CN105952230B - 新结构防震建筑 - Google Patents

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Abstract

本发明新结构防震建筑包括主体部分(100)，其包括蛋壳状的外壳；配重(200)，其固定于所述外壳的底部；及抗风柱(300)，其上部与所述外壳固定，其底部与地基固定。本发明借鉴了不倒翁的原理，可既保证了建筑的吸震、防震，又通过抗风柱来避免主体部分(100)的摇晃。即，即使在较强地震的情况下，抗风柱作用失效，主体部分本身也可以依靠自身结构来防震。

Description

新结构防震建筑
技术领域
本发明涉及一种建筑体，特别是涉及一种用于抗震的建筑主体。
背景技术
“兵临城下，被动的去抵抗，不如事先就作好预防！”。近些年来，全世界范围内的人民饱受地震的侵害。
地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成振动，期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞，造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂，是引起地震的主要原因。
地震开始发生的地点称为震源，震源正上方的地面称为震中。破坏性地震的地面振动最烈处称为极震区，极震区往往也就是震中所在的地区。地震常常造成严重人员伤亡，能引起火灾、水灾、有毒气体泄漏、细菌及放射性物质扩散，还可能造成海啸、滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害。
据统计，地球上每年约发生500多万次地震，即每天要发生上万次的震。其中绝大多数太小或太远，以至于人们感觉不到；真正能对人类造成严重危害的地震大约有十几二十次；能造成特别严重灾害的地震大约有一两次。人们感觉不到的地震，必须用地震仪才能记录下来；不同类型的地震仪能记录不同强度、不同远近的地震。世界上运转着数以千计的各种地震仪器日夜监测着地震的动向。
当前的科技水平尚无法预测地震的到来，未来相当长的一段时间内，地震也是无法预测的。所谓成功预测地震的例子，基本都是巧合。对于地震，我们更应该做的是提高建筑抗震等级、做好防御，而不是预测地震。
因此，如何提高建筑的抗震等级成为目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便的新结构防震建筑。
本发明新结构防震建筑，包括主体部分，其包括蛋壳状的外壳；配重，其固定于所述外壳的底部；及抗风柱，其上部与所述外壳固定，其底部与地基固定。
本发明新结构防震建筑，其中所述外壳包括上壳体和下壳体，所述下壳体为半圆形，所述配重设置在所述下壳体内。
本发明新结构防震建筑，其中所述下壳体的半径与上壳体的高度的比例为0.618：1。
本发明新结构防震建筑，其中所述抗风柱为至少三个，至少三个抗风柱均匀地环绕在所述外壳外侧，至少三个抗风柱之间通过缓冲层连接，所述缓冲层位于所述上壳体和下壳体之间。
本发明新结构防震建筑，其中所述抗风柱为至少三个，至少三个抗风柱均匀地环绕在所述外壳外侧，所述主体部分和抗风柱之间设有缓冲层。
本发明新结构防震建筑，其中所述主体部分的骨架由钢制成。
本发明新结构防震建筑，其中所述主体部分的建筑内墙、外墙、地板由木材制成。
本发明新结构防震建筑，其中所述主体部分的内部的龙骨之间通过铰链连接。
本发明新结构防震建筑，其中所述配重由超粗骨料的混凝土材料制成，配重浇铸在主体部分的骨架上。
本发明新结构防震建筑，其中所述主体部分的门采用悬梯门。
本发明新结构防震建筑，其中所述主体部分的墙体包括内墙和外墙。
本发明新结构防震建筑，其中所述主体部分的楼板由双层木质材料制成。
本发明新结构防震建筑，其中所述缓冲层设有缓冲板和扭转件，所述扭转件包括扭转球、球槽、线圈、永磁铁、弹簧、球板；所述扭转球与所述缓冲板固定，所述缓冲板与所述抗风柱固定，扭转球位于所述球槽内，所述球槽的底部与所述下壳体的上表面固定，所述球板位于所述扭转球正上方，所述球板通过顶部固定有板螺母，所述板螺母通过板螺杆与上壳体的下表面固定，沿每个扭转球的圆周方向设有三个弹簧，所述弹簧位于上壳体的下表面和下壳体的上表面之间；所述上壳体的下表面设有线圈，所述线圈与报警器连接，所述下壳体的正对所述线圈的位置设有永磁铁。
