向传播的地震波，尤其是对横波起到了显著的吸收。
另外，凸缘分隔了坑体的内壁和建筑物的外壁，这样能够隔绝地震波从坑体的内壁向建筑物方向进行传播，从而也能够进一步起到减震的作用。
优选为，所述缓冲层内设有若干阻尼弹簧，所述阻尼弹簧的两端分别与建筑物的底部和坑体的底部相连接。
通过采用上述技术方案，这样当建筑物在受到纵波影响，而出现上下抖动时，阻尼弹簧能够对建筑物起到缓冲作用，从而也能够进一步增强建筑物的减震作用。
优选为，所述地基沿凸缘设有若干弹片，所述弹片与建筑物的外周面靠近底部处相抵接。
通过采用上述技术方案，弹片能够从建筑物的周围对建筑物起到支撑作用，同时，当建筑物晃动的时候，弹片也能够对建筑物起到缓冲作用，从而也就降低了建筑物的晃动幅度。
优选为，所述缓冲层上开有若干穿孔。
通过采用上述技术方案，这样当地震波传到穿孔中的时候，地震波就会在穿孔的孔壁之间回荡，这样也就能够减弱地震波向建筑物方向进行传动。
优选为，所述穿孔的内部走向是成波浪形设置的。
通过采用上述技术方案，由于穿孔的内部走向是波浪形的，这样能够延长地震波在穿孔中传播的路径，同时能够使地震波冲击缓冲层的频率增加，从而能够削减地震波向建筑物底部传播的强度。
优选为，所述缓冲层的内部设有若干的空腔体。
通过采用上述技术方案，在缓冲层中设置空腔体，这样一方面能够减少缓冲层原料的用量，另一方面由于固体传播地震波的能力往往要比气体强，而空腔体内存在着就是普通的空气，从而能够进一步缓解地震波向建筑物传播的强度。
优选为，所述缓冲层的厚度为支撑桩高度的1/5～1/4，所述凸缘的高度为缓冲层的厚度的1/3。
通过采用上述技术方案，使得缓冲层具有足够的缓冲厚度，从而有利于提高缓冲层对地震波减弱，这样也就提高了建筑物的减震性能。
优选为，所述缓冲层按重量计，包括以下组分：苯乙烯类TPE70～80份、超支化多羟基聚酰胺酯20～30份、贝壳粉10～20份、硫化剂3～5份、五氟化氯10～20份，月桂醇硫酸钠3～5份，炭黑2～4份、聚二甲基硅氧烷1～3份。
通过采用上述技术方案，这样苯乙烯类TPE具有良好的弹性，将其作为主原料设置在建筑物和坑体之间，其能够大大提高建筑物的减震能力。
同时，五氟化氯是一种良好的氟化剂，其能够在缓冲层原料制备的过程中架接到苯乙烯类TPE的分子链上，从而其能够增强苯乙烯类TPE的极性，进而有利于提高苯乙烯类TPE的耐油性能。而超支化多羟基聚酰胺酯加入到苯乙烯类TPE中，其在缓冲层生产的过程中，能够有效地增强缓冲层原料的流动性，从而其与月桂醇硫酸钠配合使用的过程中，能够快速有效地促进各物料之间进行充分地混合。
另外，聚二甲基硅氧烷是一种流平剂，其能够保证缓冲层原料在被浇筑到坑体内之后，缓冲层原料能够流动平整，从而当建筑物在上面建造的时候能够保持稳定的状态。
优选为，所述所述硫化剂为二苯基乙撑二胺。
通过采用上述技术方案，二苯基乙撑二胺不仅能够增强苯乙烯类TPE整体的强度，同时其也有助于氟化剂中的氟元素架接到苯乙烯类TPE的分子链上。另外，二苯基乙撑二胺和贝壳粉中的少量氢氧化钙能够形成马来酰亚胺硫化体系，从而能够大幅度地降低缓冲层压缩永久变形的概率，而且也能够提高缓冲层耐高温的性能。
优选为，所述贝壳粉经含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。
通过采用上述技术方案，经过酶液处理过的贝壳粉，不仅保留了原有贝壳粉的性能，而且贝壳粉在酶液的作用下，能够分解掉包被在碳酸钙和氢氧化钙外的蛋白质，从而能够使碳酸钙和氢氧化钙裸露出来。而且，这样也容易释放出了贝壳粉中的甲壳素。而甲壳素本身就具有较强的抗菌杀菌的能力，这样容易延长缓冲层设置时间，避免其表面生长微生物而被侵蚀。另外，甲壳素也具有一定的粘性，其有利于增强缓冲层的整体粘结强度，降低了缓冲层内各分子向油污方向扩散的概率，从而有利于延长缓冲层的使用寿命。
并且，贝壳粉中的碳酸钙有利于促进缓冲层的成型。再者，贝壳粉中的氢氧化钙又可以与二苯基乙撑二胺进行协同作用，进而提高缓冲层的耐高温的能力。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.在坑体和建筑物之间设置缓冲层，这样一方面能够分隔坑体和建筑物，另一方面能够套设在支撑桩上，从而能够减少地震波对建筑物造成影响；
