專利名稱:水基或陸基或半浮的房屋及其用途及其可變減震的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本案涉及一種水基或陸基或半浮的普通低層房屋及其浮倉,還涉及用于抗天 災(zāi),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, 涉及防全球變暖的水空調(diào)房屋,涉及移位的房屋,尤其是減震的普通低層房屋。水 基或陸基的區(qū)別在于房屋的重量是由水面還是地面接觸而承重,兩者都有則是半
浮,兩者兼有還可取其側(cè)重,房屋在陸地的水池中漂浮也是水基;這里漂浮的房 屋可以是浮體但不是船,是由于這里的房屋除能漂浮外,即無船槳,也無流線型船 形,也無中轉(zhuǎn)及運(yùn)輸物資的功能。所訴普通低層房屋能漂浮,即包含輕質(zhì)房屋更能 漂浮。
背景技術(shù):
幾千年來人類的文明幾乎淹沒在天災(zāi)人禍的歷史中,除生物災(zāi)害外,天災(zāi)主要 包括洪水.旱災(zāi).火山噴發(fā).火災(zāi).地震.全球變暖.海嘯.暴風(fēng),冰雹.冰雪.滑坡.泥石流 等等;即使在科技高度發(fā)達(dá)的今天,一年四季抗災(zāi)都應(yīng)接不暇,我發(fā)現(xiàn)天災(zāi)人禍都 涉及房屋的使用性能。
在此重點說抗震為主,引用相關(guān)信息,地球上每年發(fā)生一次8級地震,20世紀(jì) 以來,中國共發(fā)生6級以上地震近800次,上世紀(jì),全球地震死亡人數(shù)的一半,都發(fā) 生在中國,中國是一個震災(zāi)嚴(yán)重的國家。
現(xiàn)在采用橡膠減震器在9度地震烈度可衰減60%地震威力,而在地震斷裂帶 上的背景地震烈度很高,11度地震烈度意味著可發(fā)生1米的地震波幅,也就是減 震緩沖行程要求達(dá)到0.5米以上,除非房屋浮在水面上才有這種緩沖行程抗震, 因而抗極限地震一直是抗震的禁區(qū),而我們即要愛護(hù)生命,也要愛護(hù)家園,本案的 理想是一勞永逸地解決低層房屋的減震問題。目前地震預(yù)報是世界難題,但是沒 人說低層房屋減震是世界難題,現(xiàn)實趨勢要求抗極限地震總有挑戰(zhàn)的開始,地震 留下廢墟也考驗人們的智慧,遺憾的是,農(nóng)村及山區(qū)抗震的經(jīng)濟(jì)條件差,應(yīng)當(dāng)因地 制宜地利用本地資源進(jìn)行抗震。
在專利申請92113228.x為《半潛式構(gòu)筑體》中,已知現(xiàn)有建于水中半浮的
3房屋是將房屋內(nèi)部空間作為浮體,其房屋的主體在水中,其房屋下部穩(wěn)固地坐落 于水底,房屋上部露于水面,目的是利用水中空間建房。相反房屋的主體在水面上 就該稱為半浮式構(gòu)筑體。
已知專利申請200320110565.2為《一種水陸兩用住宅》中,已知其水陸兩 用房屋的底部有輪子而可移動,房屋內(nèi)部空間可作為浮體,以防水災(zāi)。
已知熱帶雨林中的木結(jié)構(gòu)房屋常固定建于豎立的木地樁上主要是防潮,現(xiàn) 實表明木地樁因柔韌性及水平彈性而有減震性能,。
在中國專利申請97180725. 6為<〈平面效應(yīng)滑行浮體》中,說明了一種氣墊 船,根據(jù)圖紙清楚反映了在船體底部有一個下開口能與水面密封空氣的浮倉,盡管 未要求浮倉保護(hù),但一個有下開口空氣浮倉的水面浮體已經(jīng)存在了。
已知老式氣焊的電石氣體發(fā)生裝置,就是一個下開口氣體的桶狀浮倉垂直置 于大水桶中,電石水解而產(chǎn)生的乙炔氣體將桶狀浮倉浮起,并受重力而產(chǎn)生氣壓 供氣焊使用;因而一個下開口有氣體的浮倉是公有技術(shù),其下開口空氣浮倉的創(chuàng) 新技術(shù)在于用途的內(nèi)含意義。
我們知道大地震中固定建于豎立的木地樁上的房屋也易損壞。
我們知道采用浮在水面的房屋或船不怕地震,但還需解決大量技術(shù)問題,一 方面由于沒有相關(guān)的技術(shù)安全措施,當(dāng)水面的房屋意外傾斜或下沉?xí)r將威脅人員 安全,比如說單層房屋的減震下沉行程為0. 6米,房屋外部吃水深度為1米,則房 屋意外下沉?xí)r室內(nèi)水深將為1.6米而威脅兒童安全,兩層房屋就更不用說了。另 一方面將普通永久性低層房屋浮于水面上的重量較大,經(jīng)濟(jì)成本也大,故實際中 將普通低層房屋用于水面上減震是很難運(yùn)用的。困難還在于,以年度衡量活水或 死水或普通水體是變化的,尤其是在地震中更不能確保水體的可靠狀態(tài)。還在于 房屋的平衡同樣重要。因而水面減震的房屋不同于其他技術(shù),必須將涉及的難題 同時解決才有意義,而不僅僅將房屋浮于水面上就夠了。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為一種水基或陸基或半浮的低層房屋及其用途及其可變減震的方法。 根據(jù)抗震先抗強(qiáng)的原則,本發(fā)明總的目的是提供一種用水土木實現(xiàn)普通的房屋成 為減震機(jī)器,順便實現(xiàn)抗天災(zāi)的房屋,而抗人禍誰都可以能抗。
是首次以經(jīng)濟(jì)又實用的普通低層房屋破除超大地震危害的方案;并且為實現(xiàn) 減震房屋經(jīng)濟(jì)利用的最大化,其房屋還兼?zhèn)浞廊蜃兣乃照{(diào)功能,房屋也有 滅火功能,也有蓄水池抗旱功能,還有防洪及防泥石流功能,房屋也有移位功能,本案的重點是房屋的可變減震功能。
通過各方面資料還表明,現(xiàn)有水中的房屋不考慮基腳及地樁的支承作用,尤其 是地樁最多固定支承于房屋下。到目前為止還沒有出現(xiàn)將下開口有空氣的浮倉用 于房屋在水面飄浮,也沒有出現(xiàn)將房屋的基腳與地板作為下開口的浮倉,也沒有 出現(xiàn)將房屋的地樁以可滑動支撐于下開口的浮倉中。所訴浮倉自身有不透水也不 透氣。
