水基或陆基或半浮的房屋及其用途及其可变减震的方法

专利名称：水基或陆基或半浮的房屋及其用途及其可变减震的方法
技术领域：
本案涉及一种水基或陆基或半浮的普通低层房屋及其浮仓，还涉及用于抗天 灾，包括涉及防火的房屋，涉及防洪及防泥石流的房屋,涉及有蓄水池抗旱的房屋， 涉及防全球变暖的水空调房屋，涉及移位的房屋，尤其是减震的普通低层房屋。水 基或陆基的区别在于房屋的重量是由水面还是地面接触而承重，两者都有则是半
浮，两者兼有还可取其侧重，房屋在陆地的水池中漂浮也是水基;这里漂浮的房 屋可以是浮体但不是船，是由于这里的房屋除能漂浮外,即无船桨,也无流线型船 形,也无中转及运输物资的功能。所诉普通低层房屋能漂浮，即包含轻质房屋更能 漂浮。
背景技术：
几千年来人类的文明几乎淹没在天灾人祸的历史中，除生物灾害外，天灾主要 包括洪水.旱灾.火山喷发.火灾.地震.全球变暖.海啸.暴风，冰雹.冰雪.滑坡.泥石流 等等;即使在科技高度发达的今天，一年四季抗灾都应接不暇，我发现天灾人祸都 涉及房屋的使用性能。
在此重点说抗震为主，引用相关信息,地球上每年发生一次8级地震，20世纪 以来，中国共发生6级以上地震近800次，上世纪，全球地震死亡人数的一半，都发 生在中国，中国是一个震灾严重的国家。
现在采用橡胶减震器在9度地震烈度可衰减60%地震威力，而在地震断裂带 上的背景地震烈度很高，11度地震烈度意味着可发生1米的地震波幅，也就是减 震缓冲行程要求达到0.5米以上，除非房屋浮在水面上才有这种缓冲行程抗震， 因而抗极限地震一直是抗震的禁区，而我们即要爱护生命,也要爱护家园，本案的 理想是一劳永逸地解决低层房屋的减震问题。目前地震预报是世界难题，但是没 人说低层房屋减震是世界难题，现实趋势要求抗极限地震总有挑战的开始，地震 留下废墟也考验人们的智慧，遗憾的是,农村及山区抗震的经济条件差，应当因地 制宜地利用本地资源进行抗震。
在专利申请92113228.x为《半潜式构筑体》中，已知现有建于水中半浮的
3房屋是将房屋内部空间作为浮体，其房屋的主体在水中，其房屋下部稳固地坐落 于水底,房屋上部露于水面,目的是利用水中空间建房。相反房屋的主体在水面上 就该称为半浮式构筑体。
已知专利申请200320110565.2为《一种水陆两用住宅》中，已知其水陆两 用房屋的底部有轮子而可移动,房屋内部空间可作为浮体，以防水灾。
已知热带雨林中的木结构房屋常固定建于竖立的木地桩上主要是防潮，现 实表明木地桩因柔韧性及水平弹性而有减震性能，。
在中国专利申请97180725. 6为<〈平面效应滑行浮体》中,说明了一种气垫 船，根据图纸清楚反映了在船体底部有一个下开口能与水面密封空气的浮仓,尽管 未要求浮仓保护，但一个有下开口空气浮仓的水面浮体已经存在了。
已知老式气焊的电石气体发生装置，就是一个下开口气体的桶状浮仓垂直置 于大水桶中，电石水解而产生的乙炔气体将桶状浮仓浮起，并受重力而产生气压 供气焊使用；因而一个下开口有气体的浮仓是公有技术,其下开口空气浮仓的创 新技术在于用途的内含意义。
我们知道大地震中固定建于竖立的木地桩上的房屋也易损坏。
我们知道采用浮在水面的房屋或船不怕地震，但还需解决大量技术问题，一 方面由于没有相关的技术安全措施，当水面的房屋意外倾斜或下沉时将威胁人员 安全，比如说单层房屋的减震下沉行程为0. 6米，房屋外部吃水深度为1米，则房 屋意外下沉时室内水深将为1.6米而威胁儿童安全,两层房屋就更不用说了。另 一方面将普通永久性低层房屋浮于水面上的重量较大,经济成本也大，故实际中 将普通低层房屋用于水面上减震是很难运用的。困难还在于,以年度衡量活水或 死水或普通水体是变化的，尤其是在地震中更不能确保水体的可靠状态。还在于 房屋的平衡同样重要。因而水面减震的房屋不同于其他技术，必须将涉及的难题 同时解决才有意义,而不仅仅将房屋浮于水面上就够了。

发明内容
本发明为一种水基或陆基或半浮的低层房屋及其用途及其可变减震的方法。 根据抗震先抗强的原则，本发明总的目的是提供一种用水土木实现普通的房屋成 为减震机器，顺便实现抗天灾的房屋，而抗人祸谁都可以能抗。
是首次以经济又实用的普通低层房屋破除超大地震危害的方案;并且为实现 减震房屋经济利用的最大化，其房屋还兼备防全球变暖的水空调功能，房屋也有 灭火功能,也有蓄水池抗旱功能，还有防洪及防泥石流功能,房屋也有移位功能，本案的重点是房屋的可变减震功能。
通过各方面资料还表明,现有水中的房屋不考虑基脚及地桩的支承作用，尤其 是地桩最多固定支承于房屋下。到目前为止还没有出现将下开口有空气的浮仓用 于房屋在水面飘浮，也没有出现将房屋的基脚与地板作为下开口的浮仓，也没有 出现将房屋的地桩以可滑动支撑于下开口的浮仓中。所诉浮仓自身有不透水也不 透气。
