预制钢筋混凝土抗振楼板制造技术

本实用新型专利技术涉及一种预制钢筋混凝土抗振楼板(1)，包括谐振动力阻尼单元(7)和碰撞阻尼单元(8)，所述谐振动力阻尼单元(7)依次由耦合外层(2)、弹性体(3)、耦合内层(4)、动力体(5)组成，所述碰撞阻尼单元(8)依次由耦合外层(2)和阻尼颗粒(6)组成，所述谐振动力阻尼单元(7)和碰撞阻尼单元(8)和楼板浇筑成一体。与现有其他减振楼板相比，本实用新型专利技术覆盖频率范围广，不局限于常规为抗地震、飓风等低频激励设计的建筑结构，特别是高层楼多模态复杂结构的宽频带振动。且实施简易经济；从而解决由于建筑物地面环境振动及噪声污染，特别对于城市轨道交通车辆段引起的上盖物业、沿线建筑物楼板振动问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
预制钢筋混凝土抗振楼板


[0001]本技术属于土木工程建筑领域，尤其是建筑物受外界激励产生的结构振动控制，具体涉及一种预制钢筋混凝土抗振楼板。

技术介绍

[0002]随着经济不断发展，人们居住水平及环境质量要求越来越高，近年来国家也加大了对人们生活工作环境的改善要求，包括环境振动噪声污染控制，因而建筑物内地面振动及结构振动引起的二次噪声成为建筑结构设计及建设关注的重大问题之一，建筑物特别是住宅高层建筑结构振动控制是目前亟待解决与改善的技术难题。对于建筑物楼板由于承载要求其结构动态特性主要响应频率分布在20
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80Hz范围，很难能采用低振动或吸振材料或设置隔振装置满足设计要求。同时外界对建筑物的振动激励往往也包含在同样的频率范围，例如建筑物附近的城市轨道交通列车通过时对建筑基础的激励等。轨道交通列车引起的振动一般不会使建筑结构出现安全性问题，但是引发建筑的振动常常超出环境保护限值会给在建筑物中工作和居住的人员带来不适感，影响工作效率和生活质量，从而降低建筑的舒适性能。
[0003]专利CN110158878B公开了一种内藏多维耗能阻尼颗粒的装配式减振楼板，当主体结构振动时，该装配式减振楼板中的阻尼颗粒与主体结构发生碰撞进行动量交换，以此来耗散主体结构动能，从而有效减轻结构的振动，在爆炸、风振及地震等高强烈的振动作用下能充分耗能，提高楼板的抗振性能，以减轻楼板在遭遇强烈地震后结构主体的破坏程度与维修费用，但是此类激励通常为低频激励，一般频率低于10Hz以下，适用于解决低频强震结构服役寿命问题。而现有建筑地板由于结构共振频率大多在20
‑
63Hz范围，在外界的激励(例如建筑物地下的地铁通过时)作用下，建筑物地板产生强烈振动，其振动水平超过人体舒适度要求(环境保护限值要求)。专利CN110158878B无法解决此敏感频率范围内的和相对低烈度的振动但远远超出环境保护限值问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种预制钢筋混凝土抗振楼板。
[0005]为了实现上述目的，本技术通过以下技术方案来实现：一种预制钢筋混凝土抗振楼板，包括谐振动力阻尼单元和碰撞阻尼单元。谐振动力阻尼单元包括依次层层包覆的耦合外层、弹性体、耦合内层、动力体；碰撞阻尼单元包括耦合外层和其内部填充的阻尼颗粒；弹性体具有拉压和剪切两个方向以上的弹性刚度；所述的动力体具有垂直和水平两个方向以上的等效平动质量和等效转动惯量。所述谐振动力阻尼单元和碰撞阻尼单元和楼板的基体混凝土材料浇筑成一体构成预制钢筋混凝土抗振楼板。
[0006]进一步地，所述的谐振动力阻尼单元与碰撞阻尼单元组合形成宽频段高抗振结构，其谐振频带范围是一个宽频带或多个一定带宽的分段频带，所述的频带范围为10
‑
80Hz。
[0007]进一步地，所述的谐振动力阻尼单元的谐振频带范围通过弹性体平动刚度或扭转刚度和动力体的平动等效质量和等效转动惯量调节，各方向或各位置的谐振频率满足公式k
nm
是第n阶第m维的平动刚度或扭转刚度，m
nm
是第n阶第m维的平动等效质量或等效转动惯量，f
nm
是第n阶第m维的谐振频率。
[0008]进一步地，所述的谐振动力阻尼单元依次由耦合外层包覆弹性体、包覆耦合内层、包覆动力体，谐振动力阻尼单元由具备两个以上方向的弹性刚度弹性体与动力体实现两个以上方向的谐振模态，两个以上方向的谐振模态包括三个平动模态和三个扭转模态或其不同模态的组合。
[0009]进一步地，所述的谐振动力阻尼单元的弹性体由橡胶材料或弹性复合材料或弹簧钢材料制成，弹性体的弹性刚度为复刚度，其阻尼系数不小于0.01。
[0010]进一步地，所述的动力体的材料是金属或非金属或水泥或复合材料。