一方面在高地震烈度的地震中我發(fā)現(xiàn),在普通地基上堅固的低層房屋產(chǎn)生 下陷而未垮,其沉降減震效應(yīng)可用于抗震環(huán)節(jié)中,進(jìn)而房屋產(chǎn)生下陷可用水的浮力
復(fù)位而修復(fù)地基;為降低普通永久性陸基低層房屋通過沉降減震應(yīng)對地震的成本: 可采用不成材樹木的次品作為防腐的木地樁而活動支承于房屋下解決,其木地 樁需高出地基,并用基腳限定地樁位置,使地樁可滑動緩沖,木地樁的水平及垂 直緩沖減震的柔韌性都好,又經(jīng)濟(jì)又實用,俗話說立木如山,防腐的木地樁可用 50年,用水的浮力復(fù)位時修復(fù)地樁也容易。所訴地樁還涉及采用鋼筋混凝土或塑 料或金屬材料。上訴房屋的沉降減震方案與已有低層房屋的結(jié)構(gòu)相比,除木地樁 需高出地基,并且基腳作為房屋的后備用支承體外,區(qū)別還在于普通地樁必然支承 于基腳下,而本案地樁需活動地支承基腳內(nèi)側(cè)或支承空心基腳的內(nèi)部,以便平時基 腳用于限定地樁位置。由于微妙的結(jié)構(gòu)特點,使房屋減震意義相差懸殊較大,在于 以前地震時地樁上固定的懸空房屋因固定而易損壞是正常的,或者地樁活動支承 于懸空房屋的基腳下而不限位則更危險。
另一方面為有效控制普通永久性低層房屋浮于水面上減震的重量.及成本. 及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度.及安全性,我發(fā)現(xiàn)除將房屋底層的中下部也作為t開口的浮倉外,還 可以將房屋的基腳與地板作為下開口浮倉解決,使浮倉的浮力有沉余;雖然采用 下開口的浮倉房屋的重心不穩(wěn)定,只要房屋浮倉長寬足夠時,房屋重心就有基本 的穩(wěn)定性,冉借以輔助浮體加強(qiáng)平衡;當(dāng)水基房屋意外沉于水底時,由于有基腳支 承房屋,房屋意外傾斜或下沉?xí)r室內(nèi)水深深度可以限制在0.7米或0.3米以內(nèi), 從而保證人員安全。另外當(dāng)水體變化而為半浮房屋的減震狀態(tài)時,浮倉可自然落 在地樁上,水又幫助地樁支承房屋,水又是減震的阻尼劑;進(jìn)而因水體消失時,基腳 限定在地樁上,避免基腳直接落在水底淤泥上而無法自拔,再由地樁應(yīng)對地震。
在上訴減震機(jī)理的基礎(chǔ)上,進(jìn)而可變減震方法是,當(dāng)經(jīng)濟(jì)的普通永久性低層房 屋實現(xiàn)水基或陸基或半浮的低層房屋的減震狀態(tài)各自能獨立使用及減震的前提 下,進(jìn)而才能保證房屋的可變減震系統(tǒng)適時應(yīng)對高地震烈度的方案。當(dāng)你懷疑有 大地震又等不到地震預(yù)報時,可以長期使用半浮或水基的房屋減震狀態(tài)隨時應(yīng)對9--11度的地震烈度,或者平時可使采用免維護(hù)的陸基或半浮的房屋減震狀態(tài)應(yīng) 對9度以下地震烈度,在地震預(yù)警的季度或年份里再調(diào)整為半浮或水基的房屋減 震狀態(tài),以便應(yīng)對高達(dá)9一11度的地震烈度的主震,而主震破壞掉水體的時間至少 是與主震的時間相當(dāng),即使水體減震系統(tǒng)被地震破壞后,陸基減震系統(tǒng)將自行應(yīng) 對余震,大地震過后又可以輕松修復(fù)水體及地樁。這種多維可變減震系統(tǒng)理論說 來復(fù)雜,其實簡單又實用。故總結(jié)的方案具體如下;
一種水基或陸基或半浮的低層房屋,是以房屋內(nèi)部空間為浮倉的水基房屋,或者 是由高出地基的地樁支承房屋底部的陸基房屋,或者是水基或陸基共存的半浮房 屋,其特征是,上訴三種房屋都是可獨立使用或用于減震的房屋,房屋底層的中 下部為上開口的浮倉構(gòu)件基礎(chǔ)上,可獨立于地基之上房屋的基腳及地板也作為下 開口的浮倉構(gòu)件,下開口的浮倉中有地樁或有水面密封的氣體或兩者都有。
上訴基本方案具體解釋是,作為房屋的下開口的浮倉構(gòu)件基腳及地板是水 基或陸基或半浮的房屋共同部件,水基或陸基的房屋結(jié)構(gòu)都是可獨立或相互結(jié)合 為半浮的房屋,以便三種獨立的平常使用及其可變使用及減震。三種獨立的房屋 結(jié)構(gòu)包括,其一是,作為下開口的浮倉的基腳及地板與水面密封的倉體中有氣體 而將水基房屋支撐于水面上;其二是,基腳及地板構(gòu)成的下開口的浮倉中有(地 震時潛在可沉降)可滑動的地樁而將陸基房屋支撐于地樁上;其三是,作為下開 口的浮倉中有地樁又有水封氣而將半浮房屋(活動)支撐于水面上及地樁上,即水 基或陸基共存就是半浮房屋。
上訴基本方案具體的意義其一是,由于將房屋的基腳及地板作為下開口浮倉 構(gòu)件,以便配合房屋底層的中下部也作為上開口倉體的浮倉構(gòu)件,使下開口的浮 倉構(gòu)件減少結(jié)構(gòu)的尺寸及強(qiáng)度需求,或者是保證房屋的浮力余量.及降低房屋的 重量.及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度.及材料成本。其二是,三種房屋結(jié)構(gòu)可相互結(jié)合等于三種房屋 結(jié)構(gòu)可相互轉(zhuǎn)換,從而便于綜合適時選擇利用三種房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)點于一體,而可揚(yáng) 長避短地平常使用及其減震及用于可變減震的方法。其三由于有基腳支撐房屋, 當(dāng)水基房屋下沉深度可以限制在1米以內(nèi),從而保證人員安全。
根據(jù)所有的方案,進(jìn)一步方案的特征是,所訴房屋的基腳自身也是下開口的 浮倉。以便限定地樁總位于基腳中或墻腳下;使地樁良好支承承重位置,或者充分 利用基腳擴(kuò)大浮倉容量,作為浮倉的基腳中可以填充塑料泡沬。
除開闊的水面外,根據(jù)陸基或半浮的房屋方案,或根據(jù)以水基作為陸基或半浮的房屋備用方案,進(jìn)一步方案的特征是,所訴房屋下的地基是包括粘土層為代表的保水地基。即保水地基是在地基表層有包括粘土.夯土.水泥.泥清.塑料泡沫.
