帶榫卯式疊合消能圈梁的隔震建筑物的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種帶榫卯式疊合消能圈梁的隔震建筑物，屬于結(jié)構(gòu)減震、隔震【技術(shù)領(lǐng)域】，包括基礎(chǔ)、固定設(shè)置在基礎(chǔ)上的榫卯式疊合消能圈梁和砌筑在圈梁上的上部墻體。圈梁由帶榫頭的下圈梁和帶榫眼的上圈梁組成，上、下圈梁之間鋪設(shè)素混凝土墊層；榫頭和榫眼之間設(shè)置橡膠板條消能層。間距相等的榫頭和下圈設(shè)置錨固鋼筋。通過(guò)耗散基礎(chǔ)傳給上部結(jié)構(gòu)的地震能量，該消能隔震建筑物提高砌體結(jié)構(gòu)的抗震能力，保證砌體結(jié)構(gòu)房屋在強(qiáng)震作用下不發(fā)生破壞，減輕地震災(zāi)害；而且該帶榫卯式疊合消能圈梁的隔震建筑物造價(jià)低廉，施工簡(jiǎn)便，減震效果較好，具有限位和復(fù)位功能，能滿足在農(nóng)村地區(qū)推廣使用的要求。
【專利說(shuō)明】帶榫卯式疊合消能圈梁的隔震建筑物 一、

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于建筑減震隔震【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種帶榫卯式疊合消能圈梁的 隔震建筑物，屬于一種新型實(shí)用、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、造價(jià)低廉的適用于村鎮(zhèn)住宅的基礎(chǔ)隔震房屋。 二、

【背景技術(shù)】
[0002] 全球每天發(fā)生地震約一萬(wàn)五千多次，我國(guó)地震區(qū)域分布廣闊而分散，地震頻繁而 強(qiáng)烈。地震發(fā)生后，會(huì)引起大量建筑物的破壞或倒塌，對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅， 并產(chǎn)生巨大的社會(huì)影響。我國(guó)村鎮(zhèn)建筑中，80%?90%為砌體結(jié)構(gòu)，因其未抗震設(shè)防或低劣 的抗震技術(shù)措施，大量房屋破壞和倒塌，震害特別嚴(yán)重，是抗震薄弱環(huán)節(jié)。砌體結(jié)構(gòu)中，圈梁 在提高建筑物的整體剛度和延性、約束墻體裂縫的開展、增加建筑物的抗震能力等方面起 著舉足輕重的作用。目前預(yù)防地震、抗震減災(zāi)已成為抗震科研人員所面臨的嚴(yán)峻課題，提高 房屋抗震能力，確保建筑物"小震不壞，中震可修，大震不倒"一直是工程建設(shè)的目標(biāo)。
[0003] 傳統(tǒng)的抗震方法是通過(guò)加大構(gòu)件截面尺寸和配筋，提高結(jié)構(gòu)剛度等方法來(lái)保證結(jié) 構(gòu)抗震安全性，但結(jié)構(gòu)的用料多，結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量也隨之增大，地震作用也越大，導(dǎo)致建 筑物結(jié)構(gòu)所吸收的能量增多，能量的耗散是通過(guò)構(gòu)件產(chǎn)生非彈性形變，出現(xiàn)裂縫或破壞來(lái) 實(shí)現(xiàn)的，其結(jié)果是結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞或倒塌，不能真正起到消能減震的作用，多次震害分析表 明：此方法既不經(jīng)濟(jì)也難以保證抗震安全性。
[0004] 近年來(lái)，隨著科學(xué)研究和科學(xué)試驗(yàn)的深入發(fā)展，耗能減震技術(shù)為土木工程結(jié)構(gòu)的 抗震提供了一條合理有效的途徑。耗能減震技術(shù)通過(guò)在結(jié)構(gòu)的某些部位設(shè)置耗能裝置消耗 地震能量，大大減少結(jié)構(gòu)的變形和損傷。目前已有的消能減震裝置主要有：粘滯阻尼器、粘 彈性阻尼器、摩擦阻尼器和金屬屈服阻尼器。
[0005] 在現(xiàn)有技術(shù)中，建筑結(jié)構(gòu)消能減震采用的金屬阻尼器是通過(guò)金屬材料的塑性變形 來(lái)消耗地震能量，但其構(gòu)造較復(fù)雜，成本較高，傳力不直接，材料利用效率不高。滑移隔震技 術(shù)已成一種新型的建筑隔震技術(shù)，傳統(tǒng)隔震采用以橡膠隔震支座為主的基礎(chǔ)隔震，該隔震 體系技術(shù)成熟，也已在實(shí)際工程中應(yīng)用，但由于其造價(jià)高昂，故多用在比較重要的城市建筑 結(jié)構(gòu)中，對(duì)于一般建筑來(lái)說(shuō)成本較高，尤其對(duì)于農(nóng)村普遍存在的低層磚混結(jié)構(gòu)建筑來(lái)說(shuō)，其 推廣使用的局限性更大。此外，另有少部分為摩擦滑移隔震體系，所用的滑移隔震裝置難以 實(shí)現(xiàn)限位、復(fù)位。