[0011]进一步地，所述的碰撞阻尼单元通过耦合外层包覆阻尼颗粒，所述的阻尼颗粒可由不同形状、不同材质、不同密度的阻尼颗粒构成。
[0012]进一步地，所述的阻尼颗粒为金属或非金属材料或复合材料，优选地，阻尼颗粒可以是多边体不同尺度的石沙，阻尼颗粒的尺度范围为1
‑
100mm。
[0013]进一步地，所述的耦合外层、耦合内层及动力体的材料可以是预制钢筋混凝土抗振楼板的基体混凝土材料。
[0014]进一步地，所述的预制钢筋混凝土抗振楼板单元至少包含两个以上的谐振动力阻尼单元与至少一个碰撞阻尼单元。
[0015]本技术的预制钢筋混凝土抗振楼板运用结构动力学调频动力阻尼减振和物体碰撞阻尼原理实现对楼板共振振动峰值的抑制，且针对楼板的多模态宽频带特性，采用多阶多维度动力阻尼和碰撞阻尼形成宽频段高抗振楼板。与现有其他减振楼板相比，本技术覆盖频率范围广，不局限于常规为抗地震、飓风等低频激励设计的建筑结构，且实施简易经济；从而解决由于城市轨道交通，特别车辆段引起的上盖和/或沿线建筑物楼板振动问题，特别是高层楼多模态复杂结构的宽频带振动激励。
[0016]与现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0017]1、本技术从建筑物地板的动态响应及外界激励特性考虑，直接在振动接受敏感点以结构设计优化方式提高地板抗振能力，特别对于高速发展的城市轨道交通地下线路或盖下车辆段列车通过时而激励引起的建筑物结构振动，通过在预制钢筋混凝土楼板内的谐振动力阻尼单元和碰撞阻尼单元直接降低建筑物楼板振动水平。
[0018]2、本技术的动力阻尼装置是宽频带动力阻尼减振，可以覆盖频段10
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80Hz，解决楼板多模态宽频率范围振动响应及宽频带外界激励的干扰，特别对地下轨道交通或盖下大面积车辆段及车速多变条件下的宽频带特点。
[0019]3、本技术的预制钢筋混凝土抗振楼板，是通过宽频带动力阻尼吸收建筑物的振动能量，解决了传统通过增加楼板厚度等技术提高结构刚度来控制低频振动但增加了高频二次结构噪声的矛盾。
[0020]4、本技术结构简单，实施方便，既可以直接在现有的预制钢筋混凝土楼板上
实施应用，也可以在新设计中直接引入。
附图说明
[0021]图1为实施例1的结构断面示意图。
[0022]图2为实施例2的结构断面示意图。
[0023]图3为实施例3的结构断面示意图。
[0024]图4为实施例4的结构断面示意图。
[0025]图5为实施例的碰撞阻尼单元密封塞结构示意图。
[0026]附图标记：1、钢筋混凝土抗振楼板，2、耦合外层，3、弹性体，4、耦合内层，5、动力体，6、阻尼颗粒，7、谐振动力阻尼单元，8、碰撞阻尼单元，81、密封塞。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0028本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预制钢筋混凝土抗振楼板，其特征在于，所述的预制钢筋混凝土抗振楼板(1)包括谐振动力阻尼单元(7)和碰撞阻尼单元(8)，所述谐振动力阻尼单元(7)包括依次层层包覆的耦合外层(2)、弹性体(3)、耦合内层(4)、和动力体(5)，所述碰撞阻尼单元(8)包括耦合外层(2)及其内部填充的阻尼颗粒(6)。2.根据权利要求1所述的一种预制钢筋混凝土抗振楼板，其特征在于，所述的谐振动力阻尼单元(7)与碰撞阻尼单元(8)组合形成宽频段高抗振结构，其谐振频带范围是一个宽频带或多个一定带宽的分段频带，频带范围为10
‑
80Hz。3.根据权利要求2所述的一种预制钢筋混凝土抗振楼板，其特征在于，所述的谐振动力阻尼单元(7)的谐振频带范围通过弹性体(3)平动刚度或扭转刚度和动力体(5)的平动等效质量和等效转动惯量调节，各方向或各位置的谐振频率满足公式k
nm
是第n阶第m维的平动刚度或扭转刚度，m
nm
是第n阶第m维的平动等效质量或等效转动惯量，f
nm
是第n阶第m维的谐振频率。4.根据权利要求1所述的一种预制钢筋混凝土抗振楼板，其特征在于，所述的弹性体(3)具有拉压和剪切两个方向以上的弹性刚度；所述的动力体(5)具有垂直和水平两个方向以上的等效平动质量和等效转...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾晓菡，王安斌，黄红东，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：新型
国别省市：