泡沫為材料的保水層,還可以是上訴材料結(jié)合的保水層;還可以是有不間斷水源補(bǔ)充的情況。
除開闊的水面外,根據(jù)陸基或半浮的房屋方案,或根據(jù)以水基作為陸基及半浮的房屋備用方案,進(jìn)一步方案的特征是,所訴的房屋底部與地基之間有碳渣。即碳渣有助于房屋半陸地化,碳渣有助于加大房屋浮力或缺水時的支撐力,以及減震時增加阻尼,以及減少充排水量,以及凈化水質(zhì)。
根據(jù)所有的方案,進(jìn)一步方案的特征是,所訴上開口的浮倉構(gòu)件的周圍與水面相鄰位置,是有用于房屋浮力穩(wěn)定或防水的橡膠泡沫或塑料泡沫。即泡沫作為穩(wěn)定浮體外,還加大房屋浮力,并穩(wěn)定房屋的平衡,并防止水直接接觸房屋墻壁。
根據(jù)所有的方案,進(jìn)一步方案的特征是,所訴房屋的地板上有加氣管及可開啟的排氣口與下開口浮倉相通。以便通過人工加氣使房屋的浮力增加或抬高,局部加氣可校正房屋傾斜度,還可觀察水位及加水及換水,(加水或)加氣抬高房屋進(jìn)而可維護(hù)地基,還可限定高低水位而限定浮力及水壓,并可使房屋趨于從陸基-半浮-水基的方向轉(zhuǎn)換。
根據(jù)所有的方案,進(jìn)一步方案的特征是,所訴房屋的地板上有可開啟的排氣口與倉休下開口的空間相通。以便排氣口用于人工(加水或)放氣使產(chǎn)生的浮力或房屋高度降低,局部放氣可校正房屋傾斜度,并使房屋趨于從水基-半浮-陸基的方向轉(zhuǎn)換。
根據(jù)所有的方案,進(jìn)一步方案的特征是,所訴房屋上部經(jīng)鋼索固定連接房錨或固定連接樹或兩者都有。以便穩(wěn)定房屋水平的靜態(tài)平衡,在房屋減震的動態(tài)時緩沖并產(chǎn)生阻尼以穩(wěn)定房屋水平的動態(tài)平衡,廣闊的水面時,房屋可以是與穩(wěn)定錨或與岸邊的樹都同定連接。
根據(jù)所有的方案,進(jìn)一步方案的特征是,所訴房屋一層為半沉降形式,室外地板上有內(nèi)斜的減震橡膠支承于二層的屋沿地板下。以便穩(wěn)定房屋水平的靜態(tài)平衡,在房屋減震的動態(tài)時緩沖并產(chǎn)生阻尼以穩(wěn)定房屋水平的動態(tài)平衡。
根據(jù)所有的方案,水基或陸基或半浮的低層房屋的減震及可變減震的方法是,在水基或陸基或半浮的低層房屋可分別獨立使用或用于減震的基礎(chǔ)上,還可以通過自然或人工加水或放水使水基或陸基或半浮的房屋的狀態(tài)產(chǎn)生相互轉(zhuǎn)換,或者通過向下開口的浮倉中人工加氣或放氣使水基或陸基或半浮的低層房屋的狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換,從而兼容又互備地使用或用于減震。即兼容又互備的房屋減震機(jī)
構(gòu)隨抗震環(huán)境狀態(tài)改變而可變地使用或用于減震。例如采用4根排水管22可分別限定高中低水位,使房屋可分別限定水基或亞水基或半浮或陸基的使用及可變減震的狀態(tài)。
根據(jù)所有的方案,進(jìn)一步方案的特征是,所訴的一種水基或陸基或半浮的低層房屋的用途主要包括平常使用功能及減震功能及可變減震功能,或兼?zhèn)溆蟹廊蜃兣乃照{(diào)功能,或也有滅火功能,或也有蓄水池抗旱功能,或還有防洪及防泥石流功能,或還有房屋移位功能。
上訴各方案中房屋地基的特點是,除泥石流及滑坡地帶外,其減震房屋對地質(zhì)也不挑剔,尤其適于城鎮(zhèn)之外的民房。最好為硬巖土地基,房屋集中地方應(yīng)以陸基或半浮的房屋為常態(tài)。當(dāng)為堅硬地基時,找到或填埋一小片硬土地基是能實現(xiàn)的,其硬地基還可用水基的房屋為常態(tài)解決,其堅硬地基有益于水池降低材料成本。對于軟地基以增加地樁數(shù)量及深度無效時,可選擇水源及地形有益于建保水水池的地勢用半浮的房屋為常態(tài), 一般應(yīng)避免將水基的房屋直接建于河中,而應(yīng)在高于河岸的豐水洼地中,除非需遷移才建于河中;通常應(yīng)在有落差的溪流邊或高于河水的溪流邊建水池,如此進(jìn)排水都方便。沼澤地或湖水中可直接建水基或半浮為常態(tài)的房屋。鹽堿地或人造鹽堿水池中就更適于增大房屋的浮力。因而其減震房屋基本不受地質(zhì)限制,地質(zhì)的背景地震烈度越高,越能體現(xiàn)其使用價值。
上訴各房屋方案在陸地上的實用意義是,當(dāng)?shù)卣馃o跡象的年份,房屋以陸基或半浮為常年狀態(tài)應(yīng)對8度以下地震烈度,以便適于對房屋性能陌生者使用;當(dāng)?shù)卣鹩谢钴S跡象的年份,房屋以半浮狀態(tài)應(yīng)對9度地震烈度;當(dāng)?shù)卣痤A(yù)警的季度,房屋以水基狀態(tài)應(yīng)對11度地震烈度。還在于,震后因地基或地樁下陷而需復(fù)位時,加水及加氣使房屋上浮,并人工套接地樁使房屋恢復(fù)高度或平衡基礎(chǔ),使房屋恢復(fù)良好的使用及可變減震功能。
上訴各方案在水面上的實用意義是,房屋以水基或半浮為常年狀態(tài)使用,并隨時應(yīng)對11度地震烈度及房屋隨水位遷址;當(dāng)房屋下缺水時段,房屋以半浮或陸基狀態(tài)使用,并隨時應(yīng)對8-9度地震烈度及風(fēng)浪影響。震后因地基或地樁下陷而需復(fù)位時要比陸地上方便。
上訴各方案中房屋重量的上限參照是,房屋以1到3層為主,下開口的浮倉用薄型高強(qiáng)度鋼筋混凝土現(xiàn)澆的結(jié)構(gòu),鋼筋混凝土的地板和基腳要夠結(jié)實,房屋本體可用鋼筋混凝土的框架結(jié)構(gòu),框架截面雖小,但分布均勻且較密,底層可相對矮,底層的外墻采用輕質(zhì)又防水而結(jié)實的材料,2層以上時底層的內(nèi)部隔墻采用一般輕質(zhì)材料且都隔為小間,上層為大間,上層墻體均采用輕質(zhì)而結(jié)實的材料,上層多用大窗戶,樓梯及走廊為木質(zhì)一類輕質(zhì)材料,并省去陽臺。其它重量能減就減。在上訴房屋重量的基礎(chǔ)上,采用其他類型材料房屋的重量以上訴房屋重量為上限,而只能兼容更輕質(zhì)而高強(qiáng)度的材料,上訴各方案中房屋重量參照表明了一種常規(guī)的永久房屋可浮在水面上。二層的上層還可以是木結(jié)構(gòu)或竹木結(jié)構(gòu),也可以是輕質(zhì)板房,也可以是輕質(zhì)彩鋼結(jié)構(gòu)。當(dāng)然現(xiàn)有技術(shù)中也有代替鋼筋混凝土的輕質(zhì)材料,比如輕質(zhì)高強(qiáng)度纖緯混凝土或塑料以至鋁合金等。如建三樓則造價會顯著增高。隨著科技的發(fā)展,產(chǎn)生取代混凝土,的輕質(zhì)材料一定會出現(xiàn)。