例如已有的消能隔震裝置，雖具有簡(jiǎn)單易行，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但自行復(fù)位能 力差，削弱構(gòu)件過(guò)大，會(huì)因微震滑移量積累過(guò)大，造成滑移現(xiàn)象，影響建筑物正常使用功能。 三、 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 本實(shí)用新型提供一種具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、隔震性能好、施工簡(jiǎn)便等性能優(yōu)良，適用于 村鎮(zhèn)住宅的帶榫卯式疊合消能圈梁的隔震建筑物，以期有效解決村鎮(zhèn)建筑抗震性能差，破 壞嚴(yán)重的問(wèn)題。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案：
[0008] 帶榫卯式疊合消能圈梁的隔震建筑物包括基礎(chǔ)、固定設(shè)置在基礎(chǔ)上的榫卯式疊合 消能圈梁和及上部結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述圈梁由帶榫頭的下圈梁和帶榫眼的上圈梁組成，在所述 的上圈梁和下圈梁之間鋪設(shè)素混凝土墊層；榫頭和榫眼之間設(shè)置橡膠板條消能層。
[0009] 所述上、下圈梁均為鋼筋混凝土梁，其混凝土強(qiáng)度取C20,縱筋根數(shù)不少于4根，寬 度不小于墻厚。
[0010] 所述位于上、下圈梁之間的素混凝土墊層的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C10,寬度同上下圈 梁寬度，厚度為l〇mm?30mm。
[0011] 所述榫頭和下圈梁設(shè)置錨固鋼筋4根，直徑為12mm，底部水平彎鉤長(zhǎng)度不小于 100mm。
[0012] 所述榫頭和榫眼之間設(shè)置橡膠板條消能層的厚度為l〇mm?20mm。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：
[0014] (1)、上、下圈梁設(shè)置榫卯結(jié)構(gòu)，對(duì)圈梁幾乎沒(méi)有削弱，保證圈梁對(duì)上部結(jié)構(gòu)的約束 性能；約束上、下圈梁發(fā)生過(guò)大相對(duì)位移，避免滑移現(xiàn)象。
[0015] (2)、結(jié)構(gòu)在中小震作用下，榫頭和榫眼之間的橡膠板條發(fā)生彈塑性剪切變形，遭 遇大震作用時(shí)，上、下圈梁在素混凝土墊層處發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，從而耗散基礎(chǔ)傳給上部結(jié)構(gòu)的地震 能量，對(duì)地震能量向上部結(jié)構(gòu)的傳遞起到削弱作用，因而對(duì)上部結(jié)構(gòu)起到隔震作用；榫卯結(jié) 構(gòu)作為限程件，橡膠板條不但可以限制地震時(shí)過(guò)大的滑移量，而且具有限位復(fù)位功能。
[0016] (3)、施工時(shí)隨圈梁進(jìn)度砌筑，不影響施工工期，簡(jiǎn)單方便；原材料都是較為廉價(jià)的 常用材料，來(lái)源廣，取材方便，降低了使用的成本。
[0017] (4)、提高磚混結(jié)構(gòu)的抗震能力，保證磚混結(jié)構(gòu)房屋在強(qiáng)震作用下不發(fā)生破壞，中 小震作用下可自行復(fù)位，減輕地震災(zāi)害，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失；造價(jià)低廉，施工簡(jiǎn)便，隔 震效果較好，滿足在農(nóng)村地區(qū)推廣使用的要求。 四、

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為榫卯式疊合消能圈梁面布置示意圖；
[0019] 圖2為圖1沿A-A的剖面圖；
[0020] 圖3為圖1沿B-B的剖面圖。
[0021] 附圖中：1 一下圈梁；2-上圈梁；3-素混凝土塾層；4一基礎(chǔ)；5-上部墻體；6- 橡膠板條；7-錨固鋼筋；8-榫頭。 五、

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
[0023] 如圖1?3所示，帶榫卯式疊合消能圈梁的隔震建筑物，包括基礎(chǔ)（4)、固定設(shè)置在 基礎(chǔ)（4)上的榫卯式疊合消能圈梁和砌筑在圈梁上的上部墻體（5)。圈梁由帶榫頭（8)的 下圈梁（1)和帶榫眼的上圈梁（2)組成，在所述的上圈梁（2)和下圈梁（1)之間鋪設(shè)素混 凝土墊層（3);榫頭（8)和榫眼之間設(shè)置橡膠板條消能層（6);間距相等的榫頭（8)和下圈 梁（1)設(shè)置錨固鋼筋（7)。地震時(shí)，橡膠板條消能層（6)發(fā)生彈塑性剪切變形，圈梁在素混 凝土墊層（3)處發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)耗散基礎(chǔ)傳給上部結(jié)構(gòu)的地震能量，通過(guò)隔斷地震能 量向上部結(jié)構(gòu)的傳遞，對(duì)上部結(jié)構(gòu)起到減震和耗能作用，榫卯式疊合消能圈梁會(huì)自動(dòng)發(fā)生 一定量的恢復(fù)，修繕簡(jiǎn)單方便。