一方面在高地震烈度的地震中我发现，在普通地基上坚固的低层房屋产生 下陷而未垮,其沉降减震效应可用于抗震环节中，进而房屋产生下陷可用水的浮力
复位而修复地基;为降低普通永久性陆基低层房屋通过沉降减震应对地震的成本: 可采用不成材树木的次品作为防腐的木地桩而活动支承于房屋下解决，其木地 桩需高出地基，并用基脚限定地桩位置，使地桩可滑动缓冲，木地桩的水平及垂 直缓冲减震的柔韧性都好，又经济又实用，俗话说立木如山，防腐的木地桩可用 50年，用水的浮力复位时修复地桩也容易。所诉地桩还涉及采用钢筋混凝土或塑 料或金属材料。上诉房屋的沉降减震方案与已有低层房屋的结构相比，除木地桩 需高出地基，并且基脚作为房屋的后备用支承体外，区别还在于普通地桩必然支承 于基脚下，而本案地桩需活动地支承基脚内侧或支承空心基脚的内部，以便平时基 脚用于限定地桩位置。由于微妙的结构特点，使房屋减震意义相差悬殊较大，在于 以前地震时地桩上固定的悬空房屋因固定而易损坏是正常的,或者地桩活动支承 于悬空房屋的基脚下而不限位则更危险。
另一方面为有效控制普通永久性低层房屋浮于水面上减震的重量.及成本. 及结构强度.及安全性，我发现除将房屋底层的中下部也作为t开口的浮仓外，还 可以将房屋的基脚与地板作为下开口浮仓解决，使浮仓的浮力有沉余;虽然采用 下开口的浮仓房屋的重心不稳定，只要房屋浮仓长宽足够时，房屋重心就有基本 的稳定性，冉借以辅助浮体加强平衡；当水基房屋意外沉于水底时，由于有基脚支 承房屋，房屋意外倾斜或下沉时室内水深深度可以限制在0.7米或0.3米以内， 从而保证人员安全。另外当水体变化而为半浮房屋的减震状态时，浮仓可自然落 在地桩上,水又帮助地桩支承房屋，水又是减震的阻尼剂;进而因水体消失时,基脚 限定在地桩上，避免基脚直接落在水底淤泥上而无法自拔，再由地桩应对地震。
在上诉减震机理的基础上，进而可变减震方法是,当经济的普通永久性低层房 屋实现水基或陆基或半浮的低层房屋的减震状态各自能独立使用及减震的前提 下，进而才能保证房屋的可变减震系统适时应对高地震烈度的方案。当你怀疑有 大地震又等不到地震预报时，可以长期使用半浮或水基的房屋减震状态随时应对9--11度的地震烈度,或者平时可使采用免维护的陆基或半浮的房屋减震状态应 对9度以下地震烈度，在地震预警的季度或年份里再调整为半浮或水基的房屋减 震状态，以便应对高达9一11度的地震烈度的主震,而主震破坏掉水体的时间至少 是与主震的时间相当，即使水体减震系统被地震破坏后，陆基减震系统将自行应 对余震，大地震过后又可以轻松修复水体及地桩。这种多维可变减震系统理论说 来复杂，其实简单又实用。故总结的方案具体如下；
一种水基或陆基或半浮的低层房屋，是以房屋内部空间为浮仓的水基房屋，或者 是由高出地基的地桩支承房屋底部的陆基房屋，或者是水基或陆基共存的半浮房 屋，其特征是，上诉三种房屋都是可独立使用或用于减震的房屋，房屋底层的中 下部为上开口的浮仓构件基础上，可独立于地基之上房屋的基脚及地板也作为下 开口的浮仓构件,下开口的浮仓中有地桩或有水面密封的气体或两者都有。
上诉基本方案具体解释是，作为房屋的下开口的浮仓构件基脚及地板是水 基或陆基或半浮的房屋共同部件，水基或陆基的房屋结构都是可独立或相互结合 为半浮的房屋，以便三种独立的平常使用及其可变使用及减震。三种独立的房屋 结构包括，其一是，作为下开口的浮仓的基脚及地板与水面密封的仓体中有气体 而将水基房屋支撑于水面上；其二是,基脚及地板构成的下开口的浮仓中有(地 震时潜在可沉降)可滑动的地桩而将陆基房屋支撑于地桩上；其三是，作为下开 口的浮仓中有地桩又有水封气而将半浮房屋(活动)支撑于水面上及地桩上，即水 基或陆基共存就是半浮房屋。
上诉基本方案具体的意义其一是，由于将房屋的基脚及地板作为下开口浮仓 构件，以便配合房屋底层的中下部也作为上开口仓体的浮仓构件，使下开口的浮 仓构件减少结构的尺寸及强度需求，或者是保证房屋的浮力余量.及降低房屋的 重量.及结构强度.及材料成本。其二是,三种房屋结构可相互结合等于三种房屋 结构可相互转换,从而便于综合适时选择利用三种房屋结构的优点于一体，而可扬 长避短地平常使用及其减震及用于可变减震的方法。其三由于有基脚支撑房屋, 当水基房屋下沉深度可以限制在1米以内，从而保证人员安全。
根据所有的方案，进一步方案的特征是，所诉房屋的基脚自身也是下开口的 浮仓。以便限定地桩总位于基脚中或墙脚下;使地桩良好支承承重位置，或者充分 利用基脚扩大浮仓容量,作为浮仓的基脚中可以填充塑料泡沬。
除开阔的水面外，根据陆基或半浮的房屋方案,或根据以水基作为陆基或半浮的房屋备用方案,进一步方案的特征是，所诉房屋下的地基是包括粘土层为代表的保水地基。即保水地基是在地基表层有包括粘土.夯土.水泥.泥清.塑料泡沫.
