RU2579025C1

RU2579025C1 - Earthquake-resistant building structure

Info

Publication number: RU2579025C1
Application number: RU2015101544/03A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2015-01-20
Publication date: 2016-03-27

Abstract

FIELD: acoustics.

SUBSTANCE: invention relates to industrial acoustics. Earthquake resistant building structure, comprising a frame building with foundation in basement with vibration insulation system, bearing walls with enclosures in form of floor and ceiling, which are lined with sound-absorbing structures, window and door openings, as well as custom-made absorbers containing frame in which sound-absorbing material, and arranged over noisy equipment, base bearing floor slabs have at their attachment to carrying building walls damping system consisting of horizontal vibration isolators, accepting vertical static and dynamic loads, as well as vertical vibration isolators accepting horizontal static and dynamic loads, sound-absorbing structure of building is made as a multilayer sound-absorbing element made in form of five layers, two of which, adjacent to walls are sound-absorbing layers from materials of different density, while three central layers are combined, and axial layer is sound-absorbing while two symmetrical adjoining layers are made from sound reflecting material from complex profile composed of evenly distributed hollow tetrahedrons, which enable to reflect sound waves incident in all directions.

EFFECT: technical result is increasing efficiency of seismic stability of buildings.

1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к промышленной акустике.The invention relates to industrial acoustics.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является акустическая конструкция по патенту РФ №2425197, кл. F01N 1/04, [прототип], содержащая каркас на перекрытии здания и стены со звукопоглощающей облицовкой.The closest technical solution to the technical nature and the achieved result is the acoustic design according to the patent of the Russian Federation No. 2425197, class. F01N 1/04, [prototype], comprising a frame on the ceiling of a building and a wall with sound-absorbing lining.

Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет сравнительно невысокого коэффициента вибродемпфирования межэтажного перекрытия.The disadvantage of the technical solution adopted as a prototype is the relatively low noise attenuation efficiency due to the relatively low coefficient of vibration damping of the floor.

Технический результат - повышение эффективности сейсмостойкости здания.The technical result is an increase in the effectiveness of earthquake resistance of the building.

Это достигается тем, что в сейсмостойкой конструкции здания, содержащей каркас здания с фундаментом в цокольном этаже с системой виброизоляции, несущие стены с ограждениями в виде пола и потолка, которые облицованы звукопоглощающими конструкциями, оконные и дверные проемы, а также штучные звукопоглотители, содержащие каркас, в котором расположен звукопоглощающий материал, и установленные над шумным оборудованием, базовые несущие плиты перекрытия снабжены в местах их крепления к несущим стенам здания системой пространственной виброизоляции, состоящей из горизонтально расположенных виброизоляторов, воспринимающих вертикальные статические и динамические нагрузки, а также вертикально расположенных виброизоляторов, воспринимающих горизонтальные статические и динамические нагрузки, при этом пол в помещениях выполнен на упругом основании и содержит установочную плиту, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на базовой плите межэтажного перекрытия с полостями через слои вибродемпфирующего материала и гидроизоляционного материала с зазором относительно несущих стен производственного помещения, причем полости базовой плиты заполнены вибродемпфирующим материалом, например вспененным полимером.This is achieved by the fact that in an earthquake-resistant building structure containing a building frame with a foundation in the basement with a vibration isolation system, load-bearing walls with fences in the form of floor and ceiling, which are lined with sound-absorbing structures, window and door openings, as well as piece sound absorbers containing a frame, in which the sound-absorbing material is located, and installed above the noisy equipment, the basic load-bearing floor slabs are equipped at the places of their attachment to the load-bearing walls of the building with a system of spatial vibration ventilation, consisting of horizontally located vibration isolators, perceiving vertical static and dynamic loads, as well as vertically located vibration isolators, perceiving horizontal static and dynamic loads, while the floor in the rooms is made on an elastic base and contains a mounting plate made of concrete reinforced with vibration damping material, which installed on the base plate of the interfloor overlap with cavities through layers of vibration damping material and waterproofing material with a gap relative to the bearing walls of the production room, and the cavity of the base plate is filled with vibration damping material, for example, foamed polymer.

На фиг. 1 изображен общий вид сейсмостойкой конструкции здания, на фиг. 2 - разрез междуэтажного перекрытия здания, на фиг. 3 - конструкция подвесного потолка, на фиг. 4 - схема виброизоляции цокольного этажа в основании здания, фиг. 5 - общий вид виброизолятора, фиг. 6 - разрез А-А виброизолятора, фиг. 7 - схема звукопоглощающей облицовки стен здания.In FIG. 1 shows a general view of an earthquake-resistant building structure; FIG. 2 is a section through a floor of a building, in FIG. 3 - design of a false ceiling, in FIG. 4 is a diagram of the vibration isolation of the basement at the base of the building, FIG. 5 is a general view of the vibration isolator, FIG. 6 is a section AA of the vibration isolator, FIG. 7 is a diagram of a sound-absorbing wall cladding of a building.