基腳的有益效果是,利用房屋的基腳及地板作為下開口的浮倉構(gòu)件以低吃水線漂浮的基礎(chǔ)上有效減輕房屋浮倉的重量.及加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度.及降低成本,并用于
以便減震;并且房屋下開口的浮倉構(gòu)件便于以加排水或加排氣改變房屋的使用及減震狀態(tài),及便于地基或地樁維修;又利用房屋的基腳及地板為地樁的支承及限位構(gòu)件;其房屋的基腳及地板為下開口的浮倉構(gòu)件被證明為水基或陸基或半浮的低層房屋及其可變使用及減震的共同部件。
地樁的有益效果是,在利用髙出地面的地樁支承房屋的基礎(chǔ)上,避免房屋直接落在水底時基腳因陷入淤泥而無法自拔;地樁又作為水平滑動減震及沉降減震構(gòu)件。
水基的低層房屋的的有益效果是由于有基腳經(jīng)浮倉支撐房屋,當(dāng)水基房屋傾斜或下沉深度可以限制在0. 7米或0.3米以內(nèi),從而保證浮體意外傾斜或下沉?xí)r人員的安全。
水基或陸基或半浮的低層房屋的可變減震的方法的有益效果是,還在于,兼容又互備的房屋減震機(jī)構(gòu)隨抗震環(huán)境狀態(tài)改變而可變地使用或用于減震;是在保證房屋隨時有一般減震能力以及有抗極限地震能力的基礎(chǔ)上,可方便使用人根據(jù)需要自由選擇減震模式,從而消除不懂減震機(jī)器的維護(hù)或維護(hù)量的障礙,也消除對水基的減震房屋使用習(xí)慣的障礙,又保證可靠應(yīng)對不同地震烈度的需要。并且房屋所抗天災(zāi)的用途還兼?zhèn)溆蟹廊蜃兣乃照{(diào)功能,也有滅火功能,也有蓄水池抗旱功能,還有防洪及防泥石流功能,還有房屋移位功能。
圖l.水基房屋的結(jié)構(gòu)2.水面上房屋的結(jié)構(gòu)3.陸基房屋的結(jié)構(gòu)4.陸地上房屋的結(jié)構(gòu)5.陸地上三層房屋半浮的結(jié)構(gòu)6.陸地上三層房屋浮態(tài)的結(jié)構(gòu)7.自穩(wěn)定房屋俯視的平面結(jié)構(gòu)圖
附圖標(biāo)記
房屋1 地板2 基腳(浮倉)3
鋼索6 低壓氣室(浮倉)7保水地基8水面11 排氣口 12 (木)地樁13
高壓氣室(浮倉)16 限壓加氣管17(4)
(車外胎)減震橡膠21 排水管22 雨水管23 閥門24
支柱30 房沿地板31 加強(qiáng)筋35
加氣管4水體9房錨14
室外地板18
塑料泡沫5穩(wěn)定錨10鋼索卡15碳渣19大樹25
具體實施例一
基本的實施例是,為解決一座普通房屋能以較輕的重量用水的浮力有效浮于水面上的問題,以及當(dāng)水面的房屋意外傾斜或下沉?xí)r將威脅人員安全的問題,采用房屋的基腳及地板也作為下開口的浮倉構(gòu)件的方案解決。也能保證在沒水或缺水時房屋又可直接落在水底,以便保證正常使用或用于減震。
如圖1為水基房屋的結(jié)構(gòu)圖所示,水中的房屋1還包括地板2.基腳3組成,當(dāng)然基腳3對應(yīng)墻腳為連續(xù)的口或田形,以便基腳3對應(yīng)墻腳而承重;故采用水基房屋獨立的方案是,是在以房屋內(nèi)部空間為浮倉的水基房屋的基礎(chǔ)上,可獨立于地基8之上房屋的基腳3及地板2也作為下開口的浮倉7構(gòu)件,作為下開口的浮倉7與水面11密封的倉體中有氣體而將水基房屋支撐于水面上;在圖1中,即使房屋底層的吃水線相對低而未淹沒房屋底面上開口的浮倉高度,但出于安全第一,房屋底面的浮倉可作為備用,房屋底層的中下部為上開UI的浮倉構(gòu)件也是衡量房屋自身穩(wěn)定性和安全性的重要標(biāo)準(zhǔn)。為保證人員安全,例如單層房屋的下開口的浮倉7吃水深度為0. 9米,單層房屋上開口的浮倉外部吃水深度為0. 1米,房屋減震下沉行程為0. 5米,則房屋意外下沉?xí)r室內(nèi)水深將為0. 6米,0. 6米水深對于知事的兒童來說是安全的。當(dāng)然對于有嬰兒時,可移動房屋(或加長地樁),使房屋減震下沉行程變?yōu)?. 2米,則房屋意外下沉?xí)r室內(nèi)水深將為O. 3米,0. 3米對于嬰兒也是安全的。
當(dāng)然地板2及基腳3也應(yīng)作輕質(zhì)化處理,基腳3可為空心的鋼筋混凝土材料.
10纖維玻鋼.塑料.金屬.高強(qiáng)度輕質(zhì)纖維混凝土等,同時地板2也可采用上訴材料, 地板2由于承受的平均壓力,而與房屋的墻腳受力集中不相匹配,因而鋼筋混凝土 的地板2要比平常地板承受的剪力大得多,成為承壓的構(gòu)造地板2。當(dāng)房屋完全 在水上時,為使房屋平衡,要求房屋的浮體較寬以使房屋自平衡。為使房屋平衡, 還有辦法是,使水上房屋的基腳3在淺水區(qū)而較接近水底,也可為半浮狀態(tài)的房屋, 如此即使有風(fēng)浪也無影響,進(jìn)而可用于減震。當(dāng)無水時地面上基腳3又直接支撐 房屋,因而其基腳具有水陸兩用性。本例是獨立性的水基房屋以水基為主的特點。 水基房屋的具體減震性能就免談了 。
在上訴基本的實施例的基礎(chǔ)上,進(jìn)而另一實施是,為加強(qiáng)水基房屋的平衡及輔 助功能,還在圖1中,水中的水基房屋配備完整的構(gòu)成還可分別有或都有塑料泡沫 5.加氣管4.排氣口 12.穩(wěn)定錨10。
具體是,房屋上開口的浮倉構(gòu)件的周圍與水面相鄰位置,尤其是外延的地板2 上下,有用房屋于浮體穩(wěn)定或防水的橡膠泡沫5或塑料泡沫5;即泡沫5還加大房 屋在外圍的浮力及穩(wěn)定,使房屋傾斜時糾正傾斜的浮力占上風(fēng),其原理與船的穩(wěn)定 性一致,以穩(wěn)定房屋的平衡,也防止水直接接觸房屋墻壁。房屋上部還可經(jīng)鋼索6 與房錨14固定連接。以便加強(qiáng)房屋水平的靜態(tài)平衡,水下的水坑中房錨14在房 屋動態(tài)時產(chǎn)生阻尼以穩(wěn)定房屋水平的動態(tài)平衡,廣闊的水面時,房屋可以是與穩(wěn) 定錨10或與岸邊的樹都可固定連接,房錨14可為石頭或混凝土制成。房屋的地 板2上還可有加氣管4及可開啟的排氣口 12與下開口浮倉7的空間相通,加氣管 4里面的水位與外部水體9的水位等高,可經(jīng)加氣管4壓入空氣,使房屋的浮力增 加或抬高房屋,浮倉7可設(shè)分隔浮倉,經(jīng)分隔浮倉7的局部加氣可校正房屋傾斜 度,加氣管4還可觀察水位,加氣可抬高房屋進(jìn)而可維護(hù)地基,還用于限定密封空 氣的容積,并使房屋可趨于從陸基-半浮-水基的方向轉(zhuǎn)換。排氣口 12用于人工放 氣使房屋浮力或高度降低,經(jīng)分隔浮倉7的局部放氣也可方便校正房屋傾斜度, 并使房屋可趨于從水基-半浮-陸基的方向轉(zhuǎn)換。排氣口 12的作用還可用于防火。
