CN113152721A - 一种框架结构可装配式减振构件及减振方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑隔振技术领域,公开了一种框架结构可装配式减振构件及减振方法,框架结构可装配式减振构件设置于邻近铁路线的框架结构的梁柱节点空隙位置。本发明在邻近铁路线的框架中,在梁柱节点处的空隙位置加装可装配式混凝土砌块,该构件通过膨胀螺丝固定在节点的空隙位置,可以现场浇筑也可以提前预制,加装后由于阻抗的增加,可以有效减弱铁路环境振动向上部楼层的传递;减振构件的材料采用混凝土砌块,材料简单常见;根据减振构件的作用机理,选择合适的楼层设置减振构件,可以有效地降低上部楼层的铁路环境振动效应。本发明还可以根据实际要求,在需要进一步减振的楼层以下再布置一层,来达到预期减振效果,加装的楼层更加灵活。

Description

一种框架结构可装配式减振构件及减振方法
技术领域
本发明属于建筑隔振技术领域,尤其涉及一种框架结构可装配式减振构件及减振方法。
背景技术
隔振构件用以阻碍振动波向受屏蔽区的传播,从而减弱屏蔽区的振动。隔振构件的原理是建立在波的反射的基础上。运行列车会引起铁路环境振动,铁路环境振动以振动波的形式沿框架柱向上部楼层传播,当框架结构中设置了该隔振构件时,加大了柱顶部截面面积,由柱的阻抗公式(1)可以得出由于柱顶截面面积Aw的增大,加大了柱顶的阻抗,振动波沿着框架柱向上传播时,由于柱顶处阻抗的增大,向上部传递的振动波发生反射,一部分振动能量反射回来,从而导致传播到上部楼层的振动能量减弱,因此在梁柱节点空隙位置加装可装配式混凝土砌块,有利于降低振动向上部楼层传递。
柱顶处的阻抗公式为:
Figure BDA0003046701740000011
其中,
Figure BDA0003046701740000012
Aw、ρw
Figure BDA0003046701740000013
分别为柱顶处的阻抗、横截面积、质量密度、复杂弹性模量。
铁路环境振动在频谱特性、时间、强度上有其明显的自身特征,但是,现有隔振构件针对铁路环境振动的很少,减振效果差,不能有效保护受控结构,且易对受控结构带来不利影响。因此,亟需一种新的、具有明显减振效果的减振构件及减振方法。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:现有隔振构件未针对铁路环境振动,减振效果差,不能有效保护受控结构,且易对受控结构带来不利影响。
解决以上问题及缺陷的难点为:针对铁路环境振动的特性,从框架结构铁路环境振动传播的内部途径中采取阻碍措施。
解决以上问题及缺陷的意义为:能够丰富框架结构针对铁路环境振动的减振方法,提高减振效果,提高居民的舒适度,降低铁路环境振动对框架结构中上部楼层实验室以及精密仪器的影响。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种框架结构可装配式减振构件及减振方法,尤其涉及一种基于铁路环境振动的框架结构可装配式减振构件及减振方法。
本发明是这样实现的,一种框架结构可装配式减振构件,包括梁,所述梁的一侧或者两侧开设有减振构件可装配式结构;所述减振构件可装配式结构内嵌入有减振构件。
本发明还提供一种框架结构可装配式减振构件的减振方法包括:
所述框架结构可装配式减振构件设置于邻近铁路线框架结构的梁柱节点空隙位置。
进一步,所述框架结构可装配式减振构件采用类似嵌入式的不完整矩形形状,所述构件为实体;所述构件至少加装一层。
进一步,所述框架结构可装配式减振构件材料可以采用混凝土砌块,尺寸越大减振效果愈佳。
进一步,所述框架结构可装配式减振构件的高度不超过最大梁高。
进一步,所述框架结构可装配式减振构件的横截面为类似嵌入式的不完整方形,实际的尺寸可根据具体环境相应调整。
进一步,所述框架结构可装配式减振构件设置在梁的一侧或者两侧。
进一步,所述框架结构可装配式减振构件至少要满布某一层所有梁柱节点空隙位置。