泡沫为材料的保水层,还可以是上诉材料结合的保水层；还可以是有不间断水源补充的情况。
除开阔的水面外，根据陆基或半浮的房屋方案,或根据以水基作为陆基及半浮的房屋备用方案，进一步方案的特征是，所诉的房屋底部与地基之间有碳渣。即碳渣有助于房屋半陆地化，碳渣有助于加大房屋浮力或缺水时的支撑力，以及减震时增加阻尼，以及减少充排水量，以及净化水质。
根据所有的方案，进一步方案的特征是，所诉上开口的浮仓构件的周围与水面相邻位置，是有用于房屋浮力稳定或防水的橡胶泡沫或塑料泡沫。即泡沫作为稳定浮体外，还加大房屋浮力，并稳定房屋的平衡，并防止水直接接触房屋墙壁。
根据所有的方案,进一步方案的特征是，所诉房屋的地板上有加气管及可开启的排气口与下开口浮仓相通。以便通过人工加气使房屋的浮力增加或抬高，局部加气可校正房屋倾斜度，还可观察水位及加水及换水，(加水或)加气抬高房屋进而可维护地基，还可限定高低水位而限定浮力及水压，并可使房屋趋于从陆基-半浮-水基的方向转换。
根据所有的方案，进一步方案的特征是，所诉房屋的地板上有可开启的排气口与仓休下开口的空间相通。以便排气口用于人工(加水或)放气使产生的浮力或房屋高度降低，局部放气可校正房屋倾斜度，并使房屋趋于从水基-半浮-陆基的方向转换。
根据所有的方案，进一步方案的特征是，所诉房屋上部经钢索固定连接房锚或固定连接树或两者都有。以便稳定房屋水平的静态平衡，在房屋减震的动态时缓冲并产生阻尼以稳定房屋水平的动态平衡，广阔的水面时，房屋可以是与稳定锚或与岸边的树都同定连接。
根据所有的方案，进一步方案的特征是，所诉房屋一层为半沉降形式，室外地板上有内斜的减震橡胶支承于二层的屋沿地板下。以便稳定房屋水平的静态平衡，在房屋减震的动态时缓冲并产生阻尼以稳定房屋水平的动态平衡。
根据所有的方案，水基或陆基或半浮的低层房屋的减震及可变减震的方法是，在水基或陆基或半浮的低层房屋可分别独立使用或用于减震的基础上，还可以通过自然或人工加水或放水使水基或陆基或半浮的房屋的状态产生相互转换，或者通过向下开口的浮仓中人工加气或放气使水基或陆基或半浮的低层房屋的状态相互转换,从而兼容又互备地使用或用于减震。即兼容又互备的房屋减震机
构随抗震环境状态改变而可变地使用或用于减震。例如采用4根排水管22可分别限定高中低水位，使房屋可分别限定水基或亚水基或半浮或陆基的使用及可变减震的状态。
根据所有的方案，进一步方案的特征是，所诉的一种水基或陆基或半浮的低层房屋的用途主要包括平常使用功能及减震功能及可变减震功能，或兼备有防全球变暖的水空调功能,或也有灭火功能，或也有蓄水池抗旱功能，或还有防洪及防泥石流功能，或还有房屋移位功能。
上诉各方案中房屋地基的特点是，除泥石流及滑坡地带外，其减震房屋对地质也不挑剔，尤其适于城镇之外的民房。最好为硬岩土地基，房屋集中地方应以陆基或半浮的房屋为常态。当为坚硬地基时,找到或填埋一小片硬土地基是能实现的，其硬地基还可用水基的房屋为常态解决，其坚硬地基有益于水池降低材料成本。对于软地基以增加地桩数量及深度无效时，可选择水源及地形有益于建保水水池的地势用半浮的房屋为常态， 一般应避免将水基的房屋直接建于河中，而应在高于河岸的丰水洼地中,除非需迁移才建于河中;通常应在有落差的溪流边或高于河水的溪流边建水池，如此进排水都方便。沼泽地或湖水中可直接建水基或半浮为常态的房屋。盐碱地或人造盐碱水池中就更适于增大房屋的浮力。因而其减震房屋基本不受地质限制，地质的背景地震烈度越高，越能体现其使用价值。
上诉各房屋方案在陆地上的实用意义是，当地震无迹象的年份,房屋以陆基或半浮为常年状态应对8度以下地震烈度，以便适于对房屋性能陌生者使用；当地震有活跃迹象的年份，房屋以半浮状态应对9度地震烈度；当地震预警的季度，房屋以水基状态应对11度地震烈度。还在于，震后因地基或地桩下陷而需复位时，加水及加气使房屋上浮，并人工套接地桩使房屋恢复高度或平衡基础,使房屋恢复良好的使用及可变减震功能。
上诉各方案在水面上的实用意义是,房屋以水基或半浮为常年状态使用，并随时应对11度地震烈度及房屋随水位迁址；当房屋下缺水时段，房屋以半浮或陆基状态使用,并随时应对8-9度地震烈度及风浪影响。震后因地基或地桩下陷而需复位时要比陆地上方便。
上诉各方案中房屋重量的上限参照是，房屋以1到3层为主，下开口的浮仓用薄型高强度钢筋混凝土现浇的结构，钢筋混凝土的地板和基脚要够结实，房屋本体可用钢筋混凝土的框架结构，框架截面虽小,但分布均匀且较密，底层可相对矮，底层的外墙采用轻质又防水而结实的材料，2层以上时底层的内部隔墙采用一般轻质材料且都隔为小间，上层为大间，上层墙体均采用轻质而结实的材料,上层多用大窗户，楼梯及走廊为木质一类轻质材料，并省去阳台。其它重量能减就减。在上诉房屋重量的基础上，采用其他类型材料房屋的重量以上诉房屋重量为上限，而只能兼容更轻质而高强度的材料，上诉各方案中房屋重量参照表明了一种常规的永久房屋可浮在水面上。二层的上层还可以是木结构或竹木结构，也可以是轻质板房，也可以是轻质彩钢结构。当然现有技术中也有代替钢筋混凝土的轻质材料，比如轻质高强度纤纬混凝土或塑料以至铝合金等。如建三楼则造价会显著增高。随着科技的发展，产生取代混凝土,的轻质材料一定会出现。
基脚的有益效果是,利用房屋的基脚及地板作为下开口的浮仓构件以低吃水线漂浮的基础上有效减轻房屋浮仓的重量.及加强结构强度.及降低成本，并用于