2.凸缘设置能够减少地震波从坑体或地面向建筑物的侧面进行传播，并对建筑物造成影响；
3.缓冲层由苯乙烯类TPE为主料，并加入各种助剂，从而在保证缓冲层有效地对建筑物起到缓冲的前提下，自身又具有良好的性能，具有较长的使用寿命。
附图说明
图1是减震式建筑房屋的结构示意图。
图中，1、地基；11、坑体；12、支撑桩；13、弹片；2、建筑物；3、缓冲层；31、穿孔；32、空腔体；33、凸缘；4、阻尼弹簧。
具体实施方式
以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
一种减震式建筑房屋，包括地基1和建筑物2，地基1上开挖有与建筑物2的外围形状相同的坑体11，并且坑体11的底部打入有支撑桩12，支撑桩12的数量和排列方式可以根据实际情况来确定。另外，建筑物2建造于坑体11内，且支撑桩12的顶部与建筑物2相固定，从而支撑桩12对建筑物2起到了支撑作用。
其次，坑体11的底部与建筑物2的底部之间填充有缓冲层3，且缓冲层3是套设在支撑桩12上的，并且与支撑桩12相紧贴。这样一方面缓冲层3能够将坑体11底部与建筑物2的底部分隔开来，减少地震波直接传递到建筑物2，另一方面其也能够吸收沿支撑桩12向建筑物2传播的地震波，尤其对横波的吸收是最为明显的。从而也就进一步减少了地震波对建筑物2造成的影响。
另外，缓冲层3沿着建筑物2的外周面向上还设有凸缘33，凸缘33的两侧分别与坑体11的内侧和建筑物2的外侧相抵接，这样也就隔离了坑体11与建筑物2，从而能够减少地震波从坑体11侧面向建筑物2传播。而且，地基1的上表面沿着凸缘33固定有弹片13，并且每一弹片13均是倾斜靠设在建筑物2的外墙上的，从而在从多个角度对建筑物2起到支撑作用的同时，也能够对建筑物2受到横波作用而晃动起到缓冲作用。
并且，缓冲层3内还设有若干的阻尼弹簧4，阻尼弹簧4的数量可以根据实际情况来确定，且阻尼弹簧4的上下端分别与建筑物2的底部和坑体11的底部相固定，从而能够即使建筑物2受到纵波的影响发生上下抖动的时候，阻尼弹簧4也能够对建筑物2起到缓冲作用。
再者，缓冲层3上还设有穿孔31，穿孔31在缓冲层3内的走向是自下而上成波浪形设置的，这样地震波在穿孔31的空气中传播效率要大大低于在缓冲层3上的传播。同时，地震波在穿孔31中传播的过程中，由于走向曲折，所以还会被穿孔31的孔壁所吸收，从而也就进一步起到了减震的作用。而且，缓冲层3内还带有空腔体32，并且空腔体32和穿孔31还是连通的，这样既能够减少原料的使用，同时，也能够进一步提高缓冲层3的减震作用。此处，缓冲层3的厚度为支撑桩12高度的1/5～1/4，凸缘33的高度为缓冲层3的厚度的1/3，具体的缓冲层3厚度还可以根据实际情况来确定。
此处，缓冲层3的生产步骤如下；
步骤一：将苯乙烯类TPE70Kg、五氟化氯10Kg、二苯基乙撑二胺3Kg、月桂醇硫酸钠3Kg和超支化多羟基聚酰胺酯20Kg加入到混合器中，并起到搅拌桨进行搅拌，搅拌桨的转速为100rpm,同时逐步升高温度，直至所有物料熔化，并保温30min。
步骤二：将贝壳粉10份、炭黑2Kg和聚二甲基硅氧烷1Kg加入到混合器中，并继续搅拌，并保持温度1h，得到混合物。
缓冲层3的浇铸主要是先在坑体11内搭建模板，例如穿孔31和空腔体32的模板，同时将阻尼弹簧4也设置好。然后将步骤二得到的混合物一次性倒入到坑体11中。并根据坑体11的深度，进行多次制备浇铸。而凸缘33的制造过程是建筑物2建设完成之后，将混合物直接浇铸到坑体11的内侧壁和建筑物2的外侧壁之间的间隙处即可。
此处，而贝壳粉的处理过程为：配制 pH 为 8.0 的亚硫酸钠缓冲溶液，用少量曲拉通作为表面活性剂，分别使用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶等酶的组合酶作催化，将贝壳粉浸泡于其中，控制恒温摇床温度为 50 ℃，转速 300 r/min 的条件下水解 2 小时。
实施例二：
一种减震式建筑房屋，其与实施例一的区别在于，缓冲层的生产步骤如下；