[0024] 本實(shí)施例的制作順序如下：
[0025] (1)、在基礎(chǔ)頂面澆筑下圈梁，下圈梁?。?40X150)mm(該尺寸可隨設(shè)計(jì)而改變）， 每榫頭位置處預(yù)埋4根直徑12mm的HRB335錨固鋼筋；
[0026] (2)、橡膠板條采用氯丁橡膠，橡膠板條用細(xì)鐵絲捆綁成直徑120mm圓環(huán)，罩置于 錨固鋼筋外圍，在橡膠板條圓環(huán)內(nèi)澆筑下圈梁的榫頭；
[0027] (3)、待下圈梁混凝土硬化后，在下圈梁頂面，橡膠板條圓環(huán)之外鋪設(shè)C10素混凝 土墊層；
[0028] (4)、待素混凝土墊層硬化后，在混凝土墊層上疊合澆筑上圈梁，上圈梁取 (240X150)mm(該尺寸可隨設(shè)計(jì)而改變）；
[0029] (5)、待上圈梁混凝土硬化后，在其上部砌筑結(jié)構(gòu)墻體。
[0030] 在上圈梁和下圈梁之間鋪設(shè)素混凝土墊層作為水平滑移層，該滑移層能使結(jié)構(gòu)上 下兩側(cè)滑移，又能傳遞堅(jiān)向荷載；榫頭和榫眼之間設(shè)置橡膠板條消能層，利用橡膠自身特性 減少傳入上部結(jié)構(gòu)的地震加速度，從而減弱地震作用。結(jié)構(gòu)在中小震作用下，上圈梁和下圈 梁之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，榫頭和榫眼之間設(shè)置橡膠板條消能層產(chǎn)生一定的剪切變形，通過(guò)彈塑 性變形耗散地震能量，應(yīng)能保證房屋正常使用功能要求；當(dāng)遭遇大震作用時(shí)，上圈梁和下圈 梁沿素混凝土墊層相對(duì)滑動(dòng)，阻止與減弱自地下傳入上部結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)能量，從而顯著減 小上部結(jié)構(gòu)破壞與倒塌的情況發(fā)生。
[0031] 帶榫卯式疊合消能圈梁的隔震建筑物將滑動(dòng)摩擦和消能限位有機(jī)地結(jié)合為一體， 榫頭和榫眼之間設(shè)置橡膠板條消能層不但可以限制地震時(shí)過(guò)大的滑移量，而且具有限位復(fù) 位功能。通過(guò)改變榫頭間距（間距為200mm?1000mm)、橡膠板條設(shè)置厚度（厚度為10mm? 20mm)和素混凝土墊層鋪設(shè)厚度（厚度為10mm?30mm)，以達(dá)到在不同地震烈度下消能減 震，在不同地震下限制過(guò)大的滑移量，防止建筑破壞和倒塌。
[0032] 以上實(shí)施例用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案 進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí) 用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1. 帶榫卯式疊合消能圈梁的隔震建筑物，包括基礎(chǔ)、固定設(shè)置在基礎(chǔ)上的榫卯式疊合 消能圈梁和砌筑在圈梁上的上部墻體，其特征在于：所述榫卯式疊合消能圈梁由帶榫頭的 下圈梁和帶榫眼的上圈梁組成；在所述的上圈梁和下圈梁之間鋪設(shè)素混凝土墊層；榫頭和 榫眼之間設(shè)置橡膠板條消能層；間距相等的榫頭和下圈梁設(shè)置錨固鋼筋。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶榫卯式疊合消能圈梁的隔震建筑物，其特征在于：位于 帶榫頭的下圈梁和帶榫眼的上圈梁之間的素混凝土墊層的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C10,厚度為 10mm ?30mm〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶榫卯式疊合消能圈梁的隔震建筑物，其特征在于：所述榫 頭和榫眼之間設(shè)置橡膠板條消能層的厚度為l〇mm?20_。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶榫卯式疊合消能圈梁的隔震建筑物，其特征在于：所述榫 頭和下圈梁設(shè)置錨固鋼筋4根，直徑為14mm，底部水平彎鉤長(zhǎng)度不小于100mm。
【文檔編號(hào)】E04H9/00GK203846634SQ201420204075
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】岳強(qiáng), 劉福勝, 安笑, 王麗, 張順珂, 徐金濤 申請(qǐng)人:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)