在上訴各種實施例的基礎(chǔ)上,為避免減震房屋直接落在水底時,基腳3因陷 入淤泥而無法自拔,進(jìn)而另一實施是,還在圖1中,為使水中的房屋作為水基或陸 基或半浮的房屋的完整配置,還需包括畫成虛線的木地樁13,虛線木地樁13可 預(yù)設(shè)于水底而高出地基8,當(dāng)水體9大幅度下降時,房屋又可直接落在木地樁13上, 成為半浮或陸基的房屋,避免房屋直接落在水底而無法自拔;當(dāng)水基房屋下因缺水而為陸基或半浮的房屋時,其使用及減震的優(yōu)點還在于,遇地震時,基腳3限定 浮倉下的木地樁13可以在水平方向滑動,還因地震時木地樁13下陷而減震。還 可知當(dāng)半浮的房屋作水平方向的運(yùn)動為滑動而減震時,由于有水的阻尼,故半浮 的房屋減震能力好于陸基的房屋。當(dāng)水面升高時房屋浮起,浮動的房屋還可方便 遷址,震后下陷的地樁13可套接加長而被修復(fù)。通常房屋可處于半浮狀態(tài)以穩(wěn) 定應(yīng)對各種環(huán)境變化。因而這一施例說明半浮或陸基狀態(tài)的房屋可為水基房屋的 后備狀態(tài),即能可變使用及應(yīng)對地震。當(dāng)水位不變時,還可從排氣口 12人工放氣使 房屋浮力減小及高度降低,水基的房屋也可成為半浮的房屋。相反水位上升或從 加氣管4人工加氣使房屋浮力增大及高度升高,半浮的房屋又可成為水基的房 屋。有關(guān)沉降及滑動減震的性能與下一實施例進(jìn)一部說明。
在上訴的各種實施例的基礎(chǔ)上,為保證一座普通兩層房屋的重量能以水的浮 力良好地浮于水面上的問題,如圖2為水面上房屋的結(jié)構(gòu)圖所示,采用使房屋底 層的中下部也作為上開口倉體的浮倉構(gòu)件的基礎(chǔ)上,由于充分利用基腳3擴(kuò)展浮 力空間,以配合下開口的浮倉構(gòu)件減少結(jié)構(gòu)的尺寸及強(qiáng)度需求,以便降低房屋使 用或用于減震的重量.及材料成本及加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的目的;當(dāng)然房屋的重心降低 及浮力增大都有助于減震性能。因此就不需將下開口的基腳3做得很LC。
為充分利用基腳擴(kuò)展浮力空間,房屋的基腳3可從圖1中的空心基腳3演變 為圖2中下開口的基腳3,使下開口的基腳3也作為高壓的浮倉16而水平向外延 伸,并使可滑動的地樁13支承于基腳3內(nèi)以良好地支承房屋重量,其基腳3還使 地樁13良好地限位,高壓浮倉16的浮力足而可加強(qiáng)房屋的穩(wěn)定性,原地板2下 的浮倉7就為低壓氣室7,高壓氣室16是因在維護(hù)時通??杀3謿鈮憾妹?,故 作為浮倉的高壓氣室16中底部可以填充部分塑料泡沫;相映低壓氣室7通常是在 水基或陸基或半浮的房屋之間轉(zhuǎn)換氣壓而得名,為限定低壓氣室7的安全氣壓, 將低壓氣室7的限壓加氣管17的下開口位于需限壓的水位11即可。
除減震的水基房屋外,陸基或半浮時的房屋平時由于地樁13只承受房屋靜壓 而保持原來的高度,減震時由于房屋受加重力而下降直到基腳3落于軟地基上也 減震,也包括在水平方向的滑動減震。陸基或半浮的房屋減震時由于離地沉降高 度有P艮,即使房屋傾斜也不危險。進(jìn)而還可將房屋上部經(jīng)便穩(wěn)定錨IO穩(wěn)定房屋水 平的靜態(tài)平衡,當(dāng)?shù)卣鹗狗课輨討B(tài)時,穩(wěn)定錨10產(chǎn)生阻尼以穩(wěn)定房屋水平的動態(tài) 平衡。
對于保證人員安全,例如雙層房屋的下開口的浮倉7吃水深度為1. 3米,雙層房屋外部吃水深度為0. 2米,房屋減震下沉行程為0. 5米,則房屋意外下沉?xí)r室 內(nèi)水深將為0.7米,0.7米水深對于知事的兒童來說是安全的。當(dāng)然對于有嬰兒 時,應(yīng)將房屋在淺水區(qū)轉(zhuǎn)換為半浮狀態(tài),或加長基腳,則房屋意外進(jìn)水深度為0. 3米, 而對嬰兒也是安全的。
在上訴的各種實施例的基礎(chǔ)上,進(jìn)而演變另一實施例是,還在圖2為水面上 房屋的結(jié)構(gòu)圖中,水體9除江河湖海及溪流外,水體9還可以是水池,魚池,堰塘, 水坑一類的保水地基8。即房屋作為水基或陸基或半浮的房屋的完整配置其意義 在于,可以通過改變水位使房屋升高或降低,并可使房屋在水基或半浮或陸基的 房屋狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。還在于房屋可為水基或陸基或半浮狀態(tài),故當(dāng)有洪水時,只要 控制得當(dāng)房屋自然又防洪。比如洪水來時,應(yīng)將浮倉的水放干,或?qū)⒎课菡{(diào)整為穩(wěn) 定的浮態(tài),用鋼纜將房屋固定好;當(dāng)房屋可能將處于洪峰中前,還應(yīng)計劃好利用洪 水將房屋遷移到另一個保水地基中。在平時房屋要是近距離搬遷而移位,側(cè)需要 開辟保水池通道即可,尤其是在河邊的房屋遠(yuǎn)程移位功能更易實現(xiàn)。當(dāng)遇到泥石 流時,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, 直到泥石流脫水為止,又可以水浮態(tài)移位而恢復(fù)原貌,即房屋有防泥石流功能。
具體實施例二
在上訴具體實施例一的各種實施例的基礎(chǔ)上,進(jìn)而為另一實施例是,當(dāng)水基 或半浮的房屋因水體缺失時,房屋的下開口的浮倉直接落于地樁上而等效為陸 基的房屋,陸基的房屋在平地上也可獨立使用及減震。進(jìn)而如圖3為陸基房屋的 結(jié)構(gòu)圖所示,陸基的房屋獨立的方案是,由高出地基8的地樁13支撐的陸基房屋, 其特征是,房屋底層的中下部為上開口的浮倉構(gòu)件基礎(chǔ)上,可獨立于地基8之上房 屋的基腳3及地板2也作為下開口的浮倉7構(gòu)件,基腳3及地板2構(gòu)成的下開口 的浮倉7中有(地震時潛在可沉降)可滑動的地樁13而將陸基房屋支撐于地樁 上。陸基的房屋平時由于地樁13只承受房屋靜壓而保持原來的高度,限定于下開 口的浮倉7中的木地樁13可以在水平方向滑動,地震時還可以沉降,以便使用及 減震。當(dāng)房屋在減震中下沉?xí)r,由于離地沉降高度有限,即使房屋傾斜也不危險。 進(jìn)而基腳3本身也作為下開口的浮倉16構(gòu)件,可滑動的地樁13支撐于下開 口的浮倉16中。
需要特別說明的是,上訴陸基的房屋獨立方案含義的實質(zhì)是,下開口的浮倉 是有其部件,而浮倉的浮力功能是次要的,這里下開口浮倉的實質(zhì)功能是支撐傳遞部件,浮倉也是地樁活動支撐的限位部件。即在無水的陸基的房屋條件下,基腳及 地板構(gòu)成的下開口浮倉在陸基房屋的獨立方案中可以暫時忽略浮力的功能。
