CN101994352B - 微震控制建筑系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微震控制建筑系统，包含外部建筑体、内部建筑体及缓冲单元。外部建筑体包含反作用力面，内部建筑体容置于外部建筑体内，而缓冲单元设置于内部建筑体与反作用力面之间，并吸收自外部建筑体传递的微震动。

Description

微震控制建筑系统

技术领域

本发明是关于一种微震控制建筑系统；具体而言，本发明是关于一种用以消除或降低环境微震动的微震控制建筑系统。 

背景技术

一般设置在建筑物上或机车、汽车等交通工具上的阻尼器，会因为使用的方式不同，而有各种不同的基本型态。其中用于房门、家具、柜子等建筑结构上的减震器，通常包含一个具有一个安装信道的外管单元、一个可相对外管单元往复轴向滑移地设置在安装信道中的活塞，以及一个与活塞连动地结合的活塞杆。当门板关闭时，活塞杆与活塞相对外管单元滑移并驱动外管单元内部的液体流动，藉由减震器的设计，使建筑结构先以较快的速度闭合，并在建筑结构将要完全闭合时，让建筑结构以较慢的速度闭合以达到微震控制的作用。 

虽然市面上已有许多不同形态及功能的减震器，但却无消除约3赫兹微震动的减震器。有鉴于此，本发明是为了改善并提供解决上述微震动的发明，深思研究并配合学术理论的运作，而提出一种设计合理且有效改善微震动的本发明。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种微震控制建筑系统，藉本发明的微震控制建筑系统，以消除环境所传递的微震动。 

本发明的另一目的在于提供一种微震控制建筑系统，供设置精密实验仪器之用。 

本发明的微震控制建筑系统包含外部建筑体、内部建筑体及缓冲单元。外部建筑体包含反作用力面，内部建筑体则容置于外部建筑体内。缓冲单元设置于内部建筑体与反作用力面之间，其中缓冲单元自反作用力面接收反作用力以支撑内部建筑体，并吸收自外部建筑体传递的微震动。此外，缓冲单元接收的反作用力，可用以抵销垂直方向的外力所造成的微震动。 

本发明的优点是可消除环境所传递的微震动。 

附图说明

图1显示微震控制机构实施例的示意图； 

图2显示微震控制机构的另一实施例的示意图； 

图3显示微震控制机构的变化实施例的示意图； 

图4显示微震控制机构的另一变化实施例的示意图； 

图5显示微震控制建筑实施例的示意图； 

图6显示微震控制建筑另一实施例的示意图； 

图7显示下部混凝土结构变化实施例的示意图； 

图8显示下部混凝土结构另一实施例的示意图；以及 

图9显示微震控制建筑实施例的俯视图。 

符号说明 

1微震控制建筑系统 

2内部建筑体 

211容置槽 

2111槽壁 

22底面 

23侧壁 

24基座 

25下部混凝土结构 

3外部建筑体 

3211舱体 

3212气舱 

33墩柱 

331缓冲垫 

332底面 

333顶面 

34浮板 

35反作用力面 

371逆止阀 

3911第一舱箱 

3912第二舱箱 

4缓冲单元 

41气垫 

42气垫柱 

61第一斥力单元 

61’磁条 

62第二斥力单元 

62’磁铁 

70索状物 

具体实施方式

如图1所示的实施例中，本发明的微震控制建筑系统1包含内部建筑体2、外部建筑体3及缓冲单元4。如图1所示实施例中，外部建筑体3内包含反作用力面35，反作用力面35为反作用力的提供面，具体来说，是一种虚拟的表面，此表面的位置会随需要反作用力支撑的标的物位置不同而不同，也因此在不同实施例中，反作用力面35的位置会略有差异。缓冲单元4设置于内部建筑体2与反作用力面35之间，具体而言，缓冲单元4为气垫41，气垫41受到气垫柱支撑，而此时气垫柱相当于气垫41的延伸，故缓冲单元4则包含气垫41及气垫柱，也因此反作用力面35的位置处于气垫41及气垫柱之下，气垫41较佳为O型气囊，然而也可依据不同实施例及设计方式调整气垫41的形状及结构，具体来说，气垫41也可包含支撑架及其它气垫零件，气垫41内部的气压约10～1bar左右，也可堆叠数个气垫41来调整反作用力。如图1所示，气垫41为双层，然而在其它实施例中，气垫41的层数并不以此为限。在此实施例中，气垫41是藉由气体密度及气垫张力产生反作用力以支撑内部建筑体2，进而吸收外部建筑体3传递的微震动，具体来说，本发明可藉由调控气垫41的充气量，而来吸收垂直方向外力所造成的微震动。如图1所示的实施例中，内部建筑体2可为实验室、贵重仪器置放处、手术室、半导体制程中心等需要避免约3至100赫兹微震动的建筑结构。 

