CN111088847A - 一种具有抗震的装配式建筑结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有抗震的装配式建筑结构，包括底板、弹性缓冲机构和顶板，所述弹性缓冲机构的数量为两组，两个所述弹性缓冲机构分别设置在底板顶部和顶板底部之间的两侧，所述顶板底部的两侧均滑动连接有滑轮，并且滑轮的表面转动连接有转动杆，涉及建筑结构技术领域。该具有抗震的装配式建筑结构，在外部环境没有产生大幅度振动的情况下，会对结构进行硬性支撑，保证建筑结构的稳定性，在外部发生较大的震动时，设备能够进行自动检测，自动对建筑结构进行缓冲性支撑，使得建筑结构不会由于大幅震动而损坏，在产生大幅震动时，对建筑结构进行多重缓冲减震，从而能够快速的对震动产生的冲击力进行抵消，保证了建筑结构的稳定性。

Description

一种具有抗震的装配式建筑结构

技术领域

本发明涉及建筑结构技术领域，具体为一种具有抗震的装配式建筑结构。

背景技术

由预制部品部件在工地装配而成的建筑，称为装配式建筑。按预制构件的形式和施工方法分为砌块建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑及升板升层建筑等五种类型，随着现代工业技术的发展，建造房屋可以像机器生产那样，成批成套地制造。只要把预制好的房屋构件，运到工地装配起来就成了，装配式建筑在20世纪初就开始引起人们的兴趣，由于装配式建筑的建造速度快，而且生产成本较低，迅速在世界各地推广开来，早期的装配式建筑外形比较呆板，千篇一律。后来人们在设计上做了改进，增加了灵活性和多样性，使装配式建筑不仅能够成批建造，而且样式丰富。美国有一种活动住宅，是比较先进的装配式建筑，每个住宅单元就像是一辆大型的拖车，只要用特殊的汽车把它拉到现场，再由起重机吊装到地板垫块上和预埋好的水道、电源、电话系统相接，就能使用。活动住宅内部有暖气、浴室、厨房、餐厅、卧室等设施。活动住宅既能独成一个单元，也能互相连接起来，在装配式建筑物中，底部的抗震结构是非常重要的。

在中国专利(公告号：CN106193097A)装配式建筑用弹性抗震柱脚座中，其通过所提供的承载梁、柱的基座，由于上、下两端之间采用弓形支撑构件，大幅度增加了支座弹性变形的尺寸范围，能较多吸收振动能量，缓冲、衰减地面传递到建筑物的震动，降低振动建筑物的破坏力，提高了建筑物抵抗外力侵袭的能力，为减少因地震导致的生命、财产损失取得了技术上的进步。为服务于伴有振动和潜在振动威胁的使用环境中的建筑物提供了抗震的技术支持，虽然其对建筑物有很好缓冲效果，但是建筑物遇到较小的震动冲击力的情况下，仍有缓冲减震效果，使得建筑物一直在轻微的晃动，在长期晃动后，导致建筑物使用寿命不长，内部人员也不舒适，同时弹性缓冲机构的在长期使用后，弹性形变能力快速减弱。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有抗震的装配式建筑结构，解决了对建筑物进行持续缓冲，导致建筑物不稳定，同时弹性缓冲机构持续使用导致其弹性形变能力快速下降的问题，此外还同时解决采用两套独立设计的弹性缓冲机构实现对二维方向的外力震动进行缓冲而造成的设计机构复杂成本过高的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有抗震的装配式建筑结构，包括底板、弹性缓冲机构和顶板，所述弹性缓冲机构的数量为两组，两个所述弹性缓冲机构分别设置在底板顶部和顶板底部之间的两侧，所述顶板顶部的两侧均通过螺丝固定安装有定位板，两个所述定位板之间通过螺丝固定安装有底梁支撑座，并且底梁支撑座顶部的两侧均开设有安装孔，所述顶板底部的两侧均滑动连接有滑轮，并且滑轮的表面转动连接有转动杆，两个所述转动杆之间固定连接有弹簧，两个所述转动杆的另一端通过转动件转动连接，并且转动件的底部固定连接有支撑架，所述支撑架顶部的两侧均固定连接有支撑块，所述顶板底部的两侧均开设有与支撑块相配合使用的支撑槽，其中支撑槽的平行于顶板延伸方向上预留一定长度空间供支撑块横向滑动，所述底板顶部的两侧均开设有第一滑槽，并且第一滑槽的内部滑动连接有第一滑块，所述第一滑块的顶部固定连接有支撑斜块，所述支撑架两侧的底部均设置有与支撑斜块相配合使用的斜面，弹性缓冲机构的底端固定在底板上，其顶端活动连接到顶板的底部；