本发明新结构防震建筑，其中所述抗风柱与主体部分之间通过反震座固定，所述反震座包括扬板、固定夹、下梁、杠杆、第一气杆、第二气杆、第三气杆、第四气杆、反动控制器；所述反震座的两个固定夹与所述抗风柱固定，所述扬板与所述主体部分固定，所述两个固定夹之间固定有下梁，所述下梁的两侧通过第一气杆、第二气杆与扬板的两侧铰链连接，所述下梁的中部的靠近第一气杆的一侧与杠杆的一端铰链连接，所述扬板的远离第一气杆的一侧与杠杆的另一端铰链连接，所述下梁与杠杆之间设有第三气杆、第四气杆；所述反动控制器根据所述线圈的电流方向，控制第一气杆、第二气杆、第三气杆、第四气杆的伸缩。
本发明新结构防震建筑，其中所述抗风柱与主体部分之间通过反扭钩固定，所述反扭钩包括悬臂架、驴头、弹簧杆、C形钩、驴头电机、反动控制器；所述悬臂架的一端与抗风柱固定，所述悬臂架的上部固定有驴头电机，所述驴头电机的输出轴与驴头固定，所述驴头的与C形钩的一端钩接，所述C形钩的中部与悬臂架铰链连接，C形钩的另一端与所述主体部分钩接，所述C形钩的一端与悬臂架之间设有弹簧杆；所述反动控制器根据所述线圈的电流方向，控制驴头电机的旋转方向。
本发明新结构防震建筑，其中所述抗风柱与主体部分之间通过双曲柄臂固定，所述双曲柄臂包括双曲支座、第一曲柄、第二曲柄、第一夹爪、第二夹爪、反动控制器；所述抗风柱与双曲柄支座的一端固定，所述双曲柄支座的另一端固定有第一曲柄电机和第二曲柄电机，所述第一曲柄电机的输出轴通过第一曲柄与第一夹爪连接，所述第二曲柄电机的输出轴通过第二曲柄与第二夹爪连接，所述第一夹爪、第二夹爪分别与上壳体、下壳体固定；所述反动控制器根据所述线圈的电流方向，控制第一曲柄电机和第二曲柄电机的旋转方向。
本发明新结构防震建筑与现有技术不同之处在于本发明新结构防震建筑借鉴了不倒翁的原理，可既保证了建筑的吸震、防震，又通过抗风柱来避免主体部分的摇晃。即，即使在较强地震的情况下，抗风柱作用失效，主体部分本身也可以依靠自身结构来防震。
下面结合附图对本发明的新结构防震建筑作进一步说明。
附图说明
图1是新结构防震建筑的主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的剖视图；
图4是新结构防震建筑的扭转件结构示意图；
图5是新结构防震建筑的反震座结构示意图；
图6是新结构防震建筑的反扭钩结构示意图；
图7是新结构防震建筑的双曲柄臂的第一状态图；
图8是新结构防震建筑的双曲柄臂的第二状态图。
具体实施方式
如图1～8所示，参见图3，本发明新结构防震建筑包括
主体部分100，其包括蛋壳状的外壳；
配重200，其固定于所述外壳的底部；及
抗风柱300，其上部与所述外壳固定，其底部与地基固定。
本发明借鉴了不倒翁的原理，可既保证了建筑的吸震、防震，又通过抗风柱来避免主体部分100的摇晃。即，即使在较强地震的情况下，抗风柱作用失效，主体部分本身也可以依靠自身结构来防震。
优选地，所述外壳包括上壳体101和下壳体102，所述下壳体102为半圆形，所述配重200设置在所述下壳体102内。
本发明通过半圆形的下壳体可方便外壳在振动时可随意摇摆，从而缓冲地震的震动。
优选地，所述下壳体102的半径与上壳体101的高度的比例为0.618：1。
本发明通过上述黄金分割比例，可增加外壳的美感。
优选地，所述抗风柱300为至少三个，至少三个抗风柱300均匀地环绕在所述外壳外侧，至少三个抗风柱300之间通过缓冲层301连接，所述缓冲层301位于所述上壳体101和下壳体102之间。
本发明的抗风柱300通过缓冲层301来连接所述外壳，从而使抗风柱300和外壳的连接更加柔性化，使其进一步加强吸震的作用。优选地，抗风柱300的数量为四个。
优选地，所述主体部分100的骨架由钢制成。
优选地，所述主体部分100的建筑内墙、外墙、地板由木材制成。
优选地，所述主体部分100的内部的龙骨之间通过铰链连接。
优选地，所述配重200由超粗骨料的混凝土材料制成，配重200浇铸在主体部分100的骨架上。
优选地，所述主体部分100的门采用悬梯门。
优选地，所述主体部分100的墙体包括内墙和外墙。
优选地，所述主体部分100的楼板由双层木质材料制成。
优选地，所述主体部分100的顶部设有伞顶400。
优选地，所述上壳体(101)为矩形或三角形或椭圆形或圆台形或蛋壳形。
优选地，所述上壳体(101)的重量与下壳体(102)的重量比为1：3。
优选地，所述主体部分(100)的建筑内墙、外墙的材料为以下的一种或多种组合：