在上訴的實施例的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步的另一實施例是,為使低層房屋更適于在 陸地上使用,陸地上的房屋可以陸基為主,而以水基或半浮的房屋為備用的配置,
在圖3中,陸基房屋配備完整的構(gòu)成還可分別有或都有保水地基8(無水).碳渣19. 加氣管4.限壓加氣管17.排氣口 12.塑料泡沬5.穩(wěn)定錨10。
具體是,在陸基房屋底部與地基8之間有碳渣19,碳渣19有助于房屋半陸地 化,碳渣19有助于加大房屋浮力或缺水時的支撐力,以及減震時增加阻尼,以及減 少充排水量,以及凈化水質(zhì),并還可平整室外地坪的作用。陸基房屋可處于無水的 保水地基8中,保水地基8最典型的是采用粘土層即可??蓪⒎€(wěn)定錨10松弛的 鋼索6繞于鋼索卡15上。備用的加氣管4.限壓加氣管17.加氣管17.排氣口 12. 塑料泡沫5的作用與前訴相同。本實施例是可以是沒有水的陸基房屋,其目的是 可以免維護(hù),具體使用時, 一種是就此作為陸基房屋長期使用,當(dāng)?shù)卣鸷笠员阌?用水浮起房屋而修復(fù)地樁,然后恢復(fù)陸基房屋狀態(tài)。另一種是等待地震預(yù)警時放 開繞于鋼索卡15上的鋼索6,用水浮起房屋,以可變地運(yùn)用水基或半浮的低層房 屋應(yīng)對大地震,房屋各種狀態(tài)減震相關(guān)性能已作說明部分就不重復(fù)了。
需要特別說明的是,這一陸基的房屋獨立方案含義的實質(zhì)是,下開口的浮倉 是有其部件,而浮倉是備用的,因而浮倉的浮力功能也可是次要的。
具體實施例三
在前訴具體實施例一或例二中所訴陸地上的--種陸基房屋的基礎(chǔ)上,為使水 基或半浮或陸基的低層房屋更適于在陸地上使用,進(jìn)而陸地上的房屋作為水基 或陸基或半浮的房屋的完整配置,如圖4為陸地上房屋的結(jié)構(gòu)圖所示,可為一層 或兩層房屋正處于水基房屋的狀態(tài),第一層房屋可用較堅固材料修建,第二層以 輕質(zhì)材料為主,保水地基8中加滿了水,在保水地基8的高處有排水管22,以排水 管22限定水位上限,高壓氣室16(浮倉)及低壓氣室7(浮倉)中充滿了空氣,低壓氣 室7由于限壓加氣管17的限壓而氣壓有限,房屋正浮于水面上,浮倉相對地樁 13懸空,在房屋底部與地基之間有碳渣19,碳渣有助于房屋半陸地化,碳渣有助于 加大房屋浮力,或缺水時的支撐力,以及減少充排水量,以及凈化水質(zhì),以及減震時 增加阻尼效果。當(dāng)保水地基8中碳渣19足夠時,水只是填滿了碳渣19的縫隙, 也就是說房屋即是浮于水面上,也支撐于碳渣19上的半浮狀態(tài),以至于碳渣19上還可站人,但多數(shù)情況下房屋實際是浮于水面上的,當(dāng)人為添加碳渣19時,必然碳 渣19上可站人。因而確定水基或陸基或半浮的低層房屋的任一狀態(tài)不能看是在 陸地上或在水面上的表面現(xiàn)象,是以房屋的重量是地樁或碳渣支撐還是水體支撐 為準(zhǔn),如只有極少的水,則為陸基房屋狀態(tài)。在農(nóng)村保水地基8可以為開放形式, 可養(yǎng)上泥鰍.小魚.蓮藕.水葫蘆等,以生物自然進(jìn)化水質(zhì),還可加圍欄,如此可節(jié)約材 料,也可與小溪相通。
本例主要也是以鋼索輔助加強(qiáng)穩(wěn)定性的事例,為加強(qiáng)房屋的穩(wěn)定性,在房屋 的上部加強(qiáng)的構(gòu)造柱上引出鋼索6與房屋周圍足夠的陰涼大樹25固定連接,大 樹25再以鋼索6固定于地上,還可以同時懸掛房錨14,其連接要足夠結(jié)實,以便穩(wěn) 定房屋水平的靜態(tài)平衡,在房屋減震的動態(tài)時緩沖并產(chǎn)生阻尼以穩(wěn)定房屋水平的 動態(tài)平衡,圖示這種連接方式的柔性很大,大地震時不會直接將大樹或房屋拉倒。 如此,轉(zhuǎn)換房屋狀態(tài)時就不用管水平固定的鋼索6 了,并且隨時都可轉(zhuǎn)換房屋的狀 態(tài)。地震時由于大樹及房錨14都是柔性的,都要消耗房屋在水平方向的運(yùn)動能 量,同時又保證了房屋的水平穩(wěn)定。本例圖示的陸地上的房屋中采用了前訴的各 種完整配置,并可根據(jù)具體的水基或陸基或半浮的低層房屋的可變使用及減震的 方法進(jìn)行操作。
由于農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)能力極為有限,簡單的辦法是,第一層有4大間已夠簡單居住 了,雙層時為暫時抵消房屋高出的造價,第二層可暫時只修框架,再用簡單的材料 遮蔽一下也可用,如此由于房屋重心低,連鋼索也暫時不用設(shè)而節(jié)省了,如此減負(fù) 的前提下,用陸基或半浮或水基的房屋可變狀態(tài)就可輕松應(yīng)對9-11度地震烈度, 而且維護(hù)量也小。若干年以后有條件時再以輕質(zhì)材料修全而無負(fù)面影響。
由于農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)條件很有限,另一辦法是,由于兩層容量為八間大房,故房屋 直接修完,兩家人暫時合住,重物另作存放,如此可暫時節(jié)省房屋整體造價的50%。
本方案的優(yōu)點包括房屋重量輕,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高.浮力足,鋼索同定而房屋穩(wěn)定好, 房屋狀態(tài)轉(zhuǎn)換方便,維護(hù)量小而方便,安全性好;只抗8-9度地震烈度的陸基時可 免維護(hù);可變抗震能力為9~11度地震烈度;震后維修方便,堅固而永久使用且環(huán) 境舒適;是人類以適中的造價及合理的結(jié)構(gòu)第一次能夠可靠破除超大地震對低 層房屋的危害。
具體實施例四
在前訴陸地上的房屋實施例的基礎(chǔ)上,進(jìn)而另一實施例是,為使一種水基或 陸基或半浮的低層房屋在陸地上的穩(wěn)定性加強(qiáng),以充分利用房屋的使用承載能力,
15以及抗震穩(wěn)定性更可靠,可采用減震橡膠代替房錨;本例主要是以減震橡膠加強(qiáng)穩(wěn) 定性的實例。如圖5為陸地上兩到三層房屋半浮的結(jié)構(gòu)圖所示,由于房屋一層為 半沉降形式,原來二層的陽臺變成了屋沿地板31,室外地板18上有內(nèi)斜的減震 橡膠21支承于二層的房沿地板31下,以便穩(wěn)定房屋水平的靜態(tài)平衡,在房屋減震 的動態(tài)時緩沖并產(chǎn)生阻尼以穩(wěn)定房屋水平的動態(tài)平衡。進(jìn)而為使室外地板18較 穩(wěn)固,室外地板18的地基下面還應(yīng)以一定數(shù)量的支柱30加固。進(jìn)而房屋還適于 減震橡膠21有部分承重余量。