如图2所示的实施例中，微震控制建筑系统1进一步包含缓冲垫331，缓冲垫331可供缓冲内部建筑体2周围的压力，在此实施例中，缓冲垫331设置于内部建 筑体2的底面22上；然而在其它实施例中，缓冲垫331也可设置于内部建筑体2的侧面或反作用力面35上，而降低微震动对内部建筑体2的影响。缓冲垫331的材质较佳为能吸收震动的泡棉及保丽龙或其它能吸收冲击力量的材质；缓冲垫331的形状较佳为正方体柱形，然而在其它实施例中，缓冲垫331的形状也可为其它几何图形。如图3实施例所示，微震控制建筑系统1进一步包含墩柱33，缓冲垫331设置于墩柱33的底面332，而墩柱33的顶面333连接内部建筑体2的底面22；然而在其它实施例(图未示)中，墩柱33也可连接于反作用力面35，而将缓冲垫331设置于墩柱33的顶面333，用以缓冲内部建筑体2对反作用力面35的冲击。 

如图4所示的实施例中，内部建筑体2容置于外部建筑体3内，缓冲单元4为液体，液体较佳为水，但也可为其它饱和液体或非饱和液体。在此实施例中，外部建筑体3进一步包含槽壁2111，槽壁2111自反作用力面35向上延伸并与反作用力面35围成容置槽211，缓冲单元4及部分内部建筑体2容纳于容置槽211中。具体而言，缓冲单元4(如水)环绕部分内部建筑体2而提供内部建筑体2反作用力，供吸收垂直方向外力所造成的微震动。如图4所示，微震控制建筑系统1进一步包含至少一浮板34，浮板34设置于容置槽211内的内部建筑体2侧壁23与槽壁2111之间，以防止缓冲单元4(如水)大量散失，及避免人员进出内部建筑体2时，因不注意而掉落入内部建筑体2与容置槽211之间的空间之内。浮板34较佳为单层设置于缓冲单元4上，浮板34之间用铁链或其它金属卡合件连接，然而在其它实施例中，浮板34也可为双层彼此交互叠设而置于缓冲单元4上。浮板34的材料较佳为发泡性热溶胶材料构成；然而在其它实施例中，浮板34的材料也可为其它塑料所构成。 

如图4所示，内部建筑体2包含基座24及下部混凝土结构25，下部混凝土结构25连接基座24。下部混凝土结构25包含舱体3211及气舱3212，舱体3211及气舱3212相互连通，供平衡下部混凝土结构25及内部建筑体2的重心，以维持内部建筑体2的平衡，例如气舱3212的气体密度可影响舱体3211内的重心位置，而达成上述目的。在不同的实施例中，下部混凝土结构25也可因应不同的设计结构及平衡原理而调整为不同的机构设计。 

如图4所示，下部混凝土结构25包含至少一舱体3211及气舱3212，舱体3211可供导入或排出缓冲单元4(如水)以供调整内部建筑体2的水平程度或重心位置，以达成吸收环境所传递的微震动及设置精密实验仪器之用。换言之，缓冲单元4(如水)可流入或排出于舱体3211。在此实施例中，舱体3211包含第一舱箱3911及第二舱 箱3912，第一舱箱3911及第二舱箱3912之间由逆止阀371连通。藉由逆止阀371的设计，下部混凝土结构25可精密地调控第一舱箱3911及第二舱箱3912所含缓冲单元4(如水)的比例，以供调整下部混凝土结构25或内部建筑体2的重心或水平程度。然而在其它实施例中，舱箱的数量并不以此为限。此外，气舱3212可导入或抽空内部气体，也可供调整下部混凝土结构25或内部建筑体2的重心或水平程度。 