进一步,所述框架结构可装配式减振构件布置在框架结构的任意一层,优先底层设置;若某层存在精密仪器,需要进一步减振时,亦可在该层以下再加装一层减振构件。
进一步,所述框架结构可装配式减振构件采取现场浇筑亦可提前工厂预制到现场装配。
本发明的另一目的在于提供一种所述框架结构可装配式减振构件的减振方法在铁路环境振动防治上的应用。
结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:本发明中减振构件的材料采用混凝土砌块,材料简单常见;根据减振构件的作用机理,选择合适的楼层设置减振构件,可以有效地降低振动效应。除了优先底层设置减振构件,本发明还可以根据实际要求,在需要进一步减振的楼层以下再布置一层,来达到预期减振效果,加装的楼层更加灵活。
本发明提供的减振构件安装在梁柱节点空隙位置不会减小楼层净高,不会影响建筑正常使用,安装时可以通过打入膨胀螺丝固定位置,方便安装,易于维护。本发明减振构件除了砌块高度不超过最大梁高以外,横截面大小还是可以根据预期需要的减振效果来相应增大,更加灵活;同时,该减振构件可以采取现场浇筑亦可采用工厂预制到现场装配。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的边柱情况示意图。
图2是本发明实施例提供的角柱情况示意图。
图中:减振构件可装配式结构1和6、梁2、边柱3、角柱4、楼板5。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种框架结构可装配式减振构件及减振方法,下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例中提供的用于降低铁路环境振动的减振构件,在邻近铁路线框架结构的梁柱节点空隙位置设置减振构件,不影响建筑的正常使用功能。
作为本发明优选实施例,减振构件材料采用简单常见的混凝土砌块。
作为本发明优选实施例,所述构件设置在梁的两侧。
作为本发明优选实施例,所述构件的高度等于梁高,所述构件的横截面为贴合梁柱节点空隙位置的类似方形。
作为本发明优选实施例,所述构件在首层满布梁柱节点空隙位置。
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1
本发明实施例提供了一种基于铁路环境振动的框架结构可装配式,其设置于建筑物内,方便加装,易于维护。
如图1-图2所示,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于降低铁路环境振动的框架结构可装配式的减振构件,包括:减振构件可装配式结构1和6、梁2、边柱3、柱4、楼板5。
所述梁2的一侧或者两侧加装减振构件可装配式结构1和6。
所述用于降低铁路环境振动的该减振构件在邻近铁路线框架结构梁柱节点空隙位置设计减振构件。
本发明实施例提供的减振构件采用类似嵌入式的不完整矩形形状,所述构件为实体;所述构件至少加装一层。
本发明实施例提供的减振构件材料采用混凝土砌块。
本发明实施例提供的减振构件的高度不超过最大梁高,以便不影响楼层的净高。
本发明实施例提供的减振构件的横截面为贴合梁柱节点空隙位置的嵌入式的不完整方形,实际的尺寸可根据具体环境相应加大,效果更好。
本发明实施例提供的构件可以设置在梁的一侧或者两侧,根据柱有无偏心来判断。
本发明实施例提供的构件至少要满布某一层所有梁柱节点空隙位置,效果更好。
本发明实施例提供的构件可以布置在框架结构的任意一层,建议优先底层设置,能够起到更好的减振效果,另有某层存在精密仪器,需要进一步减振时,亦可在该层一下再加装一层减振构件。
本发明实施例提供的构件可以采取现场浇筑亦可提前工厂预制到现场装配。
本发明中减振构件的材料采用混凝土砌块,材料简单常见。根据减振构件的作用机理,选择合适的楼层设置减振构件,可以有效地降低振动效应。除了优先底层设置减振构件,本发明还可以根据实际要求,在需要进一步减振的楼层一下再布置一层,来达到预期减振效果,加装的楼层更加灵活。