Сейсмостойкая конструкция здания (фиг. 1) содержит каркас здания с фундаментом в цокольном этаже с системой виброизоляции (фиг. 4), оконные 9 и дверные 10 проемы и несущие стены 1, 2, 3, 4 с ограждениями 5, 6 (пол и потолок), которые облицованы звукопоглощающими конструкциями, а также штучные звукопоглотители 7 и 8, содержащие каркас, в котором расположен звукопоглощающий материал, и установленные над шумным оборудованием 11.The earthquake-resistant building structure (Fig. 1) contains the building frame with a foundation in the basement with a vibration isolation system (Fig. 4), window 9 and door 10 openings and load-bearing walls 1, 2, 3, 4 with fences 5, 6 (floor and ceiling ), which are lined with sound-absorbing structures, as well as piece sound absorbers 7 and 8, containing the frame in which the sound-absorbing material is located, and installed above the noisy equipment 11.

Конструкция пола на упругом основании (фиг. 2) содержит установочную плиту 12, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на базовой плите 15 межэтажного перекрытия с полостями 16 через слои вибродемпфирующего материала 14 и гидроизоляционного материала 13 с зазором 17 относительно несущих стен 1, 2, 3, 4 производственного помещения. Чтобы обеспечить эффективную виброизоляцию установочной плиты 12 по всем направлениям, слои вибродемпфирующего материала 14 и гидроизоляционного материала 13 выполнены с отбортовкой, плотно прилегающей к несущим конструкциям стен 1, 2, 3, 4 и базовой несущей плите 15 перекрытия.The floor structure on an elastic base (Fig. 2) contains a mounting plate 12 made of concrete reinforced with vibration damping material, which is installed on the base plate 15 of the floor with cavities 16 through layers of vibration damping material 14 and waterproofing material 13 with a gap 17 relative to the bearing walls 1, 2, 3, 4 production facilities. In order to ensure effective vibration isolation of the mounting plate 12 in all directions, the layers of the vibration damping material 14 and the waterproofing material 13 are made with a flange that is tightly adjacent to the supporting structures of the walls 1, 2, 3, 4 and the base supporting plate 15 of the floor.

Для повышения эффективности виброизоляции и сейсмостойкости здания базовые несущие плиты 15 перекрытия (на фиг. 2 показана плита 15 перекрытия только для одного этажа здания и с одной стороны несущих стен 1, 2, 3, 4) снабжены в местах их крепления к несущим стенам здания системой пространственной виброизоляции, состоящей из горизонтально расположенных виброизоляторов 27 и 29, воспринимающих вертикальные статические и динамические нагрузки, а также вертикально расположенных виброизоляторов 28, воспринимающих горизонтальные статические и динамические нагрузки. Схема виброизоляторов, выполненных из эластомера, представлена на фиг. 5-6. Каждый из виброизоляторов 27, 28, 29 состоит из жестко связанных между собой резиновых плит: верхней 38 и нижней 37 (фиг. 5 и 6), в которых выполнены сквозные отверстия 39, расположенные по поверхности виброизолятора в шахматном порядке. По форме виброизоляторы выполнены квадратными или прямоугольными, а также их боковые грани могут быть выполнены в виде криволинейных поверхностей n-го порядка, обеспечивающих равночастотность системы виброизоляции в целом. Отверстия 39 имеют в сечении форму, обеспечивающую равночастотность виброизолятора.To increase the vibration isolation and earthquake resistance of the building, the basic supporting slabs 15 of the floor (Fig. 2 shows the slab 15 of the floor for only one floor of the building and on one side of the supporting walls 1, 2, 3, 4) are equipped with a system in their places of attachment to the supporting walls of the building spatial vibration isolation, consisting of horizontally located vibration isolators 27 and 29, perceiving vertical static and dynamic loads, as well as vertically located vibration isolators 28, perceiving horizontal static and dynamo cal load. A diagram of vibration isolators made of elastomer is shown in FIG. 5-6. Each of the vibration isolators 27, 28, 29 consists of rubber plates rigidly interconnected: the upper 38 and the lower 37 (Figs. 5 and 6), in which through holes 39 are made, located on the surface of the vibration isolator in a checkerboard pattern. The shape of the vibration isolators is made square or rectangular, and their side faces can be made in the form of curved surfaces of the n-th order, ensuring the uniform frequency of the vibration isolation system as a whole. The holes 39 have a cross-sectional shape that provides equal frequency vibration isolation.

