CN108018887A - 一种用于建筑物的抗震防震装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于建筑物的抗震防震装置，包括建筑物地基、上下分离的上基座和设在所述建筑物地基上的下基座以及设在下基座和上基座之间并用于在水平方向上释放震波能量的抗扭减波装置，所述上基座的上表面固定有缓冲座，上半椭圆弧面和下半椭圆弧面之间设有抗扭减波装置，所述抗扭减波装置包括能够滚动的减波椭圆体，缓冲座上开有多个放置槽，放置槽安装有在竖直方向上释放震波能量的缓冲装置。本发明通过设有的抗扭减波装置和缓冲装置，能有效吸收地震横波和纵波的能量，使用寿命长，抗扭能力强，能更好的使建筑物免于震波损害，保持上层建筑物更加平稳。

Description

一种用于建筑物的抗震防震装置

技术领域

本发明涉及一种防震建筑，尤其涉及一种用于建筑物的抗震防震装置。

背景技术

地震由于难以及时预报和破坏性极大，成为人类生活中主要灾害之一，也是世界各国对建筑物的防震研究的重要课题，然而现有的防震结构主要是提高抗震强度上作研究，抗震性能受到限制。地震纵波使建筑物上下颠簸，建筑物来不及跟着运动，使底层柱子和墙突然增大动荷载，叠加建筑物上部的自重压力，若超出底层柱、墙的承载能力，底层就会垮掉，上面几层像锤子砸下来一样，让整个建筑“坐”下来；横波使建筑物水平摇摆，若底部柱、墙的强度或变形能力不够，整栋建筑物就会向同一方向歪斜或倾倒；如地震波是打着“漩儿”过来的，或出现横波到达建筑物两端的时间差，就会导致建筑物扭动。建筑物一般抗扭能力较差，近几年来我国地震频发造成严重人员伤亡，地震往往发生很突然，在人们毫无准备的情况下，特别是假如发生在深夜造成的伤亡将更大，许多人在睡梦中失去了生命。现在大多的地震防护装置都是置于床顶，不能释放作用在建筑物上的地震波，只能保护有限范围内的物体，不能护建筑物。

因此，亟需一种造价低、使用效果好、抗扭能力强，能够广泛适用于建筑物、构筑物、桥梁等的抗震防震装置，即一种用于建筑物的抗震防震装置。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种用于建筑物的抗震防震装置，通过设有的抗扭减波装置和缓冲装置，能有效吸收地震横波和纵波的能量，使用寿命长，抗扭能力强，能更好的使建筑物免于震波损害，保持上层建筑物更加平稳，从而能有效解决上述背景所提到的技术问题。

为此，现提出如下技术方案：

一种用于建筑物的抗震防震装置，包括建筑物地基、上下分离的上基座和设在所述建筑物地基上的下基座以及设在下基座和上基座之间并用于在水平方向上释放震波能量的抗扭减波装置，所述上基座的上表面固定有缓冲座，所述上基座的下面与下基座的上面于同一水平面内分别水平设有多个相互对应的上半椭圆弧面和下半椭圆弧面，且相邻所述上半椭圆弧面和下半椭圆弧面所围成的椭圆空腔之间连通，所述上半椭圆弧面和下半椭圆弧面之间设有抗扭减波装置，所述抗扭减波装置包括能够滚动的减波椭圆体，所述减波椭圆体于水平直径方向上并等间距设于四个球形槽，所述球形槽内均设有球形块，相邻所述球形块之间穿过所述上半椭圆弧面和下半椭圆弧面所围成的椭圆空腔之间的连通处固定连接有弹簧一，所述减波椭圆体中部还竖直设有内置槽，所述内置槽内设有弹簧二，且所述内置槽的上下均连通并竖直开有上减波椭圆体槽和下减波椭圆体槽，所述上基座于上减波椭圆体槽的对应位置处开有上基座槽，所述下基座于下减波椭圆体槽的对应位置处开有下基座槽，所述上基座槽上端设有上衔块，所述上衔块与弹簧二之间穿过上基座槽和上减波椭圆体槽固定连接有钢丝一，所述下基座槽下端设有下衔块，所述下衔块弹簧二之间穿过下基座槽和下减波椭圆体槽固定连接有钢丝二；所述缓冲座上开有多个放置槽，所述放置槽安装有在竖直方向上释放震波能量的缓冲装置，所述缓冲装置包括固定在上基座的上表面并与所述放置槽内壁固定连接的外伸缩管，所述外伸缩管内还设有内伸缩管，所述内伸缩管和外伸缩管之间并套设于内伸缩管外围设有外弹簧，所述内伸缩管的套管内还设有与套杆固定连接的内弹簧。