步骤一：将苯乙烯类TPE80Kg、五氟化氯20Kg、二苯基乙撑二胺5Kg、月桂醇硫酸钠5Kg和超支化多羟基聚酰胺酯30Kg加入到混合器中，并起到搅拌桨进行搅拌，搅拌桨的转速为100rpm,同时逐步升高温度，直至所有物料熔化，并保温30min。
步骤二：将贝壳粉20份、炭黑4Kg和聚二甲基硅氧烷3Kg加入到混合器中，并继续搅拌，并保持温度1h，得到混合物。
实施例三：
一种减震式建筑房屋，其与实施例一的区别在于，缓冲层的生产步骤如下；
步骤一：将苯乙烯类TPE75Kg、五氟化氯15Kg、二苯基乙撑二胺4Kg、月桂醇硫酸钠4Kg和超支化多羟基聚酰胺酯25Kg加入到混合器中，并起到搅拌桨进行搅拌，搅拌桨的转速为100rpm,同时逐步升高温度，直至所有物料熔化，并保温30min。
步骤二：将贝壳粉15份、炭黑3Kg和聚二甲基硅氧烷2Kg加入到混合器中，并继续搅拌，并保持温度1h，得到混合物。
实施例四：
一种减震式建筑房屋，其与实施例一的区别在于，缓冲层的生产步骤如下；
步骤一：将苯乙烯类TPE75Kg、五氟化氯10g、二苯基乙撑二胺5Kg、月桂醇硫酸钠4Kg和超支化多羟基聚酰胺酯30Kg加入到混合器中，并起到搅拌桨进行搅拌，搅拌桨的转速为100rpm,同时逐步升高温度，直至所有物料熔化，并保温30min。
步骤二：将贝壳粉20份、炭黑3Kg和聚二甲基硅氧烷1Kg加入到混合器中，并继续搅拌，并保持温度1h，得到混合物。
实施例五：
一种减震式建筑房屋，其与实施例一的区别在于，缓冲层的生产步骤如下；
步骤一：将苯乙烯类TPE80Kg、五氟化氯15g、二苯基乙撑二胺4Kg、月桂醇硫酸钠5Kg和超支化多羟基聚酰胺酯25Kg加入到混合器中，并起到搅拌桨进行搅拌，搅拌桨的转速为100rpm,同时逐步升高温度，直至所有物料熔化，并保温30min。
步骤二：将贝壳粉10份、炭黑2Kg和聚二甲基硅氧烷2Kg加入到混合器中，并继续搅拌，并保持温度1h，得到混合物。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种减震式建筑房屋，包括建筑物（2）和地基（1），所属建筑物（2）底部带有插入地基（1）内支撑桩（12），其特征在于：所述地基（1）上开挖有坑体（11），所述建筑物（2）建设于坑体（11）内，并且所述地基（1）与坑体（11）底部之间设有缓冲层（3），所述缓冲层（3）的边缘向上延伸形成凸缘（33），所述凸缘（33）的两侧面分别与地基（1）的内侧面和建筑物（2）的外周面相抵接。
2.根据权利要求1所述的一种减震式建筑房屋，其特征在于：所述缓冲层（3）内设有若干阻尼弹簧（4），所述阻尼弹簧（4）的两端分别与建筑物（2）的底部和坑体（11）的底部相连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种减震式建筑房屋，其特征在于：所述地基（1）沿凸缘（33）设有若干弹片（13），所述弹片（13）与建筑物（2）的外周面靠近底部处相抵接。
4.根据权利要求1所述的一种减震式建筑房屋，其特征在于：所述缓冲层（3）上开有若干穿孔（31）。
5.根据权利要求4所述的一种减震式建筑房屋，其特征在于：所述穿孔（31）的内部走向是成波浪形设置的。
6.根据权利要求5所述的一种减震式建筑房屋，其特征在于：所述缓冲层（3）的内部设有若干的空腔体（32）。
7.根据权利要求6所述的一种减震式建筑房屋，其特征在于：所述缓冲层（3）的厚度为支撑桩（12）高度的1/5～1/4，所述凸缘（33）的高度为缓冲层（3）的厚度的1/3。
8.根据权利要求1所述的一种减震式建筑房屋，其特征在于：所述缓冲层（3）按重量计，包括以下组分：
苯乙烯类TPE70～80份、超支化多羟基聚酰胺酯20～30份、贝壳粉10～20份、硫化剂3～5份、五氟化氯10～20份，月桂醇硫酸钠3～5份，炭黑2～4份、聚二甲基硅氧烷1～3份。
9.根据权利要求8所述的一种减震式建筑房屋，其特征在于：所述所述硫化剂为二苯基乙撑二胺。
10.根据权利要求9所述的一种减震式建筑房屋，其特征在于：所述贝壳粉经含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。
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