以便减震;并且房屋下开口的浮仓构件便于以加排水或加排气改变房屋的使用及减震状态,及便于地基或地桩维修；又利用房屋的基脚及地板为地桩的支承及限位构件；其房屋的基脚及地板为下开口的浮仓构件被证明为水基或陆基或半浮的低层房屋及其可变使用及减震的共同部件。
地桩的有益效果是，在利用髙出地面的地桩支承房屋的基础上，避免房屋直接落在水底时基脚因陷入淤泥而无法自拔；地桩又作为水平滑动减震及沉降减震构件。
水基的低层房屋的的有益效果是由于有基脚经浮仓支撑房屋，当水基房屋倾斜或下沉深度可以限制在0. 7米或0.3米以内,从而保证浮体意外倾斜或下沉时人员的安全。
水基或陆基或半浮的低层房屋的可变减震的方法的有益效果是，还在于，兼容又互备的房屋减震机构随抗震环境状态改变而可变地使用或用于减震;是在保证房屋随时有一般减震能力以及有抗极限地震能力的基础上，可方便使用人根据需要自由选择减震模式,从而消除不懂减震机器的维护或维护量的障碍，也消除对水基的减震房屋使用习惯的障碍,又保证可靠应对不同地震烈度的需要。并且房屋所抗天灾的用途还兼备有防全球变暖的水空调功能，也有灭火功能，也有蓄水池抗旱功能，还有防洪及防泥石流功能,还有房屋移位功能。


图l.水基房屋的结构2.水面上房屋的结构3.陆基房屋的结构4.陆地上房屋的结构5.陆地上三层房屋半浮的结构6.陆地上三层房屋浮态的结构7.自稳定房屋俯视的平面结构图
附图标记
房屋1 地板2 基脚(浮仓)3
钢索6 低压气室(浮仓)7保水地基8水面11 排气口 12 (木)地桩13
高压气室(浮仓)16 限压加气管17(4)
(车外胎)减震橡胶21 排水管22 雨水管23 阀门24
支柱30 房沿地板31 加强筋35
加气管4水体9房锚14
室外地板18
塑料泡沫5稳定锚10钢索卡15碳渣19大树25
具体实施例一
基本的实施例是,为解决一座普通房屋能以较轻的重量用水的浮力有效浮于水面上的问题，以及当水面的房屋意外倾斜或下沉时将威胁人员安全的问题，采用房屋的基脚及地板也作为下开口的浮仓构件的方案解决。也能保证在没水或缺水时房屋又可直接落在水底，以便保证正常使用或用于减震。
如图1为水基房屋的结构图所示，水中的房屋1还包括地板2.基脚3组成，当然基脚3对应墙脚为连续的口或田形，以便基脚3对应墙脚而承重;故采用水基房屋独立的方案是，是在以房屋内部空间为浮仓的水基房屋的基础上，可独立于地基8之上房屋的基脚3及地板2也作为下开口的浮仓7构件，作为下开口的浮仓7与水面11密封的仓体中有气体而将水基房屋支撑于水面上；在图1中，即使房屋底层的吃水线相对低而未淹没房屋底面上开口的浮仓高度,但出于安全第一，房屋底面的浮仓可作为备用,房屋底层的中下部为上开UI的浮仓构件也是衡量房屋自身稳定性和安全性的重要标准。为保证人员安全，例如单层房屋的下开口的浮仓7吃水深度为0. 9米，单层房屋上开口的浮仓外部吃水深度为0. 1米，房屋减震下沉行程为0. 5米，则房屋意外下沉时室内水深将为0. 6米,0. 6米水深对于知事的儿童来说是安全的。当然对于有婴儿时，可移动房屋(或加长地桩)，使房屋减震下沉行程变为0. 2米，则房屋意外下沉时室内水深将为O. 3米，0. 3米对于婴儿也是安全的。
当然地板2及基脚3也应作轻质化处理，基脚3可为空心的钢筋混凝土材料.
10纤维玻钢.塑料.金属.高强度轻质纤维混凝土等,同时地板2也可采用上诉材料， 地板2由于承受的平均压力，而与房屋的墙脚受力集中不相匹配,因而钢筋混凝土 的地板2要比平常地板承受的剪力大得多，成为承压的构造地板2。当房屋完全 在水上时，为使房屋平衡，要求房屋的浮体较宽以使房屋自平衡。为使房屋平衡， 还有办法是，使水上房屋的基脚3在浅水区而较接近水底，也可为半浮状态的房屋， 如此即使有风浪也无影响,进而可用于减震。当无水时地面上基脚3又直接支撑 房屋，因而其基脚具有水陆两用性。本例是独立性的水基房屋以水基为主的特点。 水基房屋的具体减震性能就免谈了 。
在上诉基本的实施例的基础上，进而另一实施是，为加强水基房屋的平衡及辅 助功能,还在图1中,水中的水基房屋配备完整的构成还可分别有或都有塑料泡沫 5.加气管4.排气口 12.稳定锚10。
具体是，房屋上开口的浮仓构件的周围与水面相邻位置，尤其是外延的地板2 上下,有用房屋于浮体稳定或防水的橡胶泡沫5或塑料泡沫5;即泡沫5还加大房 屋在外围的浮力及稳定，使房屋倾斜时纠正倾斜的浮力占上风,其原理与船的稳定 性一致，以稳定房屋的平衡，也防止水直接接触房屋墙壁。房屋上部还可经钢索6 与房锚14固定连接。以便加强房屋水平的静态平衡，水下的水坑中房锚14在房 屋动态时产生阻尼以稳定房屋水平的动态平衡，广阔的水面时，房屋可以是与稳 定锚10或与岸边的树都可固定连接,房锚14可为石头或混凝土制成。房屋的地 板2上还可有加气管4及可开启的排气口 12与下开口浮仓7的空间相通，加气管 4里面的水位与外部水体9的水位等高,可经加气管4压入空气，使房屋的浮力增 加或抬高房屋，浮仓7可设分隔浮仓，经分隔浮仓7的局部加气可校正房屋倾斜 度，加气管4还可观察水位，加气可抬高房屋进而可维护地基，还用于限定密封空 气的容积，并使房屋可趋于从陆基-半浮-水基的方向转换。排气口 12用于人工放 气使房屋浮力或高度降低，经分隔浮仓7的局部放气也可方便校正房屋倾斜度， 并使房屋可趋于从水基-半浮-陆基的方向转换。排气口 12的作用还可用于防火。