陶瓷纤维、碳纤维、聚氨酯、铝合金、莫来石、焦宝石、树脂、玻璃钢、硅酸铝。
优选地，所述主体部分(100)的正下方的地面开设有基槽，所述基槽内底部设有钢筋混凝土垫层，所述混凝土垫层的配比为：
石灰粉70-80份、CaSO4的水合物13-15份、油母页岩粉10-12份、EPS聚苯颗粒1.2-4.8份、黏土3-4份、硅酸盐3-7份、乳清蛋白7.4-9.6份、树胶7.3-7.5份、黑曜岩12-15份、磷酸盐8.6-10份、碳纤维15-20份、水溶胶17-20份、超塑化剂1.2-5份、铅镉盐7.6-9.4份、菱镁胶5.7-6.4份、混凝土早强剂2.4-5.6份。
优选地，所述三个抗风柱300的底部通过底梁相互固定连接。
优选地，所述抗风柱300内设有水、电、暖线路，所述水、电、暖线路通过抗风柱300与主体部分100连接。
优选地，所述抗风柱300为四个，下壳体102的内表面设有十字凹槽，所述十字凹槽内设有水、电、暖线路，所述十字凹槽的四个端正对四个抗风柱300。
优选地，所述主体部分100的顶部设有伞顶400，所述伞顶400的形状为伞状结构或带开口的圆台结构或三角形结构或多边形结构。
优选地，所述抗风柱300的截面形状为圆形或椭圆形或矩形或六边形或三角形或多边形。
优选地，所述抗风柱300的顶部设有阳台或花台。
优选地，所述抗风柱300的底部通过地基固定。
优选地，参见图4，所述缓冲层301设有缓冲板和扭转件500，所述扭转件500包括扭转球501、球槽502、线圈503、永磁铁504、弹簧505、球板506；
所述扭转球501与所述缓冲板固定，所述缓冲板与所述抗风柱300固定，扭转球501位于所述球槽502内，所述球槽502的底部与所述下壳体102的上表面固定，所述球板506位于所述扭转球501正上方，所述球板506通过顶部固定有板螺母，所述板螺母通过板螺杆与上壳体101的下表面固定，沿每个扭转球501的圆周方向设有三个弹簧，所述弹簧位于上壳体101的下表面和下壳体102的上表面之间；
所述上壳体101的下表面设有线圈503，所述线圈503与报警器连接，所述下壳体102的正对所述线圈503的位置设有永磁铁504。
本发明通过上述结构，可使上壳体101与下壳体102之间通过扭转球而实现轻微地晃动，从而对与整个主体部分100来说，起到减震的作用。并且，当地震时，线圈和永磁铁产生了相对移动，导致线圈切割磁感线而向报警器提供电流，报警器感测到电流之后发出报警信号，从而使住户能够感知地震的来临，从而做好不住在不倒翁内的摇摆的幅度。
优选地，参见图5，所述抗风柱300与主体部分100之间通过反震座600固定，所述反震座600包括扬板601、固定夹602、下梁603、杠杆604、第一气杆605、第二气杆606、第三气杆607、第四气杆608、反动控制器；
所述反震座600的两个固定夹602与所述抗风柱300固定，所述扬板601与所述主体部分100固定，所述两个固定夹602之间固定有下梁603，所述下梁603的两侧通过第一气杆605、第二气杆606与扬板601的两侧铰链连接，所述下梁603的中部的靠近第一气杆605的一侧与杠杆604的一端铰链连接，所述扬板601的远离第一气杆605的一侧与杠杆604的另一端铰链连接，所述下梁603与杠杆604之间设有第三气杆607、第四气杆608；
所述反动控制器根据所述线圈的电流方向，控制第一气杆605、第二气杆606、第三气杆607、第四气杆608的伸缩。
本发明通过上述结构，可在主体部分扭转或上壳体、下壳体产生扭转时，控制反震座以相反方向进行扭转，从而让住户的震感降低。
优选地，参见图6，所述抗风柱300与主体部分100之间通过反扭钩700固定，所述反扭钩700包括悬臂架701、驴头702、弹簧杆703、C形钩704、驴头电机705、反动控制器；
所述悬臂架701的一端与抗风柱300固定，所述悬臂架701的上部固定有驴头电机705，所述驴头电机705的输出轴与驴头702固定，所述驴头702的与C形钩704的一端钩接，所述C形钩704的中部与悬臂架701铰链连接，C形钩704的另一端与所述主体部分100钩接，所述C形钩704的一端与悬臂架701之间设有弹簧杆703；
所述反动控制器根据所述线圈的电流方向，控制驴头电机705的旋转方向。
本发明通过上述结构可通过驴头的转动带动C形钩的扭动，致使主体部分产生扭动，在地震或者地下过地铁等振动情况时，只需通过反动控制器控制驴头的扭动，就可使主体部分与震动的摆动方向相反地控制主体部分的扭动，从而使住户的震感降低。