减振构件安装在梁柱节点空隙位置不会占据楼层净高,不会影响建筑正常使用,安装时可以通过打入膨胀螺丝固定位置,方便安装,易于维护。
减振构件除了砌块高度不超过最大梁高以外,横截面大小还是可以根据预期需要的减振效果来相应增大的,更加灵活。
减振构件可以采取现场浇筑亦可采用工厂预制到现场装配。
下面结合工作原理对本发明的技术方案作进一步描述。
本发明还提供一种框架结构可装配式减振构件的减振方法包括:所述框架结构可装配式减振构件设置于邻近铁路线框架结构的梁柱节点空隙位置。
具体地,该隔振构件用以阻碍减弱振动波向受屏蔽区的传播,从而减弱屏蔽区的振动。该隔振构件的原理是建立在波的反射的基础上。运行列车会引起铁路环境振动,铁路环境振动以振动波的形式沿框架柱向上部结构传播,当框架结构中设置了该隔振构件时,加大了柱顶部截面面积,由柱的阻抗公式(1)可以得出由于柱顶截面面积Aw的增大,加大了柱顶的阻抗,当振动波沿着框架柱向上传播时,由于柱顶处阻抗的增大,向上部传递的振动波发生反射,一部分振动能量反射回来,从而导致传播到上部结构的振动能量减弱,因此在梁柱节点空隙位置加装可装配式混凝土砌块,有利于降低振动向上层传递。
柱顶处的阻抗公式为:
Figure BDA0003046701740000061
其中,
Figure BDA0003046701740000062
Aw、ρw
Figure BDA0003046701740000063
分别为柱顶处的阻抗、横截面积、质量密度、复杂弹性模量。
本发明实施例提供的实体的混凝土减振构件,如图2所示。在邻近铁路线的框架结构建筑底层中梁2和柱4的节点空隙位置设置材料为混凝土的减振构件1或6,梁2的截面尺寸为300×400mm,柱4的截面尺寸为500×500mm,该减振构件1或6的高度等于梁高,横截面尺寸为900×900mm的类似方形,首层内满布。通过ANSYS建模以及MATLAB图表分析得到的结果:在布置减振构件的首层之上的第二层的中心位置,竖向加速度峰值和左右加速度峰值以及竖向振级较无减振构件下均出现下降,当铁路振动传递到建筑物底部的频率在30-80Hz时减振效果最优,竖向振级下降5dB左右。
在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种框架结构可装配式减振构件的减振方法,其特征在于,所述框架结构可装配式减振构件的减振方法包括:将框架结构可装配式减振构件设置于邻近铁路线的框架结构的梁柱节点空隙位置。
2.如权利要求1所述的框架结构可装配式减振构件的减振方法,其特征在于,所述框架结构可装配式减振构件采用类似嵌入式的不完整矩形形状,所述构件为实体;所述构件至少加装一层。
3.如权利要求1所述框架结构可装配式减振构件的减振方法,其特征在于,所述框架结构可装配式减振构件材料采用混凝土砌块。
4.如权利要求1所述框架结构可装配式减振构件的减振方法,其特征在于,所述框架结构可装配式减振构件的高度不超过最大梁高。
5.如权利要求1所述框架结构可装配式减振构件的减振方法,其特征在于,所述框架结构可装配式减振构件的横截面为嵌入式的不完整方形,尺寸取决于所要加装的框架结构,适当增加截面尺寸有助于提升减振效果。
6.如权利要求1所述框架结构可装配式减振构件的减振方法,其特征在于,所述框架结构可装配式减振构件设置在梁的一侧或者两侧。
7.如权利要求1所述框架结构可装配式减振构件的减振方法,其特征在于,所述框架结构可装配式减振构件至少要满布某一层所有梁柱节点空隙位置。
8.如权利要求1所述框架结构可装配式减振构件的减振方法,其特征在于,所述框架结构可装配式减振构件布置在框架结构的任意一层;若某层存在精密仪器,需要进一步减振,在该层以下再加装一层减振构件。
9.一种如权利要求1~8所述框架结构可装配式减振构件的减振方法在建筑结构铁路环境振动防治上的应用。
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