在上诉各种实施例的基础上，为避免减震房屋直接落在水底时，基脚3因陷 入淤泥而无法自拔,进而另一实施是,还在图1中，为使水中的房屋作为水基或陆 基或半浮的房屋的完整配置，还需包括画成虚线的木地桩13，虚线木地桩13可 预设于水底而高出地基8,当水体9大幅度下降时，房屋又可直接落在木地桩13上， 成为半浮或陆基的房屋，避免房屋直接落在水底而无法自拔；当水基房屋下因缺水而为陆基或半浮的房屋时，其使用及减震的优点还在于，遇地震时，基脚3限定 浮仓下的木地桩13可以在水平方向滑动，还因地震时木地桩13下陷而减震。还 可知当半浮的房屋作水平方向的运动为滑动而减震时，由于有水的阻尼,故半浮 的房屋减震能力好于陆基的房屋。当水面升高时房屋浮起，浮动的房屋还可方便 迁址，震后下陷的地桩13可套接加长而被修复。通常房屋可处于半浮状态以稳 定应对各种环境变化。因而这一施例说明半浮或陆基状态的房屋可为水基房屋的 后备状态，即能可变使用及应对地震。当水位不变时,还可从排气口 12人工放气使 房屋浮力减小及高度降低，水基的房屋也可成为半浮的房屋。相反水位上升或从 加气管4人工加气使房屋浮力增大及高度升高，半浮的房屋又可成为水基的房 屋。有关沉降及滑动减震的性能与下一实施例进一部说明。
在上诉的各种实施例的基础上,为保证一座普通两层房屋的重量能以水的浮 力良好地浮于水面上的问题，如图2为水面上房屋的结构图所示，采用使房屋底 层的中下部也作为上开口仓体的浮仓构件的基础上，由于充分利用基脚3扩展浮 力空间，以配合下开口的浮仓构件减少结构的尺寸及强度需求，以便降低房屋使 用或用于减震的重量.及材料成本及加强结构强度的目的；当然房屋的重心降低 及浮力增大都有助于减震性能。因此就不需将下开口的基脚3做得很LC。
为充分利用基脚扩展浮力空间,房屋的基脚3可从图1中的空心基脚3演变 为图2中下开口的基脚3，使下开口的基脚3也作为高压的浮仓16而水平向外延 伸，并使可滑动的地桩13支承于基脚3内以良好地支承房屋重量，其基脚3还使 地桩13良好地限位，高压浮仓16的浮力足而可加强房屋的稳定性，原地板2下 的浮仓7就为低压气室7，高压气室16是因在维护时通常可保持气压而得名，故 作为浮仓的高压气室16中底部可以填充部分塑料泡沫;相映低压气室7通常是在 水基或陆基或半浮的房屋之间转换气压而得名，为限定低压气室7的安全气压， 将低压气室7的限压加气管17的下开口位于需限压的水位11即可。
除减震的水基房屋外,陆基或半浮时的房屋平时由于地桩13只承受房屋静压 而保持原来的高度，减震时由于房屋受加重力而下降直到基脚3落于软地基上也 减震,也包括在水平方向的滑动减震。陆基或半浮的房屋减震时由于离地沉降高 度有P艮，即使房屋倾斜也不危险。进而还可将房屋上部经便稳定锚IO稳定房屋水 平的静态平衡，当地震使房屋动态时，稳定锚10产生阻尼以稳定房屋水平的动态 平衡。
对于保证人员安全，例如双层房屋的下开口的浮仓7吃水深度为1. 3米，双层房屋外部吃水深度为0. 2米，房屋减震下沉行程为0. 5米，则房屋意外下沉时室 内水深将为0.7米，0.7米水深对于知事的儿童来说是安全的。当然对于有婴儿 时，应将房屋在浅水区转换为半浮状态，或加长基脚，则房屋意外进水深度为0. 3米, 而对婴儿也是安全的。
在上诉的各种实施例的基础上，进而演变另一实施例是，还在图2为水面上 房屋的结构图中，水体9除江河湖海及溪流外，水体9还可以是水池，鱼池，堰塘， 水坑一类的保水地基8。即房屋作为水基或陆基或半浮的房屋的完整配置其意义 在于,可以通过改变水位使房屋升高或降低，并可使房屋在水基或半浮或陆基的 房屋状态之间转换。还在于房屋可为水基或陆基或半浮状态，故当有洪水时，只要 控制得当房屋自然又防洪。比如洪水来时，应将浮仓的水放干，或将房屋调整为稳 定的浮态，用钢缆将房屋固定好;当房屋可能将处于洪峰中前，还应计划好利用洪 水将房屋迁移到另一个保水地基中。在平时房屋要是近距离搬迁而移位，侧需要 开辟保水池通道即可，尤其是在河边的房屋远程移位功能更易实现。当遇到泥石 流时,由于泥石流的浮力大于水的浮力，故房屋能浮于水面上就能浮于泥石流上， 直到泥石流脱水为止，又可以水浮态移位而恢复原貌，即房屋有防泥石流功能。
具体实施例二
在上诉具体实施例一的各种实施例的基础上,进而为另一实施例是，当水基 或半浮的房屋因水体缺失时，房屋的下开口的浮仓直接落于地桩上而等效为陆 基的房屋，陆基的房屋在平地上也可独立使用及减震。进而如图3为陆基房屋的 结构图所示，陆基的房屋独立的方案是,由高出地基8的地桩13支撑的陆基房屋， 其特征是，房屋底层的中下部为上开口的浮仓构件基础上，可独立于地基8之上房 屋的基脚3及地板2也作为下开口的浮仓7构件,基脚3及地板2构成的下开口 的浮仓7中有(地震时潜在可沉降)可滑动的地桩13而将陆基房屋支撑于地桩 上。陆基的房屋平时由于地桩13只承受房屋静压而保持原来的高度，限定于下开 口的浮仓7中的木地桩13可以在水平方向滑动，地震时还可以沉降，以便使用及 减震。当房屋在减震中下沉时，由于离地沉降高度有限，即使房屋倾斜也不危险。 进而基脚3本身也作为下开口的浮仓16构件，可滑动的地桩13支撑于下开 口的浮仓16中。