如图4所示，微震控制建筑系统1更包含至少一第一斥力单元61及第二斥力单元62，第一斥力单元61设置于容置槽211内的内部建筑体2内，第二斥力单元62则设置于相对第一斥力单元61的槽壁2111，第一斥力单元61与第二斥力单元62的相对距离小于或等于槽壁2111与内部建筑体2的相对距离，以供维持内部建筑体2的空间位置。在此实施例中，第二斥力单元62为突出槽壁2111的结构；但在其它实施例中，第二斥力单元62的形状或结构并不以此为限，也可与嵌入槽壁2111而与槽壁2111平整。此外，第一斥力单元61与第二斥力单元62之间存有一定强度的超距斥力，以供维持内部建筑体2在空间中的相对位置。具体而言，第一斥力单元61为磁条61’，第二斥力单元62为磁铁62’，其中磁铁62’与磁条61’的磁极相同，以提供横向斥力来维持内部建筑体2在空间中的相对位置。 

如图5所示的实施例中，微震控制建筑系统1包含内部建筑体2、外部建筑体3及缓冲单元4。外部建筑体3可为家用住宅、别墅、宿舍、饭店、旅馆、民宿、商用大楼、厂房建筑、医院病房、车站、机场或其它类型的复合式建筑。如图5所示，外部建筑体3包含容置槽211，在此实施例中，容置槽211设置于外部建筑体3所在的地平面以下；然而在其它实施例中，也可依据不同的建筑强度需求而调整设置于地平面以上，也可不限于设置于外部建筑体3所涵盖的区域之内。如图5所示的容置槽211具有槽壁2111与反作用力面35，由槽壁2111与反作用力面35所围成的容置槽211可连通成圆环状，但不限于此形状，也可连通成各种简单几何图形，如正方形、三角形及椭圆形(详见图9说明)。 

如图5实施例中所示，下部混凝土结构25包含舱体3211及气舱3212，气舱3212连接于舱体3211，气舱3212可藉由导入或抽空内部气体的密度，进而改变舱体3211内缓冲单元4(如液体)的体积或蒸汽压，来调整内部建筑体2的重心位置，以达成吸收环境所传递的微震动及设置精密实验仪器之用。具体而言，舱体3211可为水箱，其可分为不同区段，每一区段舱体3211的吸进液体(如水)或排出液体皆受到调控，以供调整内部建筑体2或(下部混凝土结构25)的水平程度或调整重心位置。此外， 此实施例中的外部建筑体3及内部建筑体2可环绕成圆环状，但不限于此形状，也可连通成各种简单几何图形，而为一连通的混凝土结构，以供一系列精密仪器设置运作或生产之用。此实施例中，浮板34、墩柱33、缓冲单元4及缓冲垫331的设置方式及功能如同上述实施例所示。在此实施例中，磁铁62’设置于相对于内部建筑体2的槽壁2111所突出的一端，相对于突出槽壁端的内部建筑体2则设置磁条61’，磁铁62’与磁条61’的极性相同，因此会产生超距斥力，以达成本发明目的。具体而言，若磁铁62’的磁极为N时，磁条61’的磁极也为N。因此，容置槽211与内部建筑体2可藉由相同磁极的磁铁62’与磁条61’来吸收水平方向的微震动并维持内部建筑体2的水平位置。然而在其它实施例中，磁铁62’的磁极与磁条61’的磁极也可不同，此时微震控制建筑系统1受到两相对边磁铁62’与磁条61’之间的吸引力，也可维持一定的水平位置及吸收水平方向的微震动。 

如图6的实施例所示，缓冲单元4为气垫41。在此实施例中，气垫41较佳有气垫柱42所支撑，气垫柱42较佳设置于反作用力面35与内部建筑体2之间，然而在其它实施例(图未示)中，气垫柱42也可设置于侧壁2111或内部建筑体2侧壁23上，而气垫41则设置于其中以供调整水平剪力的分力，并进一步协助磁铁62’及磁条61’在上述实施例中的功能。气垫41也可藉由其它装置(如电控通气孔)(图未示)来调控各气垫41内的含气量，以供调整内部建筑体2的水平程度或调控其重心位置，并同时吸收微震动。在其它实施例中(图未示)，缓冲单元4也可为相同磁极的磁力装置(磁力装置分别设置于内部建筑体2的底面22及反作用力面35)，而提供稳定的反作用力以吸收环境垂直方向微震动对内部建筑体2的影响。在此实施例中，微震控制建筑系统1进一步包含至少一可挠生及吸震性的索状物70，索状物70连接于内部建筑体2与容置槽211之间，此时索状物70为可吸收冲击及微震动的材料，如泡棉、发泡性热溶胶等可提供相同类似功能的材料。 