一方面由于房屋一層為水中的半沉降形式,房沿地板31下無須塞滿減震橡膠, 一層有一半的空間可用于底層直接采光及通風(fēng),并且冬暖夏涼作為空調(diào)用。在夏 天要覺得不夠涼快,就可以將地板2上的排氣口 12打開,放出浮倉中的空氣后,再 關(guān)閉排氣口 12,使池水充分接觸室內(nèi)地板2,低水溫間接使地板2降溫,水因蒸發(fā)而 產(chǎn)生冷量,水還從地基8中吸收冷量,而實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)保又無功耗的冷空調(diào)作用。此 時房屋處于半浮減震狀態(tài)。由于無功耗又無污染,因而相對普通空調(diào)是有可防全 球變暖的功能。
減震橡膠21最好是阻尼類橡膠或橡膠減震器或橡膠減震板,還可以是裝滿橡 膠的車的廢外胎,車外胎中最好有阻尼類橡膠。各種減震橡膠應(yīng)加強(qiáng)防水.防油. 防曬.防化學(xué)腐蝕的技術(shù)措施,當(dāng)減震橡膠21變質(zhì)時更換很方便。另一方面由于房 屋一般比圖5中所示明顯寬,在減震橡膠21輔助支撐下,房屋幾乎沒有被地震搖 垮的可能,其樓層上應(yīng)采用輕質(zhì)材料,或者三層的房間少。還在于底層少半將位于 水面下,因吃水線較高,墻體水壓大,為給減震留出余量,故底層可為剪力墻,或以足 夠減震橡膠承受1/3的房屋重量,地震時還要承受幾倍的沖擊,由于減震的動態(tài)幅 度被壓縮,進(jìn)而使減震能力打折扣。
在圖5中,由于房屋很重,為使房屋平時受力均勻,可使房屋保持半浮的狀態(tài), 在保水地基8的高處有排水管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,也就可長期控制水基或陸基或半浮的低層房屋的狀態(tài)。在圖6 中,采用3-4根排水管22可分別限定高中低水位,使房屋可分別限定于水基或亞 水基或半浮或陸基的使用及減震的狀態(tài)。加氣管4(17)及排氣口 12主要在維護(hù)中 使用。為充分利用雨水資源自然加水,還可在屋頂設(shè)雨水管23將雨水引入保水 地基8中,還可有閥門24控制,以便盡可能使池水替換,避免死水變質(zhì),也利用雨水 調(diào)節(jié)浮力,雨水對于缺水地區(qū)很重要,即使排出的廢水也可用于農(nóng)田應(yīng)急澆灌,故 可將保水地基的蓄水池作大一點,就有了蓄水池抗旱功能。
圖6中為陸地上三層房屋浮態(tài)的結(jié)構(gòu)圖,現(xiàn)在結(jié)合圖5及圖6中水位的狀態(tài),說明水基或陸基或半浮的低層房屋應(yīng)對減震的轉(zhuǎn)換過程,以說明兼容又互備的
房屋減震機(jī)構(gòu)隨抗震環(huán)境狀態(tài)改變而可變使用或可變減震的特點。在圖5中,當(dāng) 保水地基8中無水或缺水時,房屋的基腳3落在地樁13上,為避免減震橡膠21 被壓死,只安放了部分減震橡膠21,如沒有跡象懷疑會地震,可以長期保持這種 無水的陸基狀態(tài),如不準(zhǔn)備蓄水,就將最地處的排水管22打開,也就不用維護(hù),此 時房屋可用于抗8-9度地震烈度,當(dāng)?shù)卣鹁终f這段時間地震幾率比標(biāo)準(zhǔn)值大了 幾倍,或地層活動頻率絕對值超正常,或附近有爆破作業(yè),或有小行星撞擊預(yù)告,或 核戰(zhàn)爭危機(jī),或地球的相關(guān)異常跡象,比如發(fā)生了異常冰災(zāi),異常高溫,異常地磁及 天光,遠(yuǎn)地海嘯及地震及火山頻發(fā),地下水變異,動物異常,這時不管是否會地震, 就將排水管22關(guān)閉,以水灌入保水地基8中,添加減震橡膠21,限定水位為較高水 位,房屋浮起一點,使房屋處于亞水基狀態(tài),此時房屋可用于抗10度地震烈度; 此后再有臨震預(yù)報,就將水補(bǔ)滿而房屋不飄不斜即可,與圖6中一致,使房屋處于 水基狀態(tài),此時房屋可用于抗11度地震烈度,如房屋傾斜的則用加氣管4(17)或 排氣口 12進(jìn)行校正。當(dāng)過一個月或一季度其危險解除后,可再加水將房屋浮起, 取出部分減震橡膠,以便減震橡膠21受壓小而保持良好的彈性,再使水位保持 在中等水位,此時房屋限定于半浮狀態(tài)。 一年后如感覺良好,保水地基8中的水自 己都干了,也不用維護(hù)了。如果房主有精力,可使房屋保持在亞水基狀態(tài),可長期應(yīng) 對10度地震烈度。當(dāng)房屋限定于水基狀態(tài),萬一發(fā)生11度地震烈度,即使水體減 震系統(tǒng)被地震破壞后,陸基減震系統(tǒng)將自行應(yīng)對余震,大地震過后又可以輕松修 復(fù)水體及地樁。
為使房屋下的浮倉浮力均勻而容易人工校正平衡,也便于找到浮倉漏氣時的 區(qū)域,簡單的辦法是,將房屋底部的浮倉的4個方向至少分隔為4個獨立的浮倉, 即每個房間下為獨立的口形或回形浮倉,還可在保留人工調(diào)整平衡功能的基礎(chǔ)上, 將多個浮倉以通氣管相通,以減少加氣管及排氣口的數(shù)量,校正時向房屋下沉一側(cè) 浮倉的加氣管4(17)充氣,使這一側(cè)浮倉的空氣壓力增加而抬升,以使房屋平衡。另 一辦法是,在房屋抬高一側(cè)的浮倉處短暫松開排氣口 12,放出部分空氣,使房屋抬 高一側(cè)因這一側(cè)浮倉的空氣壓力減少而降低,以使房屋平衡。房屋內(nèi)部詳細(xì)的布 局有利于維護(hù),由于篇幅有限,其房內(nèi)布局將另行說明。
排氣口 12的作用還在于,因水火不相容而可用水災(zāi)滅火災(zāi),低層房屋一層防 火是重點,例如當(dāng)火災(zāi)發(fā)生而無法控制時,以人工或電控打開排氣口 12,排氣口 12中排出浮倉內(nèi)的壓縮空氣先對室內(nèi)進(jìn)行排煙,再噴出池水滅火。由于三層房屋 的下開口的浮倉7吃水深度為1. 4米,房屋外部吃水深度為1. 2米,碳渣19填充
17體容積率占60%,浮倉內(nèi)等效充氣率占70%,房屋減震下沉行程為0. 8米,屋內(nèi)面積 是室外水池面積的10倍,則房屋內(nèi)的地面將鋪上約0.3米的水,至少房屋一層地面 的火勢在一分鐘內(nèi)得以迅速控制,進(jìn)而可將就房中的水將高處的火以人工撲滅, 0.3米的水不會象火災(zāi)造成的損失大,又不會淹沒家用電器,而且0.3米的水位對 于兒童及嬰兒都是安全的。當(dāng)滅火之后,再將水池的排水管22打開,房屋中的水將 全部自動流出,之后再關(guān)閉排氣口 12,又可加水將房屋自動浮起,全過程老幼均可 操作,因而房屋一層極適于存放怕火而不怕水的易燃的材料。