需要特别说明的是,上诉陆基的房屋独立方案含义的实质是,下开口的浮仓 是有其部件,而浮仓的浮力功能是次要的，这里下开口浮仓的实质功能是支撑传递部件，浮仓也是地桩活动支撑的限位部件。即在无水的陆基的房屋条件下，基脚及 地板构成的下开口浮仓在陆基房屋的独立方案中可以暂时忽略浮力的功能。
在上诉的实施例的基础上，进一步的另一实施例是，为使低层房屋更适于在 陆地上使用,陆地上的房屋可以陆基为主，而以水基或半浮的房屋为备用的配置，
在图3中，陆基房屋配备完整的构成还可分别有或都有保水地基8(无水).碳渣19. 加气管4.限压加气管17.排气口 12.塑料泡沬5.稳定锚10。
具体是,在陆基房屋底部与地基8之间有碳渣19,碳渣19有助于房屋半陆地 化，碳渣19有助于加大房屋浮力或缺水时的支撑力，以及减震时增加阻尼，以及减 少充排水量，以及净化水质，并还可平整室外地坪的作用。陆基房屋可处于无水的 保水地基8中，保水地基8最典型的是采用粘土层即可。可将稳定锚10松弛的 钢索6绕于钢索卡15上。备用的加气管4.限压加气管17.加气管17.排气口 12. 塑料泡沫5的作用与前诉相同。本实施例是可以是没有水的陆基房屋，其目的是 可以免维护，具体使用时， 一种是就此作为陆基房屋长期使用，当地震后以便于 用水浮起房屋而修复地桩,然后恢复陆基房屋状态。另一种是等待地震预警时放 开绕于钢索卡15上的钢索6,用水浮起房屋，以可变地运用水基或半浮的低层房 屋应对大地震，房屋各种状态减震相关性能已作说明部分就不重复了。
需要特别说明的是，这一陆基的房屋独立方案含义的实质是，下开口的浮仓 是有其部件，而浮仓是备用的，因而浮仓的浮力功能也可是次要的。
具体实施例三
在前诉具体实施例一或例二中所诉陆地上的--种陆基房屋的基础上，为使水 基或半浮或陆基的低层房屋更适于在陆地上使用，进而陆地上的房屋作为水基 或陆基或半浮的房屋的完整配置，如图4为陆地上房屋的结构图所示，可为一层 或两层房屋正处于水基房屋的状态，第一层房屋可用较坚固材料修建,第二层以 轻质材料为主，保水地基8中加满了水，在保水地基8的高处有排水管22,以排水 管22限定水位上限，高压气室16(浮仓)及低压气室7(浮仓)中充满了空气，低压气 室7由于限压加气管17的限压而气压有限，房屋正浮于水面上，浮仓相对地桩 13悬空,在房屋底部与地基之间有碳渣19，碳渣有助于房屋半陆地化，碳渣有助于 加大房屋浮力,或缺水时的支撑力,以及减少充排水量,以及净化水质,以及减震时 增加阻尼效果。当保水地基8中碳渣19足够时，水只是填满了碳渣19的缝隙， 也就是说房屋即是浮于水面上，也支撑于碳渣19上的半浮状态，以至于碳渣19上还可站人，但多数情况下房屋实际是浮于水面上的，当人为添加碳渣19时，必然碳 渣19上可站人。因而确定水基或陆基或半浮的低层房屋的任一状态不能看是在 陆地上或在水面上的表面现象，是以房屋的重量是地桩或碳渣支撑还是水体支撑 为准，如只有极少的水，则为陆基房屋状态。在农村保水地基8可以为开放形式, 可养上泥鰍.小鱼.莲藕.水葫芦等,以生物自然进化水质，还可加围栏，如此可节约材 料,也可与小溪相通。
本例主要也是以钢索辅助加强稳定性的事例，为加强房屋的稳定性，在房屋 的上部加强的构造柱上引出钢索6与房屋周围足够的阴凉大树25固定连接，大 树25再以钢索6固定于地上，还可以同时悬挂房锚14，其连接要足够结实,以便稳 定房屋水平的静态平衡，在房屋减震的动态时缓冲并产生阻尼以稳定房屋水平的 动态平衡,图示这种连接方式的柔性很大,大地震时不会直接将大树或房屋拉倒。 如此，转换房屋状态时就不用管水平固定的钢索6 了，并且随时都可转换房屋的状 态。地震时由于大树及房锚14都是柔性的，都要消耗房屋在水平方向的运动能 量，同时又保证了房屋的水平稳定。本例图示的陆地上的房屋中采用了前诉的各 种完整配置,并可根据具体的水基或陆基或半浮的低层房屋的可变使用及减震的 方法进行操作。
由于农村的经济能力极为有限，简单的办法是，第一层有4大间已够简单居住 了，双层时为暂时抵消房屋高出的造价，第二层可暂时只修框架，再用简单的材料 遮蔽一下也可用，如此由于房屋重心低，连钢索也暂时不用设而节省了，如此减负 的前提下，用陆基或半浮或水基的房屋可变状态就可轻松应对9-11度地震烈度， 而且维护量也小。若干年以后有条件时再以轻质材料修全而无负面影响。
由于农村的经济条件很有限，另一办法是，由于两层容量为八间大房，故房屋 直接修完,两家人暂时合住，重物另作存放，如此可暂时节省房屋整体造价的50%。
本方案的优点包括房屋重量轻,结构强度高.浮力足，钢索同定而房屋稳定好, 房屋状态转换方便，维护量小而方便，安全性好;只抗8-9度地震烈度的陆基时可 免维护;可变抗震能力为9~11度地震烈度；震后维修方便，坚固而永久使用且环 境舒适；是人类以适中的造价及合理的结构第一次能够可靠破除超大地震对低 层房屋的危害。
具体实施例四
在前诉陆地上的房屋实施例的基础上，进而另一实施例是，为使一种水基或 陆基或半浮的低层房屋在陆地上的稳定性加强,以充分利用房屋的使用承载能力,