优选地，参见图7和8，所述抗风柱300与主体部分100之间通过双曲柄臂800固定，所述双曲柄臂800包括双曲支座801、第一曲柄803、第二曲柄804、第一夹爪805、第二夹爪806、反动控制器；
所述抗风柱300与双曲支座801的一端固定，所述双曲支座801的另一端固定有第一曲柄电机和第二曲柄电机，所述第一曲柄电机的输出轴通过第一曲柄803与第一夹爪805连接，所述第二曲柄电机的输出轴通过第二曲柄804与第二夹爪806连接，所述第一夹爪805、第二夹爪806分别与上壳体101、下壳体102固定；
所述反动控制器根据所述线圈的电流方向，控制第一曲柄电机和第二曲柄电机的旋转方向。
本发明通过上述结构可利用曲柄带动夹爪来改变上壳体、下壳体之间的间距，从而以震动相反的方式拉动上壳体、下壳体之间的距离，从而降低住户的震感。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种结构防震建筑，其特征在于：包括
主体部分(100)，其包括蛋壳状的外壳；
配重(200)，其固定于所述外壳的底部；及
抗风柱(300)，其上部与所述外壳固定，其底部与地基固定；
所述外壳包括上壳体(101)和下壳体(102)，所述下壳体(102)为半圆形，所述配重(200)设置在所述下壳体(102)内；
所述抗风柱(300)为至少三个，至少三个抗风柱(300)均匀地环绕在所述外壳外侧，至少三个抗风柱(300)之间通过缓冲层(301)连接，所述缓冲层(301)位于所述上壳体(101)和下壳体(102)之间；
所述抗风柱(300)与主体部分(100)之间通过反震座(600)固定，所述反震座(600)包括扬板(601)、固定夹(602)、下梁(603)、杠杆(604)、第一气杆(605)、第二气杆(606)、第三气杆(607)、第四气杆(608)、反动控制器；
所述反震座(600)的两个固定夹(602)与所述抗风柱(300)固定，所述扬板(601)与所述主体部分(100)固定，所述两个固定夹(602)之间固定有下梁(603)，所述下梁(603)的两侧通过第一气杆(605)、第二气杆(606)与扬板(601)的两侧铰链连接，所述下梁(603)的中部的靠近第一气杆(605)的一侧与杠杆(604)的一端铰链连接，所述扬板(601)的远离第一气杆(605)的一侧与杠杆(604)的另一端铰链连接，所述下梁(603)与杠杆(604)之间设有第三气杆(607)、第四气杆(608)；
所述缓冲层(301)设有缓冲板和扭转件(500)，所述扭转件(500)包括扭转球(501)、球槽(502)、线圈(503)、永磁铁(504)、弹簧(505)、球板(506)；
所述扭转球(501)与所述缓冲板固定，所述缓冲板与所述抗风柱(300)固定，所述扭转球(501)位于所述球槽(502)内，所述球槽(502)的底部与所述下壳体(102)的上表面固定，所述球板(506)位于所述扭转球(501)正上方，所述球板(506)通过顶部固定有板螺母，所述板螺母通过板螺杆与所述上壳体(101)的下表面固定，沿每个所述扭转球(501)的圆周方向设有三个弹簧，所述弹簧位于所述上壳体(101)的下表面和所述下壳体(102)的上表面之间；
所述上壳体(101)的下表面设有线圈(503)，所述线圈(503)与报警器连接，所述下壳体(102)的正对所述线圈(503)的位置设有永磁铁(504)；
所述反动控制器根据所述线圈(503)的电流方向，控制所述第一气杆(605)、所述第二气杆(606)、所述第三气杆(607)、所述第四气杆(608)的伸缩。
2.根据权利要求1所述的结构防震建筑，其特征在于：所述下壳体(102)的半径与上壳体(101)的高度的比例为0.618：1。
3.根据权利要求1所述的结构防震建筑，其特征在于：所述主体部分(100)的骨架由钢制成。
4.根据权利要求1所述的结构防震建筑，其特征在于：所述主体部分(100)的建筑内墙、外墙、地板由木材制成。
5.根据权利要求1所述的结构防震建筑，其特征在于：所述主体部分(100)的内部的龙骨之间通过铰链连接。
6.根据权利要求1所述的结构防震建筑，其特征在于：所述配重(200)由超粗骨料的混凝土材料制成，配重(200)浇铸在主体部分(100)的骨架上。
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