Для повышения эффективности звукоизоляции и звукопоглощения в цехах, находящихся под межэтажным перекрытием полости 16 заполнены вибродемпфирующим материалом, например вспененным полимером, например полиэтиленом или полипропиленом, а стены 1, 2, 3, 4 облицованы звукопоглощающими конструкциями. В качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающих конструкций используются плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом (на чертеже не показано), например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден».To increase the efficiency of sound insulation and sound absorption in the workshops located under the floor, the cavities 16 are filled with vibration damping material, for example, foamed polymer, for example polyethylene or polypropylene, and walls 1, 2, 3, 4 are lined with sound-absorbing structures. As sound-absorbing material of sound-absorbing structures, slabs made of rockwool basalt-based mineral wool or URSA-type mineral wool or P-75 basalt wool or glass-wool lining are used, and the sound-absorbing element is acoustically lined over its entire surface transparent material (not shown in the drawing), for example, fiberglass type E3-100 or polymer type "Poviden."

В качестве звукопоглощающего материала может быть использован также жесткий пористый материал, например пеноалюминий или металлокерамика, или камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30÷45%. В качестве звукопоглощающего материала может быть использован материал в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, или полиуретана, или пластиката, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3÷2,5 мм (на чертеже не показано).As a sound-absorbing material, a rigid porous material can also be used, for example, foam aluminum or cermets, or a shell rock with a degree of porosity in the range of optimal values: 30–45%. As a sound-absorbing material, a material in the form of crumbs from solid vibration-damping materials, for example, elastomer, or polyurethane, or plastic compound can be used, moreover, the size of the fractions of the crumb lies in the optimal range of values: 0.3 ÷ 2.5 mm (not shown in the drawing).

Потолок 5 выполнен акустическим подвесным и состоит из жесткого каркаса 18, выполненного по форме в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами сторон в плане a×b, отношение которых лежит в оптимальном интервале величин а:b=1:1…2:1, подвешиваемого к потолку производственного здания с помощью подвесок 21, закрепленных на штанге 19, жестко связанной посредством скоб 20 с каркасом 18. Крепление каркаса к потолку осуществляется с помощью дюбель-винтов (на чертеже не показаны). К каркасу прикреплен перфорированный лист 24, на котором через слой акустического прозрачного материала 23 расположен слой звукопоглощающего материала 22, при этом в каркасе установлены светильники 26. При монтаже акустического потолка должны соблюдаться оптимальные соотношения размеров: d - от точки подвеса каркаса до любой из его сторон и с - толщины слоя звукопоглощающего материала, причем отношение этих размеров должно находиться в оптимальном интервале величин: c:d=0,1…0,5. Перфорированный лист 24 имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий 25 - 3÷7 мм, процент перфорации 10÷15%, причем по форме отверстия могут быть выполнены в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного профиля (на чертеже показаны круглые отверстия). В случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности.The ceiling 5 is made acoustic suspended and consists of a rigid frame 18, made in the form of a rectangular parallelepiped with the dimensions of the parties in the plan a × b, the ratio of which lies in the optimal range of values a: b = 1: 1 ... 2: 1, suspended from the ceiling the production building with the help of pendants 21, mounted on a rod 19, rigidly connected by means of brackets 20 to the frame 18. The frame is fixed to the ceiling using dowels (not shown). A perforated sheet 24 is attached to the frame, on which a layer of sound-absorbing material 22 is located through the layer of transparent acoustic material 23, and fixtures 26 are installed in the frame. When installing an acoustic ceiling, the optimum size ratios must be observed: d - from the point of suspension of the frame to any of its sides and c is the thickness of the layer of sound-absorbing material, and the ratio of these sizes should be in the optimal range of values: c: d = 0.1 ... 0.5. The perforated sheet 24 has the following perforation parameters: the diameter of the holes 25 - 3 ÷ 7 mm, the percentage of perforation 10 ÷ 15%, and the shape of the holes can be made in the form of holes of a round, triangular, square, rectangular or rhomboid profile (round holes are shown in the drawing ) In the case of non-circular holes, the maximum diameter of a circle inscribed in a polygon should be considered as a conditional diameter.

