CN103184749A - 一种基础隔震非接触式限位系统 - Google Patents

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杜红凯
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韩淼
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Abstract

一种基础隔震非接触式限位系统，属于工程结构减震与隔震技术领域，其包括限位磁铁I（5）、限位磁铁II(6）以及反力支座（7）；反力支座（7）与基础相连，限位磁铁II（6）锚固于反力支座（7）上；限位磁铁I（5）锚固于隔震层上部楼盖（8）上，限位磁铁I（5）与限位磁铁II(6）N极与N极相对或S极与S极相对，限位磁铁I（5）、限位磁铁II(6）之间设有一预留距离。根据磁铁同性相斥的原理，磁铁产生反作用力，将隔震层的位移限制控制在安全范围以内，避免了隔震层及其他附属装置的损坏。

Description

一种基础隔震非接触式限位系统
技术领域
本发明涉及一种采用磁铁同性相斥原理的一种基础隔震非接触式限位系统，属于工程结构减震与隔震技术领域，主要用于房屋及桥梁等建筑物基础隔震装置的保护。
背景技术
基础隔震结构最常用的形式有两种，一种是橡胶支座隔震结构，一种是滑移隔震结构，由于其在地震中的卓越表现，应用越来越广泛。在对震后的隔震建筑进行调查时，曾发现有隔震层与基础相撞的现象，由于地震波的不规律性，地震波的低频部分存在与结构发生类共振的可能性，使隔震层的位移超过原设计值，造成隔震层以及相关管线的损坏。
为防止隔震层位移超过设计值，经常采用限位装置对隔震层的位移加以限制，常用的限位装置有三种，第一种是直接设置限位挡板，第二种是采用弹簧、U型钢板等作为限位器，第三种是采用橡胶作为限位器。前两种限位措施，由于碰撞时，接触刚度大，给隔震层带来冲击，当冲击较大时，会造成结构损坏；第三种措施，由于橡胶层刚度较小，当橡胶层较厚时，变形较大，无法起到限位的效果，当橡胶层较薄时，橡胶层被压缩之后，仍然会给上部结构带来冲击。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种基础隔震非接触式限位系统，其根据磁铁同性相斥的原理，对基础隔震结构进行有效保护。
本发明的技术方案如下：
一种基础隔震非接触式限位系统，包括限位磁铁I、限位磁铁II以及反力支座；反力支座与基础相连，限位磁铁II锚固于反力支座上；限位磁铁I锚固于隔震层上部楼盖上，限位磁铁I与限位磁铁IIN极与N极相对或S极与S极相对，限位磁铁I、限位磁铁II之间设有一预留距离。
当所述的限位磁铁I、限位磁铁II为电磁铁时其还包括有传感器、分析系统、控制器、供电系统；传感器安装在隔震层上部楼盖上；由传感器捕获隔震层位移及其他振动信号，并传给分析系统2，经分析系统2计算分析以后，给控制器发出工作指令，控制器指挥供电系统给限位磁铁I和限位磁铁II提供电流，产生磁场，进而产生反作用力，限制隔震层的位移；所述的供电系统所产生的电流可调导致所产生的反作用力也可调。
限位磁铁I、限位磁铁II也可为永久磁铁。
本发明的工作原理为，通过磁铁之间的反作用力（磁力）限制隔震层的过大位移，将其控制在安全范围以内。磁铁之间反作用力（磁力）的大小由磁场强度决定，磁场强度由距离磁铁的远近和磁铁线圈内的电流大小决定。工作过程中，一方面，隔震层发生侧移，两磁铁之间的距离减小，磁场强度增大，反作用力增大；另一方面，由传感器捕获隔震层位移及其他振动信号，并传给分析系统，分析系统接收传感器信号，经计算分析以后，给控制器发出工作指令，控制器指挥供电系统，给两块电磁铁提供特定的电流，改变磁场强度，进而改变反作用力的大小。
所述的基础隔震非接触式限位系统，由于其磁力为非接触力，在整个限位过程中不会给隔震层及上部结构带来冲击。另外，分析系统根据隔震层的位移、速度和加速度，计算出将隔震层控制在安全范围内所需的磁场强度，并通过供电系统调整电磁铁内的电流，改变磁场强度，进而改变磁铁之间的作用力，能很好地将隔震层位移控制在安全范围以内，起到限位作用。
所述的基础隔震非接触式限位系统，其两块限位磁铁也可以是永久磁铁，当采用永久磁铁时，不需要传感器、分析系统、控制器和供电系统。
有益效果：本发明的基础隔震非接触式限位系统可以有效地限制不同工况下隔震层的位移，防止隔震层发生破坏，且不会对隔震层和上部结构产生冲击。
附图说明
图1为基础隔震非接触式限位系统示意图；
图2为基础隔震非接触式限位系统在橡胶支座隔震结构中应用的立面示意图；
其中：1-传感器；2-分析系统；3-控制器；4-供电系统；5-限位磁铁I；6-限位磁铁II；7-反力支座；8-隔震层上部楼盖；9-隔震支座；10-隔震层上部结构。
具体实施方式
实施例1：
如图1-2所示，本发明的基础隔震非接触式限位系统，其具体实施方式如下：
对于橡胶支座隔震结构，在隔震层上部楼盖8的四周，设置与基础相连的反力支座7，将限位磁铁II6安装于反力支座7上，将限位磁铁I5安装于隔震层上部楼盖8上，两磁铁N极或S极相对，之间留有预留距离。限位磁铁I5与限位磁铁II6均为电磁铁。当隔震层上部楼盖8发生侧移时，传感器1采集到信号，经分析系统2计算，由控制器3给供电系统4发出指令，供电系统4给限位磁铁I5、限位磁铁II6提供特定的电流，限位磁铁I5、限位磁铁II6产生所需反作用力，限制隔震层的侧移，将隔震层侧移控制在安全范围内，避免了隔震层及其他附属装置的损坏。
此限位系统不仅可以用于橡胶支座基础隔震结构，还可用于其他类型的基础隔震结构。
实施例2：
本实施例与实施例1类似，只是将限位磁铁I5与限位磁铁II6均限制为永久磁铁，此时不需要传感器1、分析系统2、控制器3和供电系统4。

Claims (3)

1.一种基础隔震非接触式限位系统，其特征在于：包括限位磁铁I（5）、限位磁铁II(6）以及反力支座（7）；反力支座（7）与基础相连，限位磁铁II（6）锚固于反力支座（7）上；限位磁铁I（5）锚固于隔震层上部楼盖（8）上，限位磁铁I（5）与限位磁铁II(6）N极与N极相对或S极与S极相对，限位磁铁I（5）、限位磁铁II(6）之间设有一预留距离。
2.根据权利要求1所述的一种基础隔震非接触式限位系统，其特征在于：当所述的限位磁铁I（5）、限位磁铁II(6）为电磁铁时其还包括有传感器（1）、分析系统（2）、控制器（3）、供电系统（4）；传感器（1）安装在隔震层上部楼盖（8）上；由传感器（1）捕获隔震层位移及其他振动信号，并传给分析系统（2），经分析系统（2）计算分析以后，给控制器（3）发出工作指令，控制器（3）指挥供电系统（4）给限位磁铁I（5）和限位磁铁II(6）提供电流，产生磁场，进而产生反作用力，限制隔震层的位移；所述的供电系统（4）所产生的电流可调导致所产生的反作用力也可调。
3.根据权利要求1所述的一种基础隔震非接触式限位系统，其特征在于：限位磁铁I（5）、限位磁铁II(6）为永久磁铁。
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