CN108301257B - 基于低频钢质弹簧的半包围浮置型柱底综合减振技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于建筑结构的半包围浮置型柱底减振系统，包括：半包围式结构,包围建筑结构地下部分并作为建筑结构的基础；阻尼材料，填充在建筑结构地下外墙与半包围式结构之间；柱底侧向支撑结构，设置在建筑结构的基底柱之间；以及钢质弹簧减振装置，其设置在建筑结构的基底柱的下端部并支撑在半包围式结构之上。

Description

基于低频钢质弹簧的半包围浮置型柱底综合减振技术

技术领域

本发明涉及振动控制领域，尤其涉及一种基于低频钢质弹簧的半包围浮置型柱底综合减振技术。

背景技术

目前，在实际工程中基本上没有针对地铁及地面交通车辆经过建筑物周边产生的振动影响进行的隔振设计的方案。类似的减振技术都是针对振源进行减振，如针对轨道交通中振动问题，采用钢弹簧浮置板道床。或者直接在结构选型时考虑抗振，对建筑结构内部局部振动较大的部位进行处理。总结之，这些方法具有以下缺陷：

(1)在建筑结构选型时只针对建筑整体考虑抗振。在建筑物周边有振动影响或者建筑内部局部振动较大时，此种方法不能有效解决此类问题。

(2)在建筑物内部进行局部抗微振处理，如在建筑内部的设备间设置浮筑地板，该浮筑隔振结构往往以弹性橡胶垫作为弹性材料隔离层,橡胶减振垫为实心橡胶块,橡胶有内摩擦,临界阻尼较大，可以吸收振动能量，但是对于建筑外部振源传递的振动不能进行消除。

(3)采用钢弹簧浮置板道床减弱轨道交通振动问题。这种方法是针对振源采取减振措施，其可以有效降低列车运行经过时产生的振动，但是对于目前一些对振动要求较高的建筑，这种方法不能满足要求。

(4)大体积混凝土基础隔振不能对建筑内部局部振动进行有效降低，且这个方法造价高，对振动控制贡献较小，性价比低。

因此，需要新的振动控制技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，由此提供一种用于建筑结构的半包围浮置型柱底减振系统，包括：

半包围式结构10,包围建筑结构地下部分并作为建筑结构的基础；

阻尼材料20，填充在建筑结构地下外墙30与半包围式结构之间；

柱底侧向支撑结构40，设置在建筑结构的基底柱50之间；以及

钢质弹簧减振装置70，其设置在建筑结构的基底柱50的下端部并支撑在半包围式结构10之上。

根据本发明的一个实施方案，其中所述阻尼材料为阻尼复合材料。

根据本发明的一个实施方案，其中所述半包围式结构由混凝土制成。

根据本发明的一个实施方案，其中所述柱底侧向支撑结构为三角形结构，分别支撑在两个相邻的基底柱以及相应的横梁60上。

根据本发明的另一方面，提供一种建筑结构，包括根据本发明所述的半包围浮置型柱底减振系统。

根据本发明的一个实施方案，其中所述建筑结构外轮廓尺寸高宽比小于2.5。

在本发明中，柱子底部的钢质弹簧减振装置具有良好的隔振性能，能有效降低建筑周边传来的振动影响，可以支撑上部结构并将上部结构传来的荷载均匀的传递到下部基础；结构地下外墙和半包围基础结构之间填充的阻尼材料可以减小侧向传递的振动影响；柱底间侧向支撑增加了建筑结构侧向刚度，也提高了结构的整体稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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技术方案。

图1为根据本发明一个实施方案的用于建筑结构的半包围浮置型柱底减振系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

图1为根据本发明的用于建筑结构的半包围浮置型柱底减振系统示意图。参考图1，半包围浮置型柱底减振系统包括：半包围式结构10,包围建筑结构地下部分并作为建筑结构的基础；阻尼材料20，填充在建筑结构地下外墙30与半包围式结构之间；柱底侧向支撑结构40，设置在建筑结构的基底柱50之间；以及钢质弹簧减振装置70，其设置在建筑结构的基底柱50的下端部并支撑在半包围式结构10之上。

