一种隔震系统的制作方法

本实用新型涉及隔震
技术领域：
，特别涉及一种隔震系统。
背景技术：
：我国是一个地震多发的国家，地震灾害带来了大量的人员伤亡和巨大的经济损失。我国农村人口众多，农民的抗震意识薄弱，受限于经济条件差，农村地区建造的房屋抗震能力比较差。在地震发生时，农村地区往往遭受更为严重的经济损失和人员伤亡。目前国内工程界大多专注于高层、大跨等城市重要结构的抗震研究，对于量大面广的农居建筑却没有特别注意，而事实上，地震中损失最惨重的正是这些地区。据震害调查表明，财产重大损失和人员伤亡的主要原因是由于剧烈地面运动导致大量的房屋破坏倒塌所造成的，破坏量最大的正是村镇各类砖、土、石、木等低矮建筑。地震造成的死亡人员近60％为村镇人口，而且直接经济损失的85％一97％来自房屋破坏。例如：海城地震中，极震区的农村民房破坏比较严重，全县共56万间房屋，其中14万间(约25％)因倒塌或严重破坏；云南省姚安县发生的6.0级地震，造成房屋建筑毁坏84万平方米，破坏763万平方米，民用房屋直接经济损失为13亿元；汶川地震造成69197人遇难，700多万间房屋倒塌，2300多万间房屋损坏，其中多为村镇房屋的倒塌和损坏,直接经济损失达8452亿元人民币；青海省玉树7.1级地震造成两千多人死亡或失踪，并造成了当地大量村镇房屋倒塌,农房倒塌受损尤为严重。因此，研究适合农居工程建设的减隔震技术意义重大。采取适当的预防措施可以明显地减少地震灾害对房屋造成的倒塌和人员伤亡。目前，应用较多的隔震体系为叠层橡胶垫隔震体系。虽然这种隔震体系技术已比较成熟，且在实际工程中已有应用，但由于其造价高昂，主要应用于重要建筑和大型桥梁，在经济水平较低的农村地区应用很少。技术实现要素：本实用新型要解决的技术问题是提供一种隔震系统，以解决现有技术中农村地区没有隔震技术的问题。为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种隔震系统，所述隔震系统设置在基坑中，包括自下而上设置的砂土层，第一玻璃珠层和第二玻璃珠层，所述第一玻璃珠层压设在所述砂土层上，所述第二玻璃珠层上设置有地基。可选的：所述第一玻璃珠层包括均匀铺设在所述砂土层上的多个紧邻的第一玻璃珠，所述第一玻璃珠的直径为10mm。可选的：所述第二玻璃珠层包括均匀设置在相邻的第一玻璃珠之间空隙处的多个第二玻璃珠，所述第二玻璃珠的直径为5mm。可选的：所述砂土层的厚度不小于冻土层的厚度。可选的：所述砂土层的密度不小于1.60g/cm3。采用上述技术方案，由于只是在原有的施工过程中增加隔震系统的施工，不需要做大幅改动，因此施工简便，技术要求低；另外采用玻璃珠层与砂土层的结构具有很好的减震效果，中震时可以减震36％左右，大震时可以减震51％左右；最后，材料简单便宜，造价低廉，可以大范围广泛应用。附图说明图1为本实用新型实施例1隔震系统的结构示意图；图2为本实用新型实施例2隔震试验台的结构示意图；图3为本实用新型实施例2隔震试验台中砂土颗粒累计级配曲线图；图4为本实用新型实施例2隔震试验台中第一玻璃珠层与第二玻璃珠层的结构示意图；图中，1-砂土层，2-第一玻璃珠层，21-第一玻璃珠，3-第二玻璃珠层，31-第二玻璃珠，4-地基梁，5-结构模型，6-黏土，7-回填砂，8-振动台，9-试验箱。具体实施方式下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。实施例1一种隔震系统，如图1所示，隔震系统设置在基坑中，包括自下而上设置的砂土层1，第一玻璃珠层2和第二玻璃珠层3，第一玻璃珠层2压设在砂土层1上，第二玻璃珠层3上设置有地基。其中，基层的长度和宽度至少分别大于地基梁长度和宽度的100mm，在本实用新型的实施例中，基层的长度和宽度分别大于地基梁长度和宽度的100mm。砂土层的材料可以是细砂、中砂或粗砂等材料，且其厚度不小于冻土层的厚度。