一种大型试验设备的隔震减震结构及方法与流程

本发明属于建筑隔震减震领域，具体涉及一种大型试验设备的隔震减震结构及方法。

背景技术：

材料试验机一般安装在地面的基础上，其自重和试验时产生的冲击由基础直接承受，冲击力由基础传递到土层，能够迅速扩散、衰减。然而，由于场地限制，有时需要将试验机由原来的地面向上搬迁至上层(即负二层顶板上，通常也即停车场区域)或更高楼层进行安装，地下室为多层地下停车场。要在负一层安装试验机，至少面临二个问题：一是不能增加框架柱影响停车场车位布置；一是试验时产生的经常性震动会造成大楼的结构构件损坏、影响安全，同时也会通过大楼的梁板直接传递到上部主楼，造成舒适度下降，引起人员恐慌。

技术实现要素：

本发明提供一种大型试验设备的隔震减震结构及方法，旨在克服现有技术中大型的材料试验机从地面迁移至楼层上部安装时因试验时产生的经常性震动会造成大楼结构构件损坏、影响安全、震动传递至上部主楼造成舒适度下降及人员恐慌等问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种大型试验设备的隔震减震结构，其包括设于楼板上的安装池，所述安装池的周围池壁为混凝土墙、梁或柱等主体结构的结构构件，所述安装池的池底铺设有用中砂压实回填形成的褥垫层，所述褥垫层上压紧有用于安装固定大型试验设备的混凝土筏板，所述混凝土筏板的侧壁与所述安装池的池壁之间设有分隔缝，所述分隔缝内设有连接所述筏板和所述池壁的z字型钢板，所述z字型钢板与所述池壁间夹设有保温板，所述z字型钢板与所述筏板侧壁间夹设有弹性材料层。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述安装池的深度为60-70cm,所述褥垫层的厚度为25-35cm,所述筏板的厚度为30-40cm。

采用上述进一步方案的有益效果是，筏板较厚在其具有一定的长宽后(长宽通常不小于1.5m)，其总体质量较重，则其上安装大型试验设备后，大质量的筏板可有效吸收一部分试验设备的震动能且可使震动幅度控制在较小范围。

进一步，所述分隔缝的宽度为8-12cm。

采用上述进一步方案的有益效果是，采用上述宽度的分隔缝后，筏板与主体建筑有效的隔开，筏板的震动绝大多数直接传递至下部褥垫层，极少量的通过具有一定弹簧的z字型钢板及两侧的保温板及弹性材料层向主体建筑传递，隔震减震效果较佳。

进一步，所述z字型钢板由竖直段和位于所述竖直段上下两端的水平段组成，所述竖直段位于所述分隔缝的中部，上端所述水平段通过锚栓与所述安装池相应的池壁顶部固定连接，下端所述水平段通过锚栓与所述筏板的底板固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，由竖直段和其上下端的水平段组成的z字型钢板，在筏板有水平方向的震动位移时，z字形钢板可轻易发生弯曲则不会将较大的力传递至池壁，也即不会将较大的震动能传递至主体建筑。

进一步，所述z字型钢板沿所述筏板的相应侧壁通长设置。

采用上述进一步方案的有益效果是，在分隔缝处对下方的褥垫层的沙进行封闭，防止大型试验设备在运行时因震动作用将褥垫层的中沙由分隔缝向外溢出而减弱隔震减震效果或使阀板倾斜影响试验设备的垂直度，或者使外界的水经分隔缝进入褥垫层中增加砂含水率而影响褥垫层吸收震动能的效果。

进一步，所述筏板与褥垫层之间夹设有一层厚2-3cm的水泥砂浆防水层。

采用上述进一步方案的有益效果是，防止筏板现浇时水大量向下渗入褥垫层而影响褥垫层的减震隔震效果。

进一步，所述保温板与所述安装池的池壁通过建筑胶粘接。

采用上述进一步方案的有益效果是，保温板粘接于池壁，便于随后的z字型钢板的安装。

进一步，所述弹性材料层由沥青或沥青麻丝填充而成。

采用上述进一步方案的有益效果是，沥青或沥青麻丝具有一定弹性且具有较好的防水效果，一方面减弱筏板对池壁的震动作用，另一方面具有较好的防水渗入的效果。

进一步，所述褥垫层采用的中砂的含水率在0.5％以内，所述褥垫层的压实系数在0.95以上。

采用上述进一步方案的有益效果是，经试验证实，褥垫层满足上述要求时，隔震减震的效果最佳。

此外，本发明还提供了一种大型试验设备的隔震减震方法，其包括如下步骤：

s1.在楼板上预设好安装池，所述安装池由楼板上原本的下沉区域构成或者通过在楼板上相应区域新砌筑围成一圈的池壁而成；

s2.在安装池内用中砂压实回填形成褥垫层，在所述褥垫层的上表面中部准备浇筑混凝土筏板的区域抹一层水泥砂浆防水层，水泥砂浆防水层四周与所述安装池的池壁间隔开，待所述水泥砂浆防水层固化后，再在所述池壁内侧粘附一层保温板，然后沿池壁布置一圈z字型钢板，所述z字型钢板的竖直段外侧与所述保温板粘接，所述z字型钢板上端的水平段伸向所述池壁的上端面且设有用于所述池壁上端面固定连接的锚栓，所述z字型钢板下端的水平段预设有用于与待浇筑的所述筏板下表面固定连接的锚栓，在水泥砂浆防水层上设置一圈用于浇筑所述筏板的模板，在模板内浇筑混凝土并养护固化形成所述筏板，拆除模板，随后再在筏板的周围侧壁与z字型钢板的竖直段之间的夹缝内填充弹性材料；

s3.最后，将大型试验设备安装固定于筏板上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

试验机安装在筏板上，由于筏板质量较大可以吸收一部分震动波，再通过筏板将震动传递到褥垫层，由于褥垫层的材质相对松软，可以耗散剩下的大部分震动能。由于整个传递过程在筏板的协调下，是均匀的避免了局部的不均匀变形，保证了设备的垂直度，加上与主体结构脱开(或通过柔性材料隔开)，避免了冲击造成主体结构损伤，保证了安全；隔震减震的主要材料为褥垫层的中砂，为常规建筑材料，经济且耐久性好。