如图1所示，建筑结构具有多个基底柱50，各基底柱50之间还设有横梁60。在建设建筑结构之前，预先构建本发明的半包围式结构10，该半包围式结构作为建筑结构的基础，并包围建筑结构在地下的部分。所述半包围式结构10可以由混凝土制成。

如图所示，建筑结构的基底柱50的下端部设置有钢质弹簧减振装置70，钢质弹簧减振装置70支撑在半包围式结构10之上。通过在柱子底部安装钢质弹簧减振装置，有效地减小了基底外侧振源对建筑物的振动影响。钢质弹簧减振装置为本领域技术人员所熟知，结合本发明的教导，本领域技术人员可以根据实际的工程来选择适当的钢质弹簧减振装置。

为了进一步增强建筑结构的侧向刚度以及整体稳定性，可以在两个相邻的基底柱50之间设置柱底侧向支撑结构40。如图所示，柱底侧向支撑结构40呈三角形，分别支撑在两个相邻的基底柱50以及相应的横梁60上。基底柱间侧向支撑结构40可以采用钢构件，钢构件的类型和型号根据其跨度和承受的荷载确定，先在基底柱及横梁上安装连接构件，后安装侧向支撑钢构件，限定侧向位移，保证建筑结构整体稳定性、提高侧向刚度和传递纵向水平荷载。当然，柱底侧向支撑结构40也可以采用其他的结构形式。

另外，为了减小侧向传递的振动影响，可以在在建筑结构地下外墙30与半包围式结构10之间填充的阻尼材料.例如，可以采用高性能的阻尼复合材料，有效地减小侧向传递的振动影响。阻尼复合材料为本领域中所熟知，例如其主要成分有橡胶、塑料、金属等。阻尼复合材料具有较好的阻尼的性能和较强的力学性能，主要用于削弱侧面传递来的振动影响。

本发明可应用于各种不同的建筑。当然，如果建筑结构外轮廓尺寸高宽比小于2.5，那么采用本发明的半包围浮置型柱底减振系统，可以获得更加优异的技术效果。

本发明具有如下的优点：

(1)半包围隔振结构形式。底部和侧面均采用了有效的隔振措施，使上部建筑结构和半包围式结构共同构成了房中房结构，对于结构的抗地震设计有利于采用浮放型减震方案，对于结构抵御轨道交通传来的振动影响有利于采用基底减振方案，对于建筑结构防水有利于采用双层隔离防水方案，对于建筑结构的维护有更多的利用空间。

(2)可有效减小中低频振动由基底直接传入上部结构。通过在柱子底部安装钢质弹簧减振装置，有效地减小了基底外侧振源对建筑物的振动影响。

(3)可有效消耗中低频振动由侧面直接传入结构外墙。通过在结构外墙与半包围式结构间填充阻尼材料，有利于提高建筑结构抵抗中低频振动的效果。

(4)水平浮放型减振装置方案有利于结构通过侧向限定位移实现减震。在基底柱间采用侧向支撑构件连接，使得上部建筑结构整体刚度加大，侧向刚度增加。在柱子底部安装钢质弹簧减振装置，实现建筑结构水平浮置在半包围结构上，保证了减震效果。

(5)钢质弹簧装置可实现定期更换。根据建筑结构的升级需求，本技术可以实现定期更换钢质弹簧减振装置，施工方便。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个实施方案、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过着特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种用于建筑结构的半包围浮置型柱底减振系统，包括：

半包围式结构,包围建筑结构地下部分并作为建筑结构的基础；

阻尼材料，填充在建筑结构地下外墙与半包围式结构之间；

柱底侧向支撑结构，设置在建筑结构的基底柱之间；以及

钢质弹簧减振装置，其设置在建筑结构的基底柱的下端部并支撑在半包围式结构之上；

其中所述柱底侧向支撑结构为三角形结构，分别支撑在两个相邻的基底柱以及相应的横梁上。

2.根据权利要求1所述的半包围浮置型柱底减振系统，其中所述阻尼材料为阻尼复合材料。

3.根据权利要求1所述的半包围浮置型柱底减振系统，其中所述半包围式结构由混凝土制成。

4.一种建筑结构，包括如权利要求1-3中任一项所述的半包围浮置型柱底减振系统。

5.根据权利要求4所述的建筑结构，其中所述建筑结构外轮廓尺寸高宽比小于2.5。