房屋可每5年可轉(zhuǎn)換觀察一次減震狀態(tài)是否良好,每10年可檢查一次水池及 浮倉結(jié)構(gòu)是否良好,每15年可考慮水池是否需要清淤,每25年時需專業(yè)檢驗一次, 即使地震預(yù)報涉及不準(zhǔn)確,地震局總該測出點地震幾率的區(qū)別來參考,如沒有地 震危險,房屋自然就免維護(hù)。
本方案由于采用減震橡膠作輔助支承,使房屋的穩(wěn)定性加強(qiáng),承載能力提高, 以及抗震更可靠??捎糜诔擎?zhèn)的房屋,二層時相對造價適用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)的房屋。
由于需鋼筋混凝土的浮倉取代磚混材料地基的造價,其次房屋應(yīng)是(現(xiàn)澆)框 架結(jié)構(gòu),再其次保水地基8應(yīng)利用本地資源,使本案房屋造價相對高。但說回來 物有所值,本案不是普通的減震方案,它是可變房屋,也是較理想的可變減震機(jī)器, 有水空調(diào)功能,也有滅火功能,也有蓄水池抗旱功能,還有防洪及防泥石流功能, 房屋移位也方便。本方案是代表性實施例。
具體實施例五
為應(yīng)對11度地震烈度,要求房屋獲得自身完全的漂浮穩(wěn)定性,本例主要是以 輔助浮體加強(qiáng)穩(wěn)定性的事例。進(jìn)而另一實施例是,如圖5為自穩(wěn)定房屋俯視的平 面結(jié)構(gòu)圖所示,房屋一層為半沉降形式,方形房屋1底層的地板2為圓形,基腳仍 在墻腳下,房屋外圍有加強(qiáng)筋35加強(qiáng)的外延地板2,上開口的浮倉構(gòu)件的外延地 板2的上下有固定的塑料泡沫5作為浮體,在房屋一層上的外圍四角延伸出房沿 地板31,室外地板上的減震橡膠21支承房沿地板31。塑料泡沫5作為穩(wěn)定性浮 體穩(wěn)定房屋,減震橡膠21作為緩沖支承體輔助穩(wěn)定房屋,在減震中兩套穩(wěn)定裝置 共同穩(wěn)定房屋的動靜平衡。由于塑料泡沫5較多,故可在塑料泡沫5上覆蓋保護(hù) 層。也可以在地板2上的外圍以輕質(zhì)混凝土材料做成固定的船舷,船舷上固定塑 料泡沫5將水隔離在地板外圍,塑料泡沫上覆蓋保護(hù)層。
本方案由于房屋有自身完全的漂浮穩(wěn)定性,在11度地震烈度發(fā)生時,即使減 震橡膠21的支承失效,房屋自身仍有足夠抗震穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1. 一種水基或陸基或半浮的低層房屋,是以房屋內(nèi)部空間為浮倉的水基房屋,或者是由高出地基的地樁支承房屋底部的陸基房屋,或者是水基或陸基共存的半浮房屋,其特征是,上訴三種房屋都是可獨立使用或用于減震的房屋,房屋底層的中下部為上開口的浮倉構(gòu)件基礎(chǔ)上,可獨立于地基之上房屋的基腳及地板也作為下開口的浮倉構(gòu)件,下開口的浮倉中有地樁或有水面密封的氣體或兩者都有。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l,所訴的一種水基或陸基或半浮的低層房屋,其特征是,所訴房屋的基 腳自身也是下開口的浮倉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2,所訴的一種水基或陸基或半浮的低層房屋,其特征是,所訴房屋下的 地基是包括粘土層為代表的保水地基。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3,所訴的一種水基或陸基或半浮的低層房屋,其特征是,所訴的地基與 房屋底部之間有碳渣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項,,所訴的一種水基或陸基或半浮的低層房屋,其特征是, 所訴上開口的浮倉構(gòu)件的周圍與水面相鄰位置,是有用于房屋浮力穩(wěn)定或防水的橡膠泡沬 或塑料泡沫。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項,所訴的一種水基或陸基或半浮的低層房屋,其特征是, 所訴房屋的地板上有加氣管及可開啟的排氣口與下開口浮倉相通。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項,所訴的一種水基或陸基或半浮的低層房屋,其特征是, 所訴房屋一層為半沉降形式,室外地板上有內(nèi)斜的減震橡膠支承于二層的屋沿地板下。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項,所訴的一種水基或陸基或半浮的低層房屋,其特征是, 所訴房屋上部經(jīng)鋼索固定連接房錨或固定連接樹或兩者都有。
9. 一種水基或陸基或半浮的低層房屋的減震及可變減震的方法是,在水基或陸基或半 浮的低層房屋可分別獨立使用或用于減震基礎(chǔ)上,還可以通過向自然或人工加水或放水使 水基或陸基或半浮的房屋的狀態(tài)產(chǎn)生相互轉(zhuǎn)換,或者通過向下開口的浮倉中人工加氣或放 氣使水基或陸基或半浮的低層房屋的狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換,從而兼容又互備地使用或用于減震。
10. —種水基或陸基或半浮的低層房屋的用途主要包括,平常使用功能及減震功能及可 變減震功能,或兼?zhèn)溆兴照{(diào)功能,或也有滅火功能,或也有蓄水池功能,或還有防洪功 能,或房屋移位功能。
全文摘要
本案涉及一種水基或陸基或半浮的普通低層房屋及其浮倉,還涉及用于抗天災(zāi),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,涉及防全球變暖的水空調(diào)房屋,涉及移位的房屋,尤其是減震的普通低層房屋。由于有基腳支承房屋,可使房屋意外傾斜或下沉限制在0.7米或0.3米以內(nèi),從而保證人員安全。還在于房屋重量輕,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,浮力大,穩(wěn)定性好。本案的重點是房屋的可變減震功能,本案是為挑戰(zhàn)極限地震而用水土木實現(xiàn)的減震機(jī)器,而如何使減震機(jī)器的環(huán)境還原為普通房屋的環(huán)境布局,則在后續(xù)中說明。
文檔編號B63B35/44GK101519920SQ20081004568
公開日2009年9月2日 申請日期2008年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者請求不公開姓名 申請人:劉吉彬