Система виброизоляции фундамента 30 с цокольным этажом 31 (фиг. 4) осуществляется путем установки поднимаемой части здания на виброизоляторы (фиг. 5-6) с одновременной отрезкой его швами типа антисейсмических (на чертеже не показано) от соседних зданий и окружающего грунта. Для защиты от вибраций вертикального направления виброизоляторы устанавливаются в ниши стен цокольного этажа 31 на участки ленточного фундамента 34. Каждый комплект системы виброизоляции состоит из металлической плиты, 4-х виброизоляторов (фиг. 5 и 6), 2-х листов наждачной бумаги для исключения возможности скольжения элементов фундамента и 2-х опорных железобетонных блоков (на чертеже не показано).The vibration isolation system of the foundation 30 with the basement 31 (Fig. 4) is carried out by installing the elevated part of the building on the vibration isolators (Fig. 5-6) while cutting it with anti-seismic seams (not shown) from neighboring buildings and the surrounding soil. To protect against vertical vibrations, vibration isolators are installed in the niches of the walls of the basement 31 on sections of the strip foundation 34. Each set of vibration isolation systems consists of a metal plate, 4 vibration isolators (Figs. 5 and 6), 2 sheets of sandpaper to eliminate the possibility sliding basement elements and 2 supporting reinforced concrete blocks (not shown in the drawing).

Для защиты здания от вибраций горизонтального направления, распространяющихся по грунту, устраивается система виброизоляции по вертикальным граням наружных стен 33 цокольного этажа 31 на уровне фундамента 30 и перекрытия 15 (фиг. 2). С этой целью вокруг всего здания устраивается подпорная стенка, контрфорсы 32 которой соединяются с торцами несущих стен через виброизоляторы (фиг. 5 и 6), которые устанавливаются в нишах 36 контрфорсов 32. Конструкция виброизолированного здания имеет повышенную жесткость.To protect the building from horizontal vibrations propagating through the ground, a vibration isolation system is arranged along the vertical faces of the outer walls 33 of the basement floor 31 at the level of the foundation 30 and floor 15 (Fig. 2). To this end, a retaining wall is arranged around the entire building, the buttresses 32 of which are connected to the ends of the bearing walls through vibration isolators (Figs. 5 and 6), which are installed in the niches 36 of the buttresses 32. The design of the vibration-insulated building has increased rigidity.

Цокольный этаж здания выполнен в виде пространственной рамной конструкции из монолитного железобетона с включенными в раму перекрытием и перегородками (на чертеже не показано). Такая конструкция обеспечивает повышенную жесткость здания, компенсирующую ее снижение из-за опирания на виброизоляторы. С этой же целью усилены перемычки над дверными и иными проемами (на чертеже не показано) так, чтобы жесткость перегородок не изменилась, а фундамент 30 выполнен в виде ленточной перекрестной конструкции высотой порядка 50 см, выступающей над фундаментной плитой-стяжкой.The basement of the building is made in the form of a spatial frame structure made of monolithic reinforced concrete with overlapping and partitions included in the frame (not shown in the drawing). This design provides increased rigidity of the building, compensating for its decrease due to bearing on vibration isolators. For the same purpose, jumpers are reinforced above door and other openings (not shown in the drawing) so that the stiffness of the partitions does not change, and the foundation 30 is made in the form of a tape cross structure with a height of about 50 cm, protruding above the foundation slab.

Сейсмостойкая конструкция здания работает следующим образом.Earthquake-resistant building construction works as follows.

Звуковая энергия от оборудования 11, находящегося в помещении, попадает на слои звукопоглощающего материала звукопоглощающих конструкций, которыми облицованы несущие стены 1, 2, 3, 4 с ограждениями 5, 6 (пол 6 и потолок 5), а также штучные звукопоглотители 7 и 8, содержащие каркас, в котором расположен звукопоглощающий материал и которые установлены над шумным оборудованием 11. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя. Коэффициент перфорации перфорированной стенки принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированной стенкой.Sound energy from the equipment 11 located in the room falls on the layers of sound-absorbing material of sound-absorbing structures, which are lined with load-bearing walls 1, 2, 3, 4 with fences 5, 6 (floor 6 and ceiling 5), as well as piece sound absorbers 7 and 8, containing a frame in which sound-absorbing material is located and which are installed above noisy equipment 11. The transition of sound energy into heat (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of the sound absorber, which are a model of Helmholtz resonators, where energy occur due to friction with the driving frequency of the oscillating mass of air located in the neck of the resonator neck wall itself, has the form of branched networks pore absorber. The perforation coefficient of the perforated wall is taken to be equal to or more than 0.25. To prevent the eruption of a soft sound absorber, a fiberglass fabric, for example, type EZ-100, is located between the sound absorber and the perforated wall.