如图7的实施例所示，内部建筑体2也可设置于外部建筑体3的地平面以下，在此实施例中，磁铁62’与磁条61’的数量较一般的实施例要多，因此整体微震控制建筑系统1的抗震度要比图5实施例的抗震度要强，且内部建筑体2的位置也比较稳固，是故可藉由省略下部混凝土结构25来节省建构微震控制建筑系统1的成本。如图8实施例所述，下部混凝土结构25包含至少一舱体3211及气舱3212，此实施例可藉由较大面积的下部混凝土结构25调节内部建筑体2的水平程度或重心位置。 

如图9所示的实施例中，由于内部建筑体2与外部建筑体3并无直接连接，而 且内部建筑体2与外部建筑体3之间是利用磁极斥力来吸收微震动的影响。内部建筑体2容置于容置槽211中，在此实施例中，外部建筑体3的外部建筑并无绘制其位置，换言之，图中只显示连通成圆形的容置槽211可容置内部建筑体2于其内；然而在其它实施例中，容置槽211与内部建筑体2也可设计成椭圆形、三角形或多角形，以避免内部建筑体2任意沿圆心转动。图9显示在此实施例中，磁铁62’与磁条61’的相对结构可为卡榫形状，但不以此为限，而使内部建筑体2与外部建筑体3的相对位置并不因为旋转而改变。然而在其它实施例中，也可设计其它形状(如椭圆形、三角形)以避免内部建筑体2与外部建筑体3产生相对旋转。 

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于申请专利范围的精神及范围的修改及均等设置均包含于本发明的范围内。 

Claims (14)

1.一种微震控制建筑系统，包含：

一外部建筑体，外部建筑体包含一反作用力面及一槽壁，其中槽壁自反作用力面向上延伸并与反作用力面围成一容置槽；

一内部建筑体，容置于外部建筑体内；

一缓冲单元，缓冲单元设置于内部建筑体与反作用力面之间，其中缓冲单元自反作用力面接收一反作用力以支撑内部建筑体，并吸收自外部建筑体传递的微震动，且缓冲单元及内部建筑体容纳于容置槽；以及

至少一第一斥力单元及至少一第二斥力单元，其中第一斥力单元设置于容置槽内的内部建筑体内，第二斥力单元则设置于相对第一斥力单元的槽壁，第一斥力单元与第二斥力单元的相对距离小于或等于槽壁与内部建筑体的相对距离，以供维持内部建筑体的空间位置。

2.如权利要求1所述的微震控制建筑系统，其特征在于第一斥力单元为一磁条，第二斥力单元为一磁铁，磁铁与磁条的磁极相同。

3.如权利要求1所述的微震控制建筑系统，其特征在于进一步包含至少一可挠性及吸震性的索状物，索状物连接于内部建筑体与容置槽之间。

4.如权利要求1所述的微震控制建筑系统，其特征在于内部建筑体包含一基座及一下部混凝土结构，下部混凝土结构连接基座。

5.如权利要求4所述的微震控制建筑系统，其特征在于进一步包含一磁铁，磁铁设置于相对于内部建筑体的槽壁所突出的一端，相对于突出槽壁端的内部建筑体则设置一磁条，磁铁与磁条的极性相同。

6.如权利要求4所述的微震控制建筑系统，其特征在于下部混凝土结构包含一舱体及一气舱，舱体及气舱相互连通。

7.如权利要求6所述的微震控制建筑系统，其特征在于舱体包含一第一舱箱及一第二舱箱，第一舱箱及第二舱箱之间由一逆止阀连通。

8.如权利要求6所述的微震控制建筑系统，其特征在于缓冲单元可流入或排出于舱体。

9.如权利要求6所述的微震控制建筑系统，其特征在于气舱可导入或抽空内部气体。

10.如权利要求1所述的微震控制建筑系统，其特征在于进一步包含至少一缓冲垫，缓冲垫设置于内部建筑体的一底面。

11.如权利要求10所述的微震控制建筑系统，其特征在于进一步包含一墩柱，缓冲垫设置于墩柱的一底面，墩柱的一顶面连接内部建筑体的底面。

12.如权利要求1所述的微震控制建筑系统，其特征在于进一步包含至少一浮板，浮板设置于容置槽内的内部建筑体侧壁与槽壁之间。

13.如权利要求1所述的微震控制建筑系统，其特征在于缓冲单元选自液体及气垫。

14.如权利要求13所述的微震控制建筑系统，其特征在于液体选自水、饱和液体及非饱和液体。

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