CN219710622U - 力学超材料和周期结构的超宽频减振降噪建筑结构*** - Google Patents
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Abstract
一种力学超材料和周期结构的超宽频减振降噪建筑结构***，该***设置于建筑主墙及柱墙连接处，所述超宽频减振降噪建筑结构***包括减振降噪墙体结构和柱墙连接振动传导结构；所述减振降噪墙体结构的两侧连接所述柱墙连接振动传导结构；所述减振降噪墙体结构包括从墙体内壁至外壁依次设置的装饰面层、内层混凝土隔音墙、消音层、力学超材料减振层、隔热层、找平层和外层混凝土隔音，所述柱墙连接振动传导结构包括从柱子至墙体依次设置的左混凝土板，振动传导层和右混凝土板。本实用新型能够有效降低地铁、交通、工厂和施工等产生并传播到建筑内的环境振动，并进一步抑制环境振动诱发的结构二次低频噪声。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑减振降噪技术领域，特别的，涉及一种基于力学超材料和周期结构的超宽频减振降噪建筑结构***。
背景技术
近年来，随着城市的建设和发展，城市用地日渐紧张，城市与工业、交通和建设工地等能够产生较大环境振动影响之间的距离日渐缩小，常见的振源，如轨道交通距离建筑物较近时会诱发的1-200Hz低频振动，主要集中在30-80Hz，而人脑的共振频率为20～40Hz,胸壁和目镜的共振频率为50～100Hz，精密仪器在1～80Hz频段内存在允许振动量的限值要求，在不同的频率范围内,地铁交通引起环境振动会对不同类型的受振对象造成不良的影响，并且当环境振动传播到建筑内，会引发结构二次低频噪声，严重影响居民舒适度。现有的隔振方法主要集中在振源或传播途径中减振，而对于环境振动限值要求高的区域如科研机构和医院等，接受体处减振也尤为必要，因此，应采取有效措施对各种振源产生的环境振动进行减振降噪，减小对居民舒适度、精密仪器精确度等的负面影响。
在环境振动问题当中，结构的低频宽带振动控制是目前面临的主要问题，低频振动和噪声因其长波特性、穿透力强，使得该类问题难以解决，而动力吸振、阻尼减振等传统技术尚难以实现良好的低频宽带抑制效果。近年来，随着超材料的迅猛发展为突破传统减振技术瓶颈提供了新思路。力学超材料基于其负泊松比的特性，可实现高效抑制结构低频振动。
实用新型内容
为了克服已有技术的不足，本实用新型提供了一种力学超材料和周期结构的超宽频减振降噪建筑结构***，采用本实用新型的建筑结构***，在主墙及柱墙连接处设置，可对环境振动在建筑中的传播进行定向传导并进行减振降噪，利用超材料及晶格周期的特性，振动在减振墙体中滞回耗能，耗能机理明确，能够有效降低地铁、交通、工厂和施工等产生并传播到建筑内的环境振动，并进一步抑制环境振动诱发的结构二次低频噪声。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种力学超材料和周期结构的超宽频减振降噪建筑结构***，该***设置于建筑主墙及柱墙连接处，其特征在于，所述超宽频减振降噪建筑结构***包括减振降噪墙体结构和柱墙连接振动传导结构；所述减振降噪墙体结构的两侧连接所述柱墙连接振动传导结构；
所述减振降噪墙体结构包括从墙体内壁至外壁依次设置的装饰面层、内层混凝土隔音墙、消音层、力学超材料减振层、隔热层、找平层和外层混凝土隔音，所述柱墙连接振动传导结构包括从柱子至墙体依次设置的左混凝土板，振动传导层和右混凝土板。
进一步，所述的消音层为吸音棉，该吸音棉设置于内层混凝土隔音墙和力学超材料减振层之间。该吸音棉是软质的，变形能力强，多孔，可吸收在振动经过减振层后在结构中残余的结构二次噪声。