对上述方案的进一步改进，所述上半椭圆弧面和下半椭圆弧面所围成的椭圆空腔大于所述减波椭圆体。

对上述方案的进一步改进，所述上半椭圆弧面和下半椭圆弧面所围成的椭圆空腔和减波椭圆体的两个焦点的连线均平行于水平面。

对上述方案的进一步改进，所述球形槽的开口直径小于球形块的直径。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

（1）本发明通过设置抗扭减波装置，使建筑物整体能够跟着震波运动，使其能够在水平方向释放作用在建筑物上面的横波能量，保护建筑物免于扭动坍塌，并且上半椭圆弧面和下半椭圆弧面所围成的空腔和减波椭圆体均为椭圆形，使其能够在水平方向释放作用在建筑物上面的横波能量。减波椭圆体相较于球形减波体的优点在于，同样设置于椭圆腔或球形腔的前提下，球形减波体的滚动范围很小，只能吸收较少的地震横波的能量，无法较大范围的滚动，而且不易回复原位，另外还很难有效释放作用在建筑物上面的横波能量而使得上层建筑发生扭动坍塌的现象发生。而减波椭圆体，由于减波椭圆体的两个焦点的连线均平行于水平面，一方面滚动幅度较大，更容易吸收地址横波，另外相邻球形块之间穿过上半椭圆弧面和下半椭圆弧面所围成的椭圆空腔之间的连通处固定连接有弹簧一，无论地震波是从什么方向或者以地震纵波在前还是地震横波在前，或者是地震纵波和地震横波打着“漩儿”过来的，相邻减波椭圆体一方面会滚动以释放作用在建筑物上面的横波能量，另一方面减波椭圆体通过弹簧一给四周任一方向上的相邻减波椭圆体以回复力拉动相邻减波椭圆体复位，防止出现减波椭圆体滚动幅度较大而导致上层建筑扭动坍塌的现象发生。因此，本发明所述抗扭减波装置既能保证很好的吸收地震横波，又能恰到好处的提高减波椭圆体的滚动幅度以提高对地震横波的吸能，避免因地震横波吸能效果不明显而导致上层检测继续在地震横波的影响下而发生倾斜坍塌现象的发生，还能避免减波椭圆体滚动幅度过大而导致上层建筑物因滚动角度过大而发生偏移量过大而导致建筑物扭动坍塌的现象发生。

（2）本发明通过将多个减波椭圆体通过弹簧一连接成一个整体，并且相邻之间的减波椭圆体在滚动时会对周边的减波椭圆体产生回复拉力的作用效果，从而显著提高了对地震横波的吸收作用，避免因单个减波体滚动而不可回复或者回复效果不理想的现象发生。从而使整个建筑物具有更加良好的抗震防震的效果。

（3）本发明通过在上基座、下基座以及减波椭圆体之间固定连接有钢丝以及弹簧，将上基座、下基座以及减波椭圆体连成一个整体，一方面提高整个建筑物的抗震防震装置的整体强度，另一方面再次提高对地震横波的吸能作用，并且还能提高减波椭圆体的回复能力，还能提高椭圆形减波椭圆体回复到初始位置，防止回复后发生偏移的现象发生，提高建筑物的抗震防震装置的使用寿命。

（4）本发明通过设有的缓冲装置，能有效缓冲地震产生的纵波的振动，并可避免由单纯的弹簧来缓冲地震产生的纵波的振动时易出现弹簧歪斜而导致上层建筑物歪斜的现象发生，并且单纯的弹簧缓冲的使用寿命较低。本专利申请将弹簧和伸缩套管的结合，一方面防止缓冲装置发生歪斜，另外将弹簧设于伸缩套管内，可有效提高弹簧的使用寿命，另外双重弹簧的使用还能够增加对地震纵波的缓冲效果。