所述底板的顶部且位于两个第一滑槽之间固定连接有安装板，所述安装板的平行于顶板延伸方向上的两侧均固定连接有电控伸缩杆，并且电控伸缩杆的一端与支撑斜块的一侧固定连接，所述安装板的一侧且位于电控伸缩杆的下方固定连接有二维振动传感器，所述顶板和底板的四个外侧面之间粘合有挠性墙体，该电控伸缩杆响应于该二维振动传感器的输出震动信号并选择性的工作于两种模式下，且该两种模式在震动信号超过设定阈值时生效：如果二维振动传感器检测到当前外力震动以纵向震动为主，或者纵向和横向信号幅度接近则横向驱动电控伸缩杆，直至支撑斜块与斜面相接触，如果检测到当前外力震动以横向震动为主则控制电控伸缩杆收缩，直至支撑斜块与斜面脱离接触。

优选的，所述弹性缓冲机构包括缓冲框，所述缓冲框的底部与底板的顶部固定连接，所述缓冲框内腔的底部固定连接有弹簧管，所述缓冲框内腔的两侧均开设有第二滑槽，两个所述第二滑槽之间滑动连接有第二滑块。

优选的，所述弹簧管的顶端与第二滑块的底部固定连接，所述第二滑块的顶部固定连接有缓冲杆，并且缓冲杆的顶端贯穿缓冲框并延伸至缓冲框的外部，所述缓冲杆延伸至缓冲框外部的一端与顶板的底部通过活动件活动连接。

优选的，所述顶板顶部的两侧均通过螺丝固定安装有定位板，两个所述定位板之间通过螺丝固定安装有底梁支撑座，并且底梁支撑座顶部的两侧均开设有安装孔。

优选的，所述底梁支撑座的内部固定安装有设备箱，所述设备箱内腔底部的一侧固定连接有中央处理器，所述设备箱内腔底部的另一侧固定安装有蓄电池。

优选的，所述振动传感器的输出端与数据对比器的输入端连接，所述数据对比器的输出端与反馈模块的输入端连接，所述反馈模块的输出端与中央处理器的输入端连接，所述中央处理器的输出端分别与数据对比器和电控伸缩杆的输入端连接，所述蓄电池的输出端分别与振动传感器和中央处理器的输入端电性连接。

优选的，所述顶板和底板的四个外侧面之间粘合有橡胶板。

(三)有益效果

本发明提供了一种具有抗震的装配式建筑结构。具备以下有益效果：

(1)本发明设置防震模式启动的阈值，使得抗震结构自身刚度和缓冲结构自身的选择性一级切换，然后将纵向震动和横向振动缓冲结构集成在一起，并在灾情发生时采用相应模式二级切换进行高效防震。

(2)该具有抗震的装配式建筑结构在外部环境没有产生大幅度振动的情况下，会对结构进行硬性支撑，保证建筑结构的稳定性，在外部发生较大的震动时，设备能够进行自动检测，自动对建筑结构进行缓冲性支撑，使得建筑结构不会由于大幅震动而损坏。