Подвешивание подвесного акустического потолка осуществляют на подвесках 21, которые крепятся к потолку с помощью дюбель-винтов, а другим концом закреплены на каркасе 18 через штангу 19 и скобы 20.Suspension of the suspended acoustic ceiling is carried out on the suspensions 21, which are attached to the ceiling using dowels, and the other end is fixed to the frame 18 through the rod 19 and the brackets 20.

Звукопоглощающая конструкция для облицовки стен здания (фиг. 7) выполнена в виде гладкой, жесткой стенки 40 и перфорированной стенки 46, между которыми расположен многослойный звукопоглощающий элемент, выполненный в виде пяти слоев, два из которых, прилегающих к стенкам 40 и 46, являются звукопоглощающими слоями 41 и 45 из материалов разной плотности, а три центральных слоя 42, 43, 44 являются комбинированными, причем осевой слой 43 выполнен звукопоглощающим, а два симметрично расположенных и прилегающих к нему слоя 42 и 44 выполнены из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны. Перфорированная стенка 46 имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий - 3÷7 мм, процент перфорации 10÷15%, причем по форме отверстия могут быть выполнены в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного профиля, при этом в случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности.The sound-absorbing structure for cladding the walls of the building (Fig. 7) is made in the form of a smooth, rigid wall 40 and a perforated wall 46, between which there is a multilayer sound-absorbing element made in the form of five layers, two of which adjacent to the walls 40 and 46 are sound-absorbing layers 41 and 45 of materials of different densities, and the three central layers 42, 43, 44 are combined, and the axial layer 43 is made sound-absorbing, and two symmetrically located and adjacent layers 42 and 44 are made of sound-reflecting complex profile material comprised of evenly distributed hollow tetrahedrons allowing reflect incident in all directions the sound waves. The perforated wall 46 has the following perforation parameters: diameter of the holes is 3 ÷ 7 mm, the percentage of perforation is 10 ÷ 15%, and the shape of the holes can be made in the form of holes of a round, triangular, square, rectangular or rhomboid profile, while in the case of non-circular holes as the conditional diameter should be considered the maximum diameter of the circle inscribed in the polygon.

Каждая из стенок 40 и 46 может быть выполнена из конструкционных материалов с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщинами материала и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…3,5).Each of the walls 40 and 46 can be made of structural materials with a layer of soft vibration-damping material, for example, VD-17 mastic or “Gerlen-D” type material applied on one or two sides of the material, and the ratio between the thicknesses of the material and vibration-damping coating lies in the optimal range of values: 1 / (2.5 ... 3.5).

Каждая из стенок 40 и 46 может быть выполнена из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм. Коэффициент перфорации перфорированных листов принимается равным или более 0,25.Each of the walls 40 and 46 can be made of stainless steel or galvanized sheet with a thickness of 0.7 mm with a protective and decorative polymer coating of the type “Pural” 50 μm thick or “Polyester” 25 μm thick, or an aluminum sheet 1.0 mm thick and coating thickness 25 microns. The perforation coefficient of perforated sheets is taken to be equal to or more than 0.25.

Каждая из стенок 40 и 46 может быть выполнена из твердых декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «повиден», или неткаными материалами, например «лутрасилом».Each of the walls 40 and 46 can be made of solid decorative vibration-damping materials, such as plastic compounds such as Agate, Anti-Vibrate, Shvim, and the inner surface of the perforated surface facing the sound-absorbing structure is lined with an acoustically transparent material, such as fiberglass type EZ-100 or with a “poviden” polymer, or with non-woven materials, for example, “lutrasil”.

В качестве материала звукоотражающих слоев 42 и 44 может быть применен материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10...20 МПа, например пеноалюминия, или применены звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³.As a sound-reflecting material layers 42 and 44 may be applied based material alyuminesoderzhaschih alloys, followed by filling them with air or titanium hydride having a density in the range of 0.5 ... 0.9 kg / m ³ with the following strength properties: compressive strength within 5 ... 10 MPa, bending strength in the range of 10 ... 20 MPa, for example foam aluminum, or soundproof boards based on glass staple fiber of the Shumostop type with a material density of 60 ÷ 80 kg / m ^{3 were used} .

