CN203846634U - 带榫卯式叠合消能圈梁的隔震建筑物 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种带榫卯式叠合消能圈梁的隔震建筑物，属于结构减震、隔震技术领域，包括基础、固定设置在基础上的榫卯式叠合消能圈梁和砌筑在圈梁上的上部墙体。圈梁由带榫头的下圈梁和带榫眼的上圈梁组成，上、下圈梁之间铺设素混凝土垫层；榫头和榫眼之间设置橡胶板条消能层。间距相等的榫头和下圈设置锚固钢筋。通过耗散基础传给上部结构的地震能量，该消能隔震建筑物提高砌体结构的抗震能力，保证砌体结构房屋在强震作用下不发生破坏，减轻地震灾害；而且该带榫卯式叠合消能圈梁的隔震建筑物造价低廉，施工简便，减震效果较好，具有限位和复位功能，能满足在农村地区推广使用的要求。

Description

带榫卯式叠合消能圈梁的隔震建筑物

一、技术领域

本实用新型属于建筑减震隔震技术领域，具体涉及一种带榫卯式叠合消能圈梁的隔震建筑物，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。

二、背景技术

全球每天发生地震约一万五千多次，我国地震区域分布广阔而分散，地震频繁而强烈。地震发生后，会引起大量建筑物的破坏或倒塌，对人们的生命和财产造成严重威胁，并产生巨大的社会影响。我国村镇建筑中，80％～90％为砌体结构，因其未抗震设防或低劣的抗震技术措施，大量房屋破坏和倒塌，震害特别严重，是抗震薄弱环节。砌体结构中，圈梁在提高建筑物的整体刚度和延性、约束墙体裂缝的开展、增加建筑物的抗震能力等方面起着举足轻重的作用。目前预防地震、抗震减灾已成为抗震科研人员所面临的严峻课题，提高房屋抗震能力，确保建筑物“小震不坏，中震可修，大震不倒”一直是工程建设的目标。

传统的抗震方法是通过加大构件截面尺寸和配筋，提高结构刚度等方法来保证结构抗震安全性，但结构的用料多，结构的刚度和质量也随之增大，地震作用也越大，导致建筑物结构所吸收的能量增多，能量的耗散是通过构件产生非弹性形变，出现裂缝或破坏来实现的，其结果是结构发生破坏或倒塌，不能真正起到消能减震的作用，多次震害分析表明：此方法既不经济也难以保证抗震安全性。

近年来，随着科学研究和科学试验的深入发展，耗能减震技术为土木工程结构的抗震提供了一条合理有效的途径。耗能减震技术通过在结构的某些部位设置耗能装置消耗地震能量，大大减少结构的变形和损伤。目前已有的消能减震装置主要有：粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器、摩擦阻尼器和金属屈服阻尼器。

在现有技术中，建筑结构消能减震采用的金属阻尼器是通过金属材料的塑性变形来消耗地震能量，但其构造较复杂，成本较高，传力不直接，材料利用效率不高。滑移隔震技术已成一种新型的建筑隔震技术，传统隔震采用以橡胶隔震支座为主的基础隔震，该隔震体系技术成熟，也已在实际工程中应用，但由于其造价高昂，故多用在比较重要的城市建筑结构中，对于一般建筑来说成本较高，尤其对于农村普遍存在的低层砖混结构建筑来说，其推广使用的局限性更大。此外，另有少部分为摩擦滑移隔震体系，所用的滑移隔震装置难以实现限位、复位。例如已有的消能隔震装置，虽具有简单易行，造价低等优点，但自行复位能力差，削弱构件过大，会因微震滑移量积累过大，造成滑移现象，影响建筑物正常使用功能。

三、实用新型内容

本实用新型提供一种具有简单、经济、隔震性能好、施工简便等性能优良，适用于村镇住宅的带榫卯式叠合消能圈梁的隔震建筑物，以期有效解决村镇建筑抗震性能差，破坏严重的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：

带榫卯式叠合消能圈梁的隔震建筑物包括基础、固定设置在基础上的榫卯式叠合消能圈梁和及上部结构构成，所述圈梁由带榫头的下圈梁和带榫眼的上圈梁组成，在所述的上圈梁和下圈梁之间铺设素混凝土垫层；榫头和榫眼之间设置橡胶板条消能层。

所述上、下圈梁均为钢筋混凝土梁，其混凝土强度取C20，纵筋根数不少于4根，宽度不小于墙厚。

所述位于上、下圈梁之间的素混凝土垫层的混凝土强度等级为C10，宽度同上下圈梁宽度，厚度为10mm～30mm。

所述榫头和下圈梁设置锚固钢筋4根，直径为12mm，底部水平弯钩长度不小于100mm。

所述榫头和榫眼之间设置橡胶板条消能层的厚度为10mm～20mm。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)、上、下圈梁设置榫卯结构，对圈梁几乎没有削弱，保证圈梁对上部结构的约束性能；约束上、下圈梁发生过大相对位移，避免滑移现象。

(2)、结构在中小震作用下，榫头和榫眼之间的橡胶板条发生弹塑性剪切变形，遭遇大震作用时，上、下圈梁在素混凝土垫层处发生错动，从而耗散基础传给上部结构的地震能量，对地震能量向上部结构的传递起到削弱作用，因而对上部结构起到隔震作用；榫卯结构作为限程件，橡胶板条不但可以限制地震时过大的滑移量，而且具有限位复位功能。