附图说明

图1为本发明提供的一种大型试验设备的隔震减震结构的示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1.楼板；2.池壁；3.褥垫层；4.筏板；5.z字型钢板；6.保温板；7.弹性材料层。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

在本发明的描述中，若用到“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位的术语，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明提供一种大型试验设备的隔震减震结构，其包括设于楼板1上的安装池，所述安装池的周围池壁2为混凝土墙、梁或柱等主体结构的结构构件，所述安装池的池底铺设有用中砂压实回填形成的褥垫层3，所述褥垫层3上压紧有用于安装固定大型试验设备的混凝土筏板4，所述混凝土筏板4的侧壁与所述安装池的池壁2之间设有分隔缝，所述分隔缝内设有连接所述筏板4和所述池壁2的z字型钢板5，所述z字型钢板5与所述池壁2间夹设有保温板6，所述z字型钢板5与所述筏板4侧壁间夹设有弹性材料层7。

需要说明的是，安装池可由楼板上的下沉区构成(类似于卫生间下沉等)，安装池的池壁为建筑的混凝土墙、梁或柱等主体结构的结构构件，安装池可以是在楼板上砌筑形成，砌筑时池壁与楼板可通过锚栓固定。优选的，z字型钢板使用厚度为6-12mm厚的钢板，钢性小，弹性好。

进一步，所述安装池的深度为60-70cm,所述褥垫层3的厚度为25-35cm,所述筏板4的厚度为30-40cm。

进一步，所述分隔缝的宽度为8-12cm。

进一步，所述z字型钢板5由竖直段和位于所述竖直段上下两端的水平段组成，所述竖直段位于所述分隔缝的中部，上端所述水平段通过锚栓与所述安装池相应的池壁2顶部固定连接，下端所述水平段通过锚栓与所述筏板4的底板固定连接。

进一步，所述z字型钢板5沿所述筏板4的相应侧壁通长设置。

进一步，所述筏板4与褥垫层3之间夹设有一层厚2-3cm的水泥砂浆防水层。

需要说明的是，上述的水泥砂浆为1：3水泥砂浆，抹上述砂浆时可在褥垫层上铺设一层0.4mm厚聚乙烯薄膜，防止向下渗水；水泥砂浆硬化后在做筏板现浇前也可在硬化后的水泥砂浆防水层上表面铺设一层聚乙烯薄膜，从而防止现浇筏板时向下渗水。

进一步，所述保温板6与所述安装池的池壁2通过建筑胶粘接。

进一步，所述弹性材料层7由沥青或沥青麻丝填充而成。

进一步，所述褥垫层3采用的中砂的含水率在0.5％以内，所述褥垫层3的压实系数在0.95以上。

此外，本发明还提供了一种大型试验设备的隔震减震方法，其包括如下步骤：

s1.在楼板1上预设好安装池，所述安装池由楼板1上原本的下沉区域构成或者通过在楼板1上相应区域新砌筑围成一圈的池壁2而成；

s2.在安装池内用中砂压实回填形成褥垫层3，在所述褥垫层3的上表面中部准备浇筑混凝土筏板4的区域抹一层水泥砂浆防水层，水泥砂浆防水层四周与所述安装池的池壁2间隔开，待所述水泥砂浆防水层固化后，再在所述池壁2内侧粘附一层保温板6，然后沿池壁2布置一圈z字型钢板5，所述z字型钢板5的竖直段外侧与所述保温板6粘接，所述z字型钢板5上端的水平段伸向所述池壁2的上端面且设有用于所述池壁2上端面固定连接的锚栓，所述z字型钢板5下端的水平段预设有用于与待浇筑的所述筏板4下表面固定连接的锚栓，在水泥砂浆防水层上设置一圈用于浇筑所述筏板4的模板，在模板内浇筑混凝土并养护固化形成所述筏板4，拆除模板，随后再在筏板4的周围侧壁与z字型钢板5的竖直段之间的夹缝内填充弹性材料；

s3.最后，将大型试验设备安装固定于筏板4上。

通过工程实际案例的应用，对大型试验设备隔震减震，本发明提供了上述的新的隔震减震结构及方法：在不改变地下停车场要求的柱网的情况下，在地下室顶板上采用粗砂设置300mm厚褥垫层，然后，再在褥垫层上浇筑400mm厚筏板，筏板与周围主楼结构构件之间设置伸缩缝(100mm宽)，再将大型试验设备安装于筏板之上，经证实，大型试验设备运行时，得到了与直接安装于地面上基本一致的隔震减震效果；需要说明的是，以实际使用验证，由中砂构成的褥垫层的减震隔震效果与其含水率关系极大，当含水率在0.5％以下时较佳，含水率超过上述值则效果变差，因此使用过程中要严格防水。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。