В качестве звукопоглощающего материала слоев 41, 43 и 45 может быть применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена. Причем звукопоглощающий материал по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «повиден», или поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух (например, Acutex Т) или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например Лутрасилом. Кроме того, в качестве звукопоглощающего материала слоев 41 и 43 может быть использован пористый шумопоглощающий материал, например пеноалюминий, или металлокерамика, или камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30÷45%, или металлопоролон, или материал в виде спрессованной крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм, а также могут быть использованы пористые минеральные штучные материалы, например пемза, вермикулит, каолин, шлаки с цементом или другим вяжущим, или синтетические волокна, при этом поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух, например, типа Acutex Т или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например Лутрасилом.As sound-absorbing material of layers 41, 43 and 45, rockwool-type mineral wool or URSA-type mineral wool, or P-75-type basalt wool, or glass wool lined with glass wool, or foamed polymer, for example, can be used. polyethylene or polypropylene. Moreover, the sound-absorbing material is lined with an acoustically transparent material over its entire surface, for example, EZ-100 fiberglass or a “visible” polymer, or the surface of the fibrous sound absorbers is treated with special porous paints that allow air to pass through (for example, Acutex T) or coated with breathable fabrics or non-woven materials, e.g. Lutrasil. In addition, as the sound-absorbing material of the layers 41 and 43, a porous sound-absorbing material, for example, foam aluminum, or cermets, or a shell rock with a degree of porosity in the range of optimal values: 30–45%, or metal foam, or a material in the form of pressed crumbs from solid vibration-damping materials, for example elastomer, polyurethane, or plastic compound like “Agate”, “Anti-vibration”, “Shvim”, and the size of the crumbs fractions lies in the optimal range of values: 0.3 ... 2.5 mm, and they could also porous mineral piece materials were used, for example, pumice, vermiculite, kaolin, slag with cement or other binder, or synthetic fibers, while the surface of the fibrous sound absorbers is treated with special porous airborne paints, for example, Acutex T type, or coated with breathable fabrics or non-woven materials e.g. Lutrasil.

Для снижения или коррекции времени реверберации помещений в его отделке применяют звукопоглощающие материалы и конструкции (звукопоглотители).To reduce or correct the reverberation time of premises, sound-absorbing materials and structures (sound absorbers) are used in its decoration.

Пористые звукопоглотители изготавливают в виде плит, которые крепятся к ограждающим поверхностям непосредственно или на относе, из легких и пористых минеральных штучных материалов - пемзы, вермикулита, каолина, шлаков и т.п. с цементом или другим вяжущим. Такие материалы достаточно прочны и могут быть использованы для снижения шума в коридорах, фойе, лестничных маршах общественных и промышленных зданий.Porous sound absorbers are made in the form of plates that are attached to the enclosing surfaces directly or on the basis of light and porous mineral piece materials - pumice, vermiculite, kaolin, slag, etc. with cement or other binder. Such materials are strong enough and can be used to reduce noise in corridors, foyers, staircases of public and industrial buildings.

Сырьем для их производства служат древесные волокна, минеральная вата, стеклянная вата, синтетические волокна. Поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух (например, Acutex Т), или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например Лутрасилом.The raw materials for their production are wood fibers, mineral wool, glass wool, synthetic fibers. The surface of the fibrous sound absorbers is treated with special porous paints that allow air to pass through (for example, Acutex T), or covered with breathable fabrics or non-woven materials, such as Lutrasil.

В настоящее время волокнистые звукопоглотители являются наиболее употребительными в строительной практике. Они не только оказались наиболее эффективными с акустической точки зрения в широком частотном диапазоне, но и отвечают возросшим требованиям, предъявляемым к дизайну помещений.Currently, fibrous sound absorbers are the most common in construction practice. They not only proved to be the most effective from an acoustic point of view in a wide frequency range, but also meet the increased requirements for room design.

Звукопоглощающая конструкция работает следующим образом.Sound-absorbing design works as follows.

Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого, излучающего интенсивный шум, объекта, пройдя через перфорированную стенку 46 попадает на слой 45 из мягкого звукопоглощающего материала, а затем встречает на своем пути соответственно слои 44, 43 и 42 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, но часть звуковой энергии проходит через слои 42 и 44 из звукоотражающего материала, и взаимодействует с осевым слоем 4 из звукопоглощающего материала, где происходит окончательное рассеивание звуковой энергии.Sound energy from equipment located in the room, or another object that emits intense noise, passing through the perforated wall 46 enters the layer 45 of soft sound-absorbing material, and then encounters layers 44, 43 and 42 of complex reflective sound-reflecting material, respectively , consisting of uniformly distributed hollow tetrahedra, allowing to reflect sound waves incident in all directions, but part of the sound energy passes through layers 42 and 44 of sound-reflecting material, and interactions It interacts with the axial layer 4 of sound-absorbing material, where the final dissipation of sound energy occurs.