（5）本发明所述建筑物的抗震防震装置结构简单，抗震防震效果好，使用寿命长，抗扭能力强，能更好的使建筑物免于震波损害，保持上层建筑物更加平稳。

附图说明

图1 是本发明所述的建筑物的抗震防震装置的结构示意图；

图2 是本发明所述的建筑物的抗震防震装置中的抗扭减波装置结构示意图；

图3 是本发明所述的建筑物的抗震防震装置中的缓冲装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例

如附图1到附图3所示的一种用于建筑物的抗震防震装置，包括建筑物地基1、上下分离的上基座2和设在所述建筑物地基1上的下基座201以及设在下基座201和上基座2之间并用于在水平方向上释放震波能量的抗扭减波装置，所述上基座2的上表面固定有缓冲座3，所述上基座2的下面与下基座201的上面于同一水平面内分别水平设有多个相互对应的上半椭圆弧面和下半椭圆弧面，且相邻所述上半椭圆弧面和下半椭圆弧面所围成的椭圆空腔之间连通，所述上半椭圆弧面和下半椭圆弧面之间设有抗扭减波装置，所述抗扭减波装置包括能够滚动的减波椭圆体7，所述减波椭圆体7于水平直径方向上并等间距设于四个球形槽16，所述球形槽16内均设有球形块6，相邻所述球形块6之间穿过所述上半椭圆弧面和下半椭圆弧面所围成的椭圆空腔之间的连通处固定连接有弹簧一4，所述减波椭圆体7中部还竖直设有内置槽5，所述内置槽5内设有弹簧二12，且所述内置槽5的上下均连通并竖直开有上减波椭圆体槽11和下减波椭圆体槽21，所述上基座2于上减波椭圆体槽11的对应位置处开有上基座槽10，所述下基座201于下减波椭圆体槽21的对应位置处开有下基座槽14，所述上基座槽10上端设有上衔块8，所述上衔块8与弹簧二12之间穿过上基座槽10和上减波椭圆体槽11固定连接有钢丝一9，所述下基座槽14下端设有下衔块13，所述下衔块13弹簧二12之间穿过下基座槽14和下减波椭圆体槽21固定连接有钢丝二15；所述缓冲座3上开有多个放置槽，所述放置槽安装有在竖直方向上释放震波能量的缓冲装置，所述缓冲装置包括固定在上基座2的上表面并与所述放置槽内壁固定连接的外伸缩管20，所述外伸缩管20内还设有内伸缩管19，所述内伸缩管19和外伸缩管20之间并套设于内伸缩管19外围设有外弹簧18，所述内伸缩管19的套管内还设有与套杆固定连接的内弹簧17。

在本实施例中，所述上半椭圆弧面和下半椭圆弧面所围成的椭圆空腔大于所述减波椭圆体7。

在本实施例中，所述上半椭圆弧面和下半椭圆弧面所围成的椭圆空腔和减波椭圆体7的两个焦点的连线均平行于水平面。

在本实施例中，所述球形槽16的开口直径小于球形块6的直径。

本发明通过设置抗扭减波装置，使建筑物整体能够跟着震波运动，使其能够在水平方向释放作用在建筑物上面的横波能量，保护建筑物免于扭动坍塌，并且上半椭圆弧面和下半椭圆弧面所围成的空腔和减波椭圆体均为椭圆形，使其能够在水平方向释放作用在建筑物上面的横波能量。减波椭圆体相较于球形减波体的优点在于，同样设置于椭圆腔或球形腔的前提下，球形减波体的滚动范围很小，只能吸收较少的地震横波的能量，无法较大范围的滚动，而且不易回复原位，另外还很难有效释放作用在建筑物上面的横波能量而使得上层建筑发生扭动坍塌的现象发生。而减波椭圆体，由于减波椭圆体的两个焦点的连线均平行于水平面，一方面滚动幅度较大，更容易吸收地址横波，另外相邻球形块之间穿过上半椭圆弧面和下半椭圆弧面所围成的椭圆空腔之间的连通处固定连接有弹簧一，无论地震波是从什么方向或者以地震纵波在前还是地震横波在前，或者是地震纵波和地震横波打着“漩儿”过来的，相邻减波椭圆体一方面会滚动以释放作用在建筑物上面的横波能量，另一方面减波椭圆体通过弹簧一给四周任一方向上的相邻减波椭圆体以回复力拉动相邻减波椭圆体复位，防止出现减波椭圆体滚动幅度较大而导致上层建筑扭动坍塌的现象发生。因此，本发明所述抗扭减波装置既能保证很好的吸收地震横波，又能恰到好处的提高减波椭圆体的滚动幅度以提高对地震横波的吸能，避免因地震横波吸能效果不明显而导致上层检测继续在地震横波的影响下而发生倾斜坍塌现象的发生，还能避免减波椭圆体滚动幅度过大而导致上层建筑物因滚动角度过大而发生偏移量过大而导致建筑物扭动坍塌的现象发生。另外通过将多个减波椭圆体通过弹簧一连接成一个整体，并且相邻之间的减波椭圆体在滚动时会对周边的减波椭圆体产生回复拉力的作用效果，从而显著提高了对地震横波的吸收作用，避免因单个减波体滚动而不可回复或者回复效果不理想的现象发生。从而使整个建筑物具有更加良好的抗震防震的效果。还通过在上基座、下基座以及减波椭圆体之间固定连接有钢丝以及弹簧，将上基座、下基座以及减波椭圆体连成一个整体，一方面提高整个建筑物的抗震防震装置的整体强度，另一方面再次提高对地震横波的吸能作用，并且还能提高减波椭圆体的回复能力，还能提高椭圆形减波椭圆体回复到初始位置，防止回复后发生偏移的现象发生，提高建筑物的抗震防震装置的使用寿命。所述缓冲装置能有效缓冲地震产生的纵波的振动，并可避免由单纯的弹簧来缓冲地震产生的纵波的振动时易出现弹簧歪斜而导致上层建筑物歪斜的现象发生，并且单纯的弹簧缓冲的使用寿命较低。本专利申请将弹簧和伸缩套管的结合，一方面防止缓冲装置发生歪斜，另外将弹簧设于伸缩套管内，可有效提高弹簧的使用寿命，另外双重弹簧的使用还能够增加对地震纵波的缓冲效果。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。