再进一步，所述的力学超材料减振层从墙体内壁至外壁依次设置复合材料内板、周期结构元件和复合材料外板，所述复合材料内板和复合材料外板均为岩棉复合板。岩棉复合板具有质量轻、吸振等优点，用作该实用新型减振层的外夹层，其适宜的流阻对声音的中高频有较好的吸声能力针对建筑墙外的中高频空气噪声进行隔声吸声过滤，过滤后的噪声以低频噪声为主，经由消声层进一步减小。
优选的，所述的周期结构元件由为管状结构，外包复合材料管，内填充使用力学超材料，该元件与墙面法向平行并周期设置，所述外包复合材料管为内衬式聚丙烯管，所述的力学超材料为点阵桁架夹层力学超材料。该轻质夹层超材料结构自身具有较好的静力学性能，基于其区域共振子微结构周期单元，可对其低频振动有效抑制，可以有效增强结构与低频波传播的耦合作用，从而提高对波动能量的控制和耗散能力。
所述的振动传导构件为水泥砂浆保护层的钢筋，该钢筋竖直方向上周期排布，其设置方向平行于墙面，贯穿复合材料内板和复合材料外板并刚性连接。竖直方向上的振动主要传播载体为承重柱，振动经过土-结构耦合后，通过承重柱向上传播竖直振动，当振动传播到柱墙连接振动传导结构时，竖直振动对钢筋产生的弯矩使其横向传播竖向振动，横向传播到复合材料内板和复合材料外板时，经由岩棉复合板的第一次的高频振动耗能，再传递到超材料层中经由第二次的低频振动耗能。
本实用新型的有益效果主要表现在：在道路、轨道交通、施工现场和工厂等环境振动作用下，采用本实用新型的结构***，通过在主墙和柱墙之间分别设置减振降噪墙体结构和柱墙连接振动传导结构，实现对振动的定向传导和耗能减振，并对残余振动所产生的结构二次噪声进行再消声，可以应用于医院、科研机构等精密仪器较多的振动敏感场所。
附图说明
图1是本实用新型的侧面图。
图2是本实用新型的水平剖面图
图3是本实用新型的减振降噪墙体的水平剖面图。
图4是本实用新型的振动传导结构的侧面图
图5是本实用新型的减振层的立面透视图
图6事本实用新型的周期结构原件的侧面图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图1～图6，一种力学超材料和周期结构的超宽频减振降噪建筑结构***，包括减振降噪墙体结构1和柱墙连接振动传导结构2，设置于建筑主墙及柱墙连接处所述墙体结构1包括从墙体内壁至外壁依次设置的装饰面层3、内层混凝土隔音墙4、消音层5、力学超材料减振层6、隔热层7、找平层8、外层混凝土隔音墙9，所述柱墙连接振动传导结构2包括从柱子至墙体依次设置的左混凝土板9，振动传导层10和右混凝土板11，所述的消音层5为吸音棉所述的力学超材料减振层6从墙体内壁至外壁依次设置复合材料内板12、周期结构元件13和复合材料外板14，所述的周期结构元件由为管状结构，外包复合材料管15，内填充使用力学超材料16，该元件与墙面法向平行并周期设置，柱墙连接振动传导层在混凝土板9和混凝土板11之间设置振动传导构件17；所述振动传导构件17为带复合材料保护层的钢筋，该钢筋竖直方向上周期排布，其设置方向平行于墙面，贯穿复合材料内板12和复合材料外板14并刚结。
所述的装饰面层3为预涂性纸质贴面板，该面板可削减噪声在房间内的反弹混响。
所述的内层混凝土隔音墙4、外层混凝土隔音墙9为C30-C60混凝土，硬化后的高刚度高硬度高密度的混凝土是良好的隔音材料，削减从建筑室外通过空气传播的投射噪声，主要削减空气透射噪声的高频段。
所述消音层5所用材料为消音棉，该吸音棉设置于内层混凝土隔音墙和力学超材料减振层之间，该吸音棉是软质的，变形能力强，多孔，可吸收在振动经过减振层后在结构中残余的结构二次噪声，切消音棉层主要吸收空气投射噪声背被混凝土隔音墙削减后所剩的低频段及结构振动产生的二次噪声。
所述隔热层7所用材料为无极保温砂浆，无机保温砂浆有极佳的温度稳定性和化学稳定性，稳定性高，不存在老化问题，与建筑墙体同寿命，全封闭、无接缝、无空腔，没有冷热桥产生。