Слои 41 и 45 из мягкого звукопоглощающего материала разной плотности могут быть выполнены, например, из базальтового или стеклянного волокна. В волокнистых поглотителях рассеяние энергии колебания воздуха и превращение ее в тепло происходит на нескольких физических уровнях. Во-первых, вследствие вязкости воздуха, а его очень много в межволоконном пространстве, колебание частиц воздуха внутри поглотителя приводит к трению. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собой модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя. Кроме того, происходит трение воздуха о волокна, поверхность которых также велика. В-третьих, волокна трутся друг о друга и, наконец, происходит рассеяние энергии из-за трения кристаллов самих волокон. Этим объясняется, что на средних и высоких частотах коэффициент звукопоглощения волокнистых материалов находится в пределах 0,4…1,0.Layers 41 and 45 of soft sound-absorbing material of different densities can be made, for example, of basalt or glass fiber. In fibrous absorbers, the dissipation of the energy of air vibrations and its transformation into heat occurs at several physical levels. Firstly, due to the viscosity of the air, and there is a lot of it in the interfiber space, the oscillation of air particles inside the absorber leads to friction. The transition of sound energy into thermal energy (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of the sound absorber, which are Helmholtz resonator models, where energy losses occur due to friction of the mass of air in the resonator neck oscillating with the excitation frequency against the walls of the mouth itself, which has the form of a branched sound absorber pore network. In addition, there is air friction on the fibers, the surface of which is also large. Thirdly, the fibers rub against each other and, finally, energy dissipation occurs due to the friction of the crystals of the fibers themselves. This explains that at medium and high frequencies the sound absorption coefficient of fibrous materials is in the range of 0.4 ... 1.0.

Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют с заполненными звукопоглотителем полостями.Sound waves propagating in the production room interact with cavities filled with sound absorber.

Швы, отделяющие подпорную стенку от здания и здание от соседних зданий, устроены по типу антисейсмических швов (на чертеже не показано) и тщательно расчищены от строительного мусора. Предусмотрена система их защиты (на чертеже не показано) от засорения во время эксплуатации здания для исключения путей проникновения вибраций в здание.The seams separating the retaining wall from the building and the building from neighboring buildings are arranged as anti-seismic seams (not shown in the drawing) and thoroughly cleaned from construction waste. A system is provided for their protection (not shown in the drawing) from clogging during operation of the building to exclude the penetration of vibrations into the building.

Все магистрали, трубопроводы и т.п. коммуникации, проходящие через фундамент в здание или установленное на нем оборудование, устроены с компенсаторами либо отрезаны от фундамента скользящими швами (на чертеже не показано). Места установки вентиляционного, электрического и т.п. оборудования в цокольном этаже выбраны из условия доступа к виброизоляторам (на чертеже не показано), их монтажа и демонтажа.All highways, pipelines, etc. communications passing through the foundation to the building or equipment installed on it are arranged with compensators or cut off from the foundation by sliding seams (not shown in the drawing). Installation locations for ventilation, electrical, etc. equipment in the basement selected from the conditions of access to vibration isolators (not shown in the drawing), their installation and dismantling.

Взаимодействие звуковых волн с активными полостями, заполненными негорючим звукопоглотителем, приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, причем за счет наличия полостей увеличивается поверхность звукопоглощения, и, как следствие, повышается коэффициент звукопоглощения.The interaction of sound waves with active cavities filled with a non-combustible sound absorber leads to sound attenuation in the high-frequency range, and due to the presence of cavities, the sound absorption surface increases, and, as a result, the sound absorption coefficient increases.

При установке виброактивного оборудования на плиту 12 происходит двухкаскадная виброзащита за счет вибродемпфирующих вкраплений в саму массу плиты 12, а также за счет слоя вибродемпфирующего материала 14, в качестве которого могут быть использованы: иглопробивные маты типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, материал из твердых вибродемпфирующих материалов, например пластиката, из звукоизоляционных плит на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³.When installing vibroactive equipment on the plate 12, two-stage vibration protection occurs due to vibration damping inclusions in the mass of the plate 12, as well as due to the layer of vibration damping material 14, which can be used as: Vibrosil needle-punched mats based on silica or aluminoborosilicate fiber, material from solid vibration-damping materials, for example plastic compound, from soundproof plates based on glass staple fiber of the “Shumostop” type with a material density of 60 ÷ 80 kg / m ³ .

