[发明专利]一种组合型钢式地震表面波屏障结构及其制作方法

权利要求书

1.一种组合型钢式地震表面波屏障结构，其特征在于：该地震表面波屏障结构由组合型钢式波屏障结构单胞在水平面内沿两个相互垂直的方向延拓组成，并设计在建筑物周边；组合型钢式地震表面波屏障结构单胞由十字型钢(1)和H型钢(2)组成；将十字型钢(1)和H型钢(2)预制好后，通过焊接等工艺手段组装在一起，之后将组合好的组合型钢布置在建筑周边的土壤层(3)上方。

2.根据权利要求1所述的一种组合型钢式地震表面波屏障结构，其特征在于：组合型钢式地震表面波屏障结构中，十字型钢部分长度为1.2m，厚度为0.1m，高度10m；H型钢部分腹板位置长度为0.6m，翼缘部分长度为0.4m，厚度均为0.1m，高度均为10m；两个相邻单胞形心之间的间距均为2m。

3.根据权利要求1所述的一种组合型钢式地震表面波屏障结构，其特征在于：所设计的组合型钢式地震表面波屏障结构布置在建筑周边，沿建筑物环向布置，距离建筑物水平距离10m；所设计的单胞结构延拓后所组成的周期性排列结构外围尺寸不小于建筑物基础外围尺寸。

4.根据权利要求1所述的一种组合型钢式地震表面波屏障结构，其特征在于：布置于建筑周边，在一定范围内沿建筑环向布置，利用周期性结构的带隙特性，衰减频率位于0.43-2.73Hz和8.97-16.33Hz两个频段范围内地震表面波，保护建筑免受特定频段地震表面波的危害。

5.根据权利要求1所述的一种组合型钢式地震表面波屏障结构，其特征在于：当地震表面波到达所设计的组合型钢式波屏障后，由于土壤和上部结构之间阻抗不同，在结构与土壤层交接处和结构顶部都会产生振动，从而使周期性结构产生带隙，频率落在带隙范围内的地震表面波无法通过所设计结构。

6.根据权利要求1所述的一种组合型钢式地震表面波屏障结构，其特征在于：将十字型钢(1)和H型钢(2)按照本发明所设计形式组合后，将其布置在土壤层(3)上方。

7.根据权利要求1所述的一种组合型钢式地震表面波屏障结构，其特征在于：一个结构单胞中的四个H型钢(2)形心位置到十字型钢(1)形心的距离均相等。

8.根据权利要求1所述的一种组合型钢式地震表面波屏障结构，其特征在于：所设计的组合型钢式地震表面波屏障结构的材质包括钢和土壤；钢的密度ρ₁＝7784kg/m³；杨氏模量E₁＝2.07×10¹¹Pa；泊松比γ₁＝0.3；土壤层的密度ρ₂＝1300kg/m³；杨氏模量E₂＝2×10⁷Pa；泊松比γ₂＝0.3。