15以及抗震稳定性更可靠,可采用减震橡胶代替房锚;本例主要是以减震橡胶加强稳 定性的实例。如图5为陆地上两到三层房屋半浮的结构图所示，由于房屋一层为 半沉降形式，原来二层的阳台变成了屋沿地板31，室外地板18上有内斜的减震 橡胶21支承于二层的房沿地板31下，以便稳定房屋水平的静态平衡，在房屋减震 的动态时缓冲并产生阻尼以稳定房屋水平的动态平衡。进而为使室外地板18较 稳固，室外地板18的地基下面还应以一定数量的支柱30加固。进而房屋还适于 减震橡胶21有部分承重余量。
一方面由于房屋一层为水中的半沉降形式，房沿地板31下无须塞满减震橡胶， 一层有一半的空间可用于底层直接采光及通风，并且冬暖夏凉作为空调用。在夏 天要觉得不够凉快,就可以将地板2上的排气口 12打开，放出浮仓中的空气后，再 关闭排气口 12,使池水充分接触室内地板2,低水温间接使地板2降温,水因蒸发而 产生冷量，水还从地基8中吸收冷量,而实现标准环保又无功耗的冷空调作用。此 时房屋处于半浮减震状态。由于无功耗又无污染,因而相对普通空调是有可防全 球变暖的功能。
减震橡胶21最好是阻尼类橡胶或橡胶减震器或橡胶减震板，还可以是装满橡 胶的车的废外胎,车外胎中最好有阻尼类橡胶。各种减震橡胶应加强防水.防油. 防晒.防化学腐蚀的技术措施，当减震橡胶21变质时更换很方便。另一方面由于房 屋一般比图5中所示明显宽,在减震橡胶21辅助支撑下，房屋几乎没有被地震摇 垮的可能,其楼层上应采用轻质材料,或者三层的房间少。还在于底层少半将位于 水面下,因吃水线较高,墙体水压大，为给减震留出余量，故底层可为剪力墙，或以足 够减震橡胶承受1/3的房屋重量,地震时还要承受几倍的冲击，由于减震的动态幅 度被压縮,进而使减震能力打折扣。
在图5中，由于房屋很重，为使房屋平时受力均匀，可使房屋保持半浮的状态, 在保水地基8的高处有排水管22限定水位，一般可用多根不同卨度的排水管22 限定不同的水位，也就可长期控制水基或陆基或半浮的低层房屋的状态。在图6 中,采用3-4根排水管22可分别限定高中低水位,使房屋可分别限定于水基或亚 水基或半浮或陆基的使用及减震的状态。加气管4(17)及排气口 12主要在维护中 使用。为充分利用雨水资源自然加水，还可在屋顶设雨水管23将雨水引入保水 地基8中,还可有阀门24控制，以便尽可能使池水替换，避免死水变质，也利用雨水 调节浮力，雨水对于缺水地区很重要,即使排出的废水也可用于农田应急浇灌，故 可将保水地基的蓄水池作大一点，就有了蓄水池抗旱功能。
图6中为陆地上三层房屋浮态的结构图，现在结合图5及图6中水位的状态，说明水基或陆基或半浮的低层房屋应对减震的转换过程，以说明兼容又互备的
房屋减震机构随抗震环境状态改变而可变使用或可变减震的特点。在图5中，当 保水地基8中无水或缺水时，房屋的基脚3落在地桩13上，为避免减震橡胶21 被压死，只安放了部分减震橡胶21,如没有迹象怀疑会地震，可以长期保持这种 无水的陆基状态，如不准备蓄水，就将最地处的排水管22打开，也就不用维护，此 时房屋可用于抗8-9度地震烈度，当地震局说这段时间地震几率比标准值大了 几倍，或地层活动频率绝对值超正常，或附近有爆破作业,或有小行星撞击预告，或 核战争危机，或地球的相关异常迹象，比如发生了异常冰灾，异常高温，异常地磁及 天光，远地海啸及地震及火山频发，地下水变异,动物异常,这时不管是否会地震， 就将排水管22关闭，以水灌入保水地基8中，添加减震橡胶21，限定水位为较高水 位，房屋浮起一点，使房屋处于亚水基状态，此时房屋可用于抗10度地震烈度； 此后再有临震预报,就将水补满而房屋不飘不斜即可，与图6中一致，使房屋处于 水基状态，此时房屋可用于抗11度地震烈度,如房屋倾斜的则用加气管4(17)或 排气口 12进行校正。当过一个月或一季度其危险解除后，可再加水将房屋浮起， 取出部分减震橡胶，以便减震橡胶21受压小而保持良好的弹性，再使水位保持 在中等水位，此时房屋限定于半浮状态。 一年后如感觉良好，保水地基8中的水自 己都干了，也不用维护了。如果房主有精力，可使房屋保持在亚水基状态,可长期应 对10度地震烈度。当房屋限定于水基状态，万一发生11度地震烈度，即使水体减 震系统被地震破坏后，陆基减震系统将自行应对余震,大地震过后又可以轻松修 复水体及地桩。
为使房屋下的浮仓浮力均匀而容易人工校正平衡，也便于找到浮仓漏气时的 区域，简单的办法是，将房屋底部的浮仓的4个方向至少分隔为4个独立的浮仓， 即每个房间下为独立的口形或回形浮仓,还可在保留人工调整平衡功能的基础上， 将多个浮仓以通气管相通,以减少加气管及排气口的数量，校正时向房屋下沉一侧 浮仓的加气管4(17)充气，使这一侧浮仓的空气压力增加而抬升，以使房屋平衡。另 一办法是，在房屋抬高一侧的浮仓处短暂松开排气口 12,放出部分空气，使房屋抬 高一侧因这一侧浮仓的空气压力减少而降低，以使房屋平衡。房屋内部详细的布 局有利于维护，由于篇幅有限,其房内布局将另行说明。
排气口 12的作用还在于，因水火不相容而可用水灾灭火灾，低层房屋一层防 火是重点，例如当火灾发生而无法控制时，以人工或电控打开排气口 12，排气口 12中排出浮仓内的压縮空气先对室内进行排烟，再喷出池水灭火。由于三层房屋 的下开口的浮仓7吃水深度为1. 4米，房屋外部吃水深度为1. 2米，碳渣19填充