在我国东北地区冻土层厚度较厚，最厚的差不多有2m，因此在本实用新型的实施例中，砂土层的厚度为2m。砂土层的密度不小于1.60g/cm3，在本实用新型的实施例中，砂土层的密度为1.60g/cm3，可以采用水沉法，震动法，夯实法等使砂密实达到1.60g/cm3的密度。在本实用新型的实施例中，第一玻璃珠层包括均匀铺设在砂土层上的多个紧邻的第一玻璃珠，第一玻璃珠的直径为10mm。另外，第一玻璃珠层2需压设在砂土层内，为了使第一玻璃珠层的第一玻璃珠均匀的压入砂土层内，在本实用新型的实施例中，采用木板盖在第一玻璃珠层上，然后均匀用力下压。在本实用新型的实施例中，第二玻璃珠层的第二玻璃珠的直径为5mm，同样，为了使第二玻璃珠均匀的卡设在相邻的第一玻璃珠之间的空隙处，在本实用新型的实施例中也采用木板盖在第二玻璃珠层上，然后均匀用力下压的方法。实施例2由于地震的发生不可预期，为了测试本隔震方法及隔震系统的效果，在本实用新型的实施例中，提供了一种隔震试验台9，该试验台9结构如图2所示，该试验台9包括两部分：一是结构模型5；二是地基土模型(即隔震系统的模型)。其中结构模型5即结构原型：农村地区常见的新建一层砖砌体结构的模型，在结构模型5的相似比设计中，选取长度、弹性模量和密度为三个基本量。考虑振动台承载能力及其他试验条件的限制，采用欠人工质量模型。结构原型的重量约为80.69t，结构模型5的重量约为1.82t，设置人工质量约为0.7t。振动台试验在常加速度的情况下，由于土体材料的特殊性，土体的重力相似条件很难模拟。在振动台试验时地基土模型采用原型场地土，不考虑土体的相似关系，结构模型5采用欠人工质量模型近似满足结构地震反应的相似规律。结构模型5主要物理量的相似关系见下表：结构原型为农村地区常见的新建一层砖砌体结构，设置了构造柱、圈梁等抗震措施。因此在本实用新型的实施例中，结构模型5的平面尺寸设置为1800mm×1425mm，总高度为825mm，外墙厚度为90mm，内墙厚度为60mm，砖墙包括两道纵墙和三道横墙，其中纵墙方向为水平激励方向(东西向)。两道外横墙(东墙和西墙)为承重墙，不设门窗洞口。南墙处设有两个窗户和一个门洞其立面尺寸分别为600mm×450mm、225mm×225mm、225mm×225mm。北墙设有两个尺寸相同的窗户，立面尺寸为600mm×450mm。内墙设有一个门洞，立面尺寸为225mm×600mm，与南墙距离为300mm。构造柱设置在房屋的外纵墙与外横墙的交界处，构造柱截面尺寸为85mm×85mm，圈梁截面尺寸为85mm×40mm，屋面板厚度为50mm。门窗洞口上设置过梁，根据门窗洞口的尺寸不同，过梁相应的截面尺寸有：(a)85mm×45mm；(b)85mm×30mm；(c)56mm×30mm。其中，尺寸(a)表示设置在内墙门洞上的过梁尺寸；尺寸(b)表示设置在外纵墙(南墙和北墙)窗户上的过梁尺寸；尺寸(c)表示设置在外纵墙(南墙)窗户上的过梁尺寸。结构模型5中的砖体结构主要包括砖块、砌筑砂浆等材料。原型结构砖墙材料采用烧结普通砖，强度等级为mu10，其尺寸为235mm×115mm×45mm。为使模型砖墙使用与原型结构砖墙的材料尽可能相同，将砖砌块在长、宽方向按长度相似比的比例切割而厚度方向考虑到施工条件的限制按1/2的比例切割，切割后砌体结构模型5砖块的尺寸为56mm×26mm×21mm。砌筑砂浆由水泥、细砂、灰膏、水按质量比例1：5：0.21：0.8混合搅拌而成。地基土模型包括粉质黏土、粗砂以及玻璃珠三种材料，其中试验前黏土和砂土的基本物理力学参数如下表所示：土的名称密度(g/cm3)含水率(％)内摩擦角(ψ/°)粘聚力(c/kpa)黏土61.9217.326.3637.61砂土1.706.529.258.16砂土颗粒累计级配曲线如图3所示，其中x轴为土粒直径(mm)，y轴左侧数值表示小于某直径的土的质量的百分百(％)，y轴右侧数值表示大于某直径的土的质量的百分百(％)。