(3)、施工时随圈梁进度砌筑，不影响施工工期，简单方便；原材料都是较为廉价的常用材料，来源广，取材方便，降低了使用的成本。

(4)、提高砖混结构的抗震能力，保证砖混结构房屋在强震作用下不发生破坏，中小震作用下可自行复位，减轻地震灾害，减少人员伤亡和财产损失；造价低廉，施工简便，隔震效果较好，满足在农村地区推广使用的要求。

四、附图说明

图1为榫卯式叠合消能圈梁面布置示意图；

图2为图1沿A-A的剖面图；

图3为图1沿B-B的剖面图。

附图中：1—下圈梁；2—上圈梁；3—素混凝土垫层；4—基础；5—上部墙体；6—橡胶板条；7—锚固钢筋；8—榫头。

五、具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地描述。

如图1～3所示，带榫卯式叠合消能圈梁的隔震建筑物，包括基础(4)、固定设置在基础(4)上的榫卯式叠合消能圈梁和砌筑在圈梁上的上部墙体(5)。圈梁由带榫头(8)的下圈梁(1)和带榫眼的上圈梁(2)组成，在所述的上圈梁(2)和下圈梁(1)之间铺设素混凝土垫层(3)；榫头(8)和榫眼之间设置橡胶板条消能层(6)；间距相等的榫头(8)和下圈梁(1)设置锚固钢筋(7)。地震时，橡胶板条消能层(6)发生弹塑性剪切变形，圈梁在素混凝土垫层(3)处发生错动，从而实现耗散基础传给上部结构的地震能量，通过隔断地震能量向上部结构的传递，对上部结构起到减震和耗能作用，榫卯式叠合消能圈梁会自动发生一定量的恢复，修缮简单方便。

本实施例的制作顺序如下：

(1)、在基础顶面浇筑下圈梁，下圈梁取(240×150)mm(该尺寸可随设计而改变)，每榫头位置处预埋4根直径12mm的HRB335锚固钢筋；

(2)、橡胶板条采用氯丁橡胶，橡胶板条用细铁丝捆绑成直径120mm圆环，罩置于锚固钢筋外围，在橡胶板条圆环内浇筑下圈梁的榫头；

(3)、待下圈梁混凝土硬化后，在下圈梁顶面，橡胶板条圆环之外铺设C10素混凝土垫层；

(4)、待素混凝土垫层硬化后，在混凝土垫层上叠合浇筑上圈梁，上圈梁取(240×150)mm(该尺寸可随设计而改变)；

(5)、待上圈梁混凝土硬化后，在其上部砌筑结构墙体。

在上圈梁和下圈梁之间铺设素混凝土垫层作为水平滑移层，该滑移层能使结构上下两侧滑移，又能传递竖向荷载；榫头和榫眼之间设置橡胶板条消能层，利用橡胶自身特性减少传入上部结构的地震加速度，从而减弱地震作用。结构在中小震作用下，上圈梁和下圈梁之间无相对滑动，榫头和榫眼之间设置橡胶板条消能层产生一定的剪切变形，通过弹塑性变形耗散地震能量，应能保证房屋正常使用功能要求；当遭遇大震作用时，上圈梁和下圈梁沿素混凝土垫层相对滑动，阻止与减弱自地下传入上部结构的地震动能量，从而显著减小上部结构破坏与倒塌的情况发生。

带榫卯式叠合消能圈梁的隔震建筑物将滑动摩擦和消能限位有机地结合为一体，榫头和榫眼之间设置橡胶板条消能层不但可以限制地震时过大的滑移量，而且具有限位复位功能。通过改变榫头间距(间距为200mm～1000mm)、橡胶板条设置厚度(厚度为10mm～20mm)和素混凝土垫层铺设厚度(厚度为10mm～30mm)，以达到在不同地震烈度下消能减震，在不同地震下限制过大的滑移量，防止建筑破坏和倒塌。

以上实施例用以说明本实用新型的技术方案而非限制，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.带榫卯式叠合消能圈梁的隔震建筑物，包括基础、固定设置在基础上的榫卯式叠合消能圈梁和砌筑在圈梁上的上部墙体，其特征在于：所述榫卯式叠合消能圈梁由带榫头的下圈梁和带榫眼的上圈梁组成；在所述的上圈梁和下圈梁之间铺设素混凝土垫层；榫头和榫眼之间设置橡胶板条消能层；间距相等的榫头和下圈梁设置锚固钢筋。

2.根据权利要求1所述的带榫卯式叠合消能圈梁的隔震建筑物，其特征在于：位于带榫头的下圈梁和带榫眼的上圈梁之间的素混凝土垫层的混凝土强度等级为C10，厚度为10mm～30mm。

3.根据权利要求1所述的带榫卯式叠合消能圈梁的隔震建筑物，其特征在于：所述榫头和榫眼之间设置橡胶板条消能层的厚度为10mm～20mm。

4.根据权利要求1所述的带榫卯式叠合消能圈梁的隔震建筑物，其特征在于：所述榫头和下圈梁设置锚固钢筋4根，直径为14mm，底部水平弯钩长度不小于100mm。