所述找平层8为水泥砂浆找平层，为结构***提供合理准确的平面，避免因平面不齐等施工问题造成的减振性能下降
所述复合材料内板12和复合材料外板14为岩棉复合板，岩棉复合板具有质量轻、吸振等优点，用作该实用新型减振层的外夹层，其适宜的流阻对声音的中高频有较好的吸声能力针对建筑墙外的中高频空气噪声进行隔声吸声过滤，过滤后的噪声以低频噪声为主，经由消声层进一步减小。
所述周期结构元件在复合材料内板12和复合材料外板14时之间周期排布，弹性波在该种排布方式的结构中传播时可基于面中各点的不平行应变，增强结构的减振性能。
所述外包复合材料管为内衬式聚丙烯管，保护力学超材料不受温度、湿度以及墙内碎落颗粒等影响。
所述的力学超材料为点阵桁架夹层力学超材料，该轻质夹层超材料结构自身具有较好的静力学性能，基于其区域共振子微结构周期单元，可对其低频振动有效抑制，可以有效增强结构与低频波传播的耦合作用，从而提高对波动能量的控制和耗散能力。
所述振动传导构件17为水泥砂浆保护层的钢筋，该钢筋竖直方向上周期排布，其设置方向平行于墙面，贯穿复合材料内板12和复合材料外板14并刚性连接，竖直方向上的振动主要传播载体为承重柱18，振动经过土-结构耦合后，通过承重柱18向上传播竖直振动，当振动传播到柱墙连接振动传导结构2时，竖直振动对钢筋产生的弯矩使其横向传播竖向振动，横向传播到复合材料内板12和复合材料外板14时，经由岩棉复合板的第一次的高频振动耗能，再传递到超材料层中经由第二次的低频振动耗能。
本说明书的实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，仅作说明用途。本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于本实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域的普通技术人员根据本实用新型构思所能想到的等同技术手段。
Claims (5)
1.一种力学超材料和周期结构的超宽频减振降噪建筑结构***，该***设置于建筑主墙及柱墙连接处，其特征在于，所述超宽频减振降噪建筑结构***包括减振降噪墙体结构和柱墙连接振动传导结构；所述减振降噪墙体结构的两侧连接所述柱墙连接振动传导结构；
所述减振降噪墙体结构包括从墙体内壁至外壁依次设置的装饰面层、内层混凝土隔音墙、消音层、力学超材料减振层、隔热层、找平层和外层混凝土隔音，所述柱墙连接振动传导结构包括从柱子至墙体依次设置的左混凝土板、振动传导层和右混凝土板。
2.如权利要求1所述的力学超材料和周期结构的超宽频减振降噪建筑结构***，其特征在于，所述的消音层为吸音棉，该吸音棉设置于内层混凝土隔音墙和力学超材料减振层之间。
3.如权利要求1或2所述的力学超材料和周期结构的超宽频减振降噪建筑结构***，其特征在于，所述的力学超材料减振层从墙体内壁至外壁依次设置复合材料内板、周期结构元件和复合材料外板，所述复合材料内板和复合材料外板均为岩棉复合板。
4.如权利要求3所述的力学超材料和周期结构的超宽频减振降噪建筑结构***，其特征在于，所述的周期结构元件由为管状结构，外包复合材料管，内填充使用力学超材料，该元件与墙面法向平行并周期设置，所述外包复合材料管为内衬式聚丙烯管，所述的力学超材料为点阵桁架夹层力学超材料。
5.如权利要求1或2所述的力学超材料和周期结构的超宽频减振降噪建筑结构***，其特征在于，所述的振动传导构件为水泥砂浆保护层的钢筋，该钢筋竖直方向上周期排布，其设置方向平行于墙面，贯穿复合材料内板和复合材料外板并刚性连接。
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