在振动台8上设置试验箱9，试验箱9通过螺栓与振动台8台面固定，在试验箱9内填满粉质黏土6，厚度为1000mm，在粉质黏土构造的基地上挖设基坑，基坑的深度为600mm；然后在基坑中铺设一层砂土层1并夯实。砂土层1的厚度为400mm；然后在砂土层1上铺设一层直径为10mm的第一玻璃珠层2，并将第一玻璃珠层2压入到砂土层1中；在第一玻璃珠层2上再铺设第二玻璃珠层3，第二玻璃珠层3包括多个直径为5mm的第二玻璃珠31；并将第二玻璃珠31压紧使第二玻璃珠31卡在相邻的第一玻璃珠21之间的空隙处，如图4所示，然后预制好的地基梁4放置在第二玻璃珠层3上表面，即设置地基，并在地基梁4与基地之间回填入回填砂7。为了检测地震的强度，在本实用新型的实施例中布置有传感器：加速度传感器和位移传感器的布置情况如图2所示，布设在土层中的加速度传感器以字母a表示，a1布设在试验箱9底部，即a1表示振动台8台面的加速度反应；a2、a3埋设在黏土6层底部，由于试验箱9内黏土6的厚度为1000mm，故a2和a3表示埋深约为1米处土层的加速度反应；a4、a5布置在砂土层1底部，表示埋深约为0.6米处土层的加速度反应；a6、a7布置在砂垫层上侧，距离地基梁4约为300-500mm，表示埋深约为300-500mm处土层以及砂土层1的加速度反应。布设在结构模型5上的加速度传感器以字母sa表示，sa1布设在基础梁的中心位置处，表示结构基础的加速度反应；sa2布设在楼板中心位置处，表示结构楼板的加速度反应。位移传感器以字母d表示，d1布设在试验箱9的底部，表示振动台8台面的位移反应；d2布置在与地表高度一致的箱框上，表示地表处的位移反应；d3布设在基础梁上，表示结构基础的位移反应；d4布设在楼板边缘处，表示楼板处的位移反应。地震波选择及加载工况：根据结构原型所在场地土为ⅱ类场地土，在本实用新型的实施例中，选取了一条人工波对模型进行水平激励。按10％、20％、40％的比例幅值即对应100gal、200gal、400gal地震作用的顺序依次输入地震波，地震波加载工况如下表所示：工况设计加速度峰值/gal加载波形方向r1100人工波水平r2200人工波水平r3300人工波水平试验现象及结果：在工况r1(100gal地震作用)时，结构模型5只是出现轻微的振动，基础与地基土之间没有明显的相对错动；在工况r2(200gal地震作用)时，结构模型5振幅稍稍加大，隔震沟处回填的砂土受到地基梁4的侧向挤压作用，砂层表面有轻微的挤压变形，但砂土表面尚未出现裂缝，基础与地基土之间存在有效约束；在工况r3(400gal地震作用)时，结构模型5振动幅度加大，砖墙上没有发现肉眼可见裂缝，基础与地基土之间发生明显的相对滑移运动，隔震沟处回填的砂土被地基梁4挤压产生严重的塑性变形，沿着基础梁分布着一条通长的裂缝，裂缝到基础梁的最小距离约为6cm，裂缝最大宽度约为5mm。低应力状态下的砂土相较于低应力状态下的粘土，其抗剪强度更低，更易产生剪切破坏。在400gal地震作用时，砂垫层表面铺设的玻璃珠和隔震沟处回填的回填砂7，给隔震系统提供了产生摩擦滑移的条件；另一方面回填的砂土也防止了上部结构过大的滑移量，起到了限位的作用。试验结束后，测得模型结构整体沉降约为6mm，这是地震作用下砂土被不断震密的结果。本实用新型的实施例在地基梁4下方为一定厚度的砂垫层，在砂垫层与地基梁4接触范围内铺设一定比例的玻璃珠，并且在地基梁4周围回填入回填砂7。砂土材料取材方便，造价低。砂土层1在地震作用下易产生塑性变形，可以消耗部分地震能量。在砂土层1表面铺设一定比例的玻璃珠可以改变砂土层1与地基梁4之间的接触性质，如降低摩擦系数等。砂土在低应力状态下抗剪强度非常低，很容易产生变形，因此在基础埋深范围内回填砂土，可以为地震作用下结构基础与砂土层之间的滑移运动提供发生条件，并且由于砂土的存在可以限制过大的滑移位移产生。以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。当前第1页12