17体容积率占60%,浮仓内等效充气率占70%,房屋减震下沉行程为0. 8米,屋内面积 是室外水池面积的10倍，则房屋内的地面将铺上约0.3米的水,至少房屋一层地面 的火势在一分钟内得以迅速控制，进而可将就房中的水将高处的火以人工扑灭， 0.3米的水不会象火灾造成的损失大，又不会淹没家用电器，而且0.3米的水位对 于儿童及婴儿都是安全的。当灭火之后，再将水池的排水管22打开,房屋中的水将 全部自动流出，之后再关闭排气口 12,又可加水将房屋自动浮起,全过程老幼均可 操作，因而房屋一层极适于存放怕火而不怕水的易燃的材料。
房屋可每5年可转换观察一次减震状态是否良好，每10年可检查一次水池及 浮仓结构是否良好,每15年可考虑水池是否需要清淤，每25年时需专业检验一次, 即使地震预报涉及不准确,地震局总该测出点地震几率的区别来参考，如没有地 震危险，房屋自然就免维护。
本方案由于采用减震橡胶作辅助支承，使房屋的稳定性加强，承载能力提高， 以及抗震更可靠。可用于城镇的房屋，二层时相对造价适用于乡镇的房屋。
由于需钢筋混凝土的浮仓取代砖混材料地基的造价，其次房屋应是(现浇)框 架结构，再其次保水地基8应利用本地资源，使本案房屋造价相对高。但说回来 物有所值，本案不是普通的减震方案，它是可变房屋,也是较理想的可变减震机器， 有水空调功能，也有灭火功能，也有蓄水池抗旱功能,还有防洪及防泥石流功能， 房屋移位也方便。本方案是代表性实施例。
具体实施例五
为应对11度地震烈度，要求房屋获得自身完全的漂浮稳定性，本例主要是以 辅助浮体加强稳定性的事例。进而另一实施例是，如图5为自稳定房屋俯视的平 面结构图所示,房屋一层为半沉降形式，方形房屋1底层的地板2为圆形，基脚仍 在墙脚下，房屋外围有加强筋35加强的外延地板2，上开口的浮仓构件的外延地 板2的上下有固定的塑料泡沫5作为浮体，在房屋一层上的外围四角延伸出房沿 地板31,室外地板上的减震橡胶21支承房沿地板31。塑料泡沫5作为稳定性浮 体稳定房屋，减震橡胶21作为缓冲支承体辅助稳定房屋,在减震中两套稳定装置 共同稳定房屋的动静平衡。由于塑料泡沫5较多,故可在塑料泡沫5上覆盖保护 层。也可以在地板2上的外围以轻质混凝土材料做成固定的船舷，船舷上固定塑 料泡沫5将水隔离在地板外围，塑料泡沫上覆盖保护层。
本方案由于房屋有自身完全的漂浮稳定性，在11度地震烈度发生时，即使减 震橡胶21的支承失效，房屋自身仍有足够抗震稳定性。
权利要求
1. 一种水基或陆基或半浮的低层房屋，是以房屋内部空间为浮仓的水基房屋，或者是由高出地基的地桩支承房屋底部的陆基房屋，或者是水基或陆基共存的半浮房屋，其特征是，上诉三种房屋都是可独立使用或用于减震的房屋，房屋底层的中下部为上开口的浮仓构件基础上，可独立于地基之上房屋的基脚及地板也作为下开口的浮仓构件，下开口的浮仓中有地桩或有水面密封的气体或两者都有。
2. 根据权利要求l，所诉的一种水基或陆基或半浮的低层房屋，其特征是，所诉房屋的基 脚自身也是下开口的浮仓。
3. 根据权利要求2,所诉的一种水基或陆基或半浮的低层房屋，其特征是，所诉房屋下的 地基是包括粘土层为代表的保水地基。
4. 根据权利要求3，所诉的一种水基或陆基或半浮的低层房屋，其特征是，所诉的地基与 房屋底部之间有碳渣。
5. 根据权利要求1至4中任一项,，所诉的一种水基或陆基或半浮的低层房屋，其特征是， 所诉上开口的浮仓构件的周围与水面相邻位置，是有用于房屋浮力稳定或防水的橡胶泡沬 或塑料泡沫。
6. 根据权利要求1至4中任一项，所诉的一种水基或陆基或半浮的低层房屋，其特征是， 所诉房屋的地板上有加气管及可开启的排气口与下开口浮仓相通。
7. 根据权利要求1至4中任一项,所诉的一种水基或陆基或半浮的低层房屋，其特征是， 所诉房屋一层为半沉降形式,室外地板上有内斜的减震橡胶支承于二层的屋沿地板下。
8. 根据权利要求1至4中任一项,所诉的一种水基或陆基或半浮的低层房屋，其特征是, 所诉房屋上部经钢索固定连接房锚或固定连接树或两者都有。
9. 一种水基或陆基或半浮的低层房屋的减震及可变减震的方法是,在水基或陆基或半 浮的低层房屋可分别独立使用或用于减震基础上，还可以通过向自然或人工加水或放水使 水基或陆基或半浮的房屋的状态产生相互转换,或者通过向下开口的浮仓中人工加气或放 气使水基或陆基或半浮的低层房屋的状态相互转换，从而兼容又互备地使用或用于减震。
10. —种水基或陆基或半浮的低层房屋的用途主要包括，平常使用功能及减震功能及可 变减震功能，或兼备有水空调功能，或也有灭火功能，或也有蓄水池功能，或还有防洪功 能，或房屋移位功能。
全文摘要
本案涉及一种水基或陆基或半浮的普通低层房屋及其浮仓，还涉及用于抗天灾，包括涉及防火的房屋，涉及防洪及防泥石流的房屋，涉及有蓄水池抗旱的房屋，涉及防全球变暖的水空调房屋，涉及移位的房屋，尤其是减震的普通低层房屋。由于有基脚支承房屋，可使房屋意外倾斜或下沉限制在0.7米或0.3米以内，从而保证人员安全。还在于房屋重量轻，结构强度高，浮力大，稳定性好。本案的重点是房屋的可变减震功能，本案是为挑战极限地震而用水土木实现的减震机器，而如何使减震机器的环境还原为普通房屋的环境布局，则在后续中说明。
文档编号B63B35/44GK101519920SQ20081004568
公开日2009年9月2日 申请日期2008年7月30日 优先权日2008年7月30日
发明者请求不公开姓名 申请人:刘吉彬