Claims

An earthquake-resistant building structure containing a building frame with a basement in the basement with a vibration isolation system, load-bearing walls with fences in the form of floor and ceiling, which are lined with sound-absorbing structures, window and door openings, and piece sound absorbers containing a frame in which sound-absorbing material is located, and installed above the noisy equipment, the basic load-bearing floor slabs are equipped in places of their attachment to the load-bearing walls of the building with a spatial vibration isolation system consisting of horiz vibrational isolators located perceiving vertical static and dynamic loads, as well as vertically located vibration isolators perceiving horizontal static and dynamic loads, while the floor in the premises is made on an elastic base and contains a mounting plate made of concrete reinforced with vibration damping material, which is installed on the base plate interfloor overlapping with cavities through layers of vibration damping material and waterproofing material with a gap relative to the supporting walls of the production room, and the cavity of the base plate is filled with vibration damping material, such as foamed polymer, the elastic floor base is made of needle-punched mats of the type “Vibrosil” based on silica or aluminosilicate fiber, the ceiling is made of acoustic suspended, consisting of a rigid frame suspended from the ceiling of the production buildings with a sound-absorbing structure inside the frame made of sound-absorbing material wrapped in acoustically transparent m material, and a perforated sheet is attached to the frame, and the frame is made in the form of a rectangular parallelepiped with side dimensions in the a × b plan, the ratio of which lies in the optimal range of values a: b = 1: 1 ... 2: 1, as well as optimal aspect ratio c: d = 0.1 ... 0.5; where d is the distance from the suspension point of the frame to any of its sides; c is the thickness of the layer of sound-absorbing material, while the frame elements are fastened together by brackets rigidly connected to the bar, to which the suspensions are attached, and the perforated sheet has the following perforation parameters: perforation diameter - 3 ... 7 mm, perforation percentage 10% ... 15% moreover, luminaires are installed in the frame, the vibration isolation system of the foundation with the basement is made with simultaneous cutting of its seams of the type antiseismic from neighboring buildings and the surrounding soil, and to protect it from vertical vibrations vibration isolators are installed in niches of the walls of the basement on the sections of the strip foundation, and each set of vibration isolation system consists of a metal plate, four vibration isolators, two sheets of sandpaper to eliminate the possibility of sliding of the foundation elements and two supporting reinforced concrete blocks, while protecting the building from horizontal vibrations spreading along the ground, a vibration isolation system is arranged along the vertical faces of the outer walls of the basement floor at the level of the foundation and floor, at the same time, a retaining wall is arranged around the entire building, the buttresses of which are connected to the ends of the bearing walls through vibration isolators that are installed in the buttresses of the buttresses, the basement of the building is made in the form of a spatial frame structure made of monolithic reinforced concrete with overlapping and partitions included in the frame, as well as reinforced jumpers above door and other openings with constant stiffness of the partitions, and the foundation is made in the form of a tape cross structure with a height of about 50 cm, protruding above the foundation With a screed plate, each of the vibration isolators consists of rubber plates rigidly interconnected: upper and lower, in which through holes are made, located on the surface of the vibration isolator in a checkerboard pattern, and the shape of the vibration isolators is made square or rectangular, and their side faces are made in in the form of curved surfaces of the nth order, ensuring the equal frequency of the vibration isolation system as a whole, while the holes have a cross-sectional shape that provides equal frequency vibration isolation, while the building’s absorbing structure is made as a multilayer sound-absorbing element made in the form of five layers, two of which adjacent to the walls are sound-absorbing layers of materials of different densities, and the three central layers are combined, the axial layer being sound-absorbing and two symmetrically arranged adjacent layers to it are made of a sound-reflecting material of a complex profile, consisting of uniformly distributed hollow tetrahedrons, which allow reflecting falling in all directions sound waves, each of the perforated walls has the following perforation parameters: hole diameter - 3 ÷ 7 mm, perforation percentage 10 ÷ 15%, and the shape of the hole can be made in the form of holes of a round, triangular, square, rectangular or diamond shape, with in the case of non-circular holes, the maximum diameter of a circle inscribed in a polygon should be considered as a conditional diameter, characterized in that mineral wool slabs on ba are used as sound-absorbing material rockwool type alto base, or URSA type mineral wool, or P-75 type basalt wool, or glass wool lined with glass wool, and the sound-absorbing element is lined with an acoustically transparent material over its entire surface, such as fiberglass type E3-100 or polymer type "Visible", or as a sound-absorbing material, a porous sound-absorbing material, for example foam aluminum, or cermet, or a shell rock with a degree of porosity in the range of optimal values: 30 ÷ 45%, or less alloporolone, or material in the form of compressed crumbs from solid vibration-damping materials, for example elastomer, polyurethane, or plastic compound such as Agate, Anti-Vibrate, Shvim, and the size of the fractions of the crumb lies in the optimal range of values: 0.3 ... 2.5 mm, and also porous mineral piece materials, such as pumice, vermiculite, kaolin, slag with cement or other binder, or synthetic fibers can be used, while the surface of the fibrous absorbers is treated with special porous paints that transmit air, for example, such as Acutex T, or covered with breathable fabrics or non-woven materials, such as Lutrasil.