Claims (4)

1.一种用于建筑物的抗震防震装置，包括建筑物地基（1），其特征在于：还包括上下分离的上基座（2）和设在所述建筑物地基（1）上的下基座（201）以及设在下基座（201）和上基座（2）之间并用于在水平方向上释放震波能量的抗扭减波装置，所述上基座（2）的上表面固定有缓冲座（3），所述上基座（2）的下面与下基座（201）的上面于同一水平面内分别水平设有多个相互对应的上半椭圆弧面和下半椭圆弧面，且相邻所述上半椭圆弧面和下半椭圆弧面所围成的椭圆空腔之间连通，所述上半椭圆弧面和下半椭圆弧面之间设有抗扭减波装置，所述抗扭减波装置包括能够滚动的减波椭圆体（7），所述减波椭圆体（7）于水平直径方向上并等间距设于四个球形槽（16），所述球形槽（16）内均设有球形块（6），相邻所述球形块（6）之间穿过所述上半椭圆弧面和下半椭圆弧面所围成的椭圆空腔之间的连通处固定连接有弹簧一（4），所述减波椭圆体（7）中部还竖直设有内置槽（5），所述内置槽（5）内设有弹簧二（12），且所述内置槽（5）的上下均连通并竖直开有上减波椭圆体槽（11）和下减波椭圆体槽（21），所述上基座（2）于上减波椭圆体槽（11）的对应位置处开有上基座槽（10），所述下基座（201）于下减波椭圆体槽（21）的对应位置处开有下基座槽（14），所述上基座槽（10）上端设有上衔块（8），所述上衔块（8）与弹簧二（12）之间穿过上基座槽（10）和上减波椭圆体槽（11）固定连接有钢丝一（9），所述下基座槽（14）下端设有下衔块（13），所述下衔块（13）弹簧二（12）之间穿过下基座槽（14）和下减波椭圆体槽（21）固定连接有钢丝二（15）；所述缓冲座（3）上开有多个放置槽，所述放置槽安装有在竖直方向上释放震波能量的缓冲装置，所述缓冲装置包括固定在上基座（2）的上表面并与所述放置槽内壁固定连接的外伸缩管（20），所述外伸缩管（20）内还设有内伸缩管（19），所述内伸缩管（19）和外伸缩管（20）之间并套设于内伸缩管（19）外围设有外弹簧（18），所述内伸缩管（19）的套管内还设有与套杆固定连接的内弹簧（17）。

2.根据权利要求1所述的一种用于建筑物的抗震防震装置，其特征在于：所述上半椭圆弧面和下半椭圆弧面所围成的椭圆空腔大于所述减波椭圆体（7）。

3.根据权利要求1所述的一种用于建筑物的抗震防震装置，其特征在于：所述上半椭圆弧面和下半椭圆弧面所围成的椭圆空腔和减波椭圆体（7）的两个焦点的连线均平行于水平面。

4.根据权利要求1所述的一种用于建筑物的抗震防震装置，其特征在于：所述球形槽（16）的开口直径小于球形块（6）的直径。