(3)该具有抗震的装配式建筑结构，在产生大幅震动时，对建筑结构进行多重缓冲减震，从而能够快速的对震动产生的冲击力进行抵消，保证了建筑结构的稳定性。

(4)该具有抗震的装配式建筑结构，通过顶板底部的两侧均开设有与支撑块相配合使用的支撑槽，底板顶部的两侧均开设有第一滑槽，并且第一滑槽的内部滑动连接有第一滑块，第一滑块的顶部固定连接有支撑斜块，顶板顶部的两侧均通过螺丝固定安装有定位板，两个定位板之间通过螺丝固定安装有底梁支撑座，并且底梁支撑座顶部的两侧均开设有安装孔，使其内部结构十分的稳定，同时方便进行组装拆卸。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明底板和顶部内部结构的剖视图；

图3为本发明图2中A处的局部局部放大图；

图4为本发明缓冲框结构的剖视图；

图5为本发明设备箱结构的剖视图；

图6为本发明系统的结构原理框图。

图中，1、底板；2、弹性缓冲机构；3、顶板；4、滑轮；5、转动杆；6、转动件；7、弹簧；8、支撑架；9、支撑块；10、支撑槽；11、第一滑槽；12、第一滑块；13、支撑斜块；14、斜面；15、安装板；16、电控伸缩杆；17、振动传感器；18、缓冲框；19、弹簧管；20、第二滑槽；21、第二滑块；22、缓冲杆；23、定位板；24、底梁支撑座；25、安装孔；26、设备箱；27、中央处理器；28、蓄电池；29、数据对比器；30、反馈模块；31、橡胶板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明实施例提供一种技术方案：一种具有抗震的装配式建筑结构，包括底板1、弹性缓冲机构2和顶板3，所述弹性缓冲机构2的数量为两组，两个所述弹性缓冲机构2分别设置在底板1顶部和顶板3底部之间的两侧，所述顶板3顶部的两侧均通过螺丝固定安装有定位板23，两个所述定位板23之间通过螺丝固定安装有底梁支撑座24，并且底梁支撑座24顶部的两侧均开设有安装孔25，所述顶板3底部的两侧均滑动连接有滑轮4，并且滑轮4的表面转动连接有转动杆5，两个所述转动杆5之间固定连接有弹簧7，两个所述转动杆5的另一端通过转动件6转动连接，并且转动件6的底部固定连接有支撑架8，所述支撑架8顶部的两侧均固定连接有支撑块9，所述顶板3底部的两侧均开设有与支撑块9相配合使用的支撑槽10，其中支撑槽10的平行于顶板3延伸方向上预留一定长度空间供支撑块9横向滑动，所述底板1顶部的两侧均开设有第一滑槽11，并且第一滑槽11的内部滑动连接有第一滑块12，所述第一滑块12的顶部固定连接有支撑斜块13，所述支撑架8两侧的底部均设置有与支撑斜块13相配合使用的斜面14，弹性缓冲机构2的底端固定在底板1上，其顶端活动连接到顶板3的底部；

所述底板1的顶部且位于两个第一滑槽11之间固定连接有安装板15，所述安装板15的平行于顶板3延伸方向上的两侧均固定连接有电控伸缩杆16，并且电控伸缩杆16的一端与支撑斜块13的一侧固定连接，所述安装板15的一侧且位于电控伸缩杆16的下方固定连接有二维振动传感器17，所述顶板3和底板1的四个外侧面之间粘合有挠性墙体，该电控伸缩杆16响应于该二维振动传感器17的输出震动信号并选择性的工作于两种模式下，且该两种模式在震动信号超过设定阈值时生效：如果二维振动传感器17检测到当前外力震动以纵向震动为主，或者纵向和横向信号幅度接近则横向驱动电控伸缩杆16，直至支撑斜块13与斜面14相接触，如果检测到当前外力震动以横向震动为主则控制电控伸缩杆16收缩，直至支撑斜块13与斜面14脱离接触。

其中支撑架8两侧的底部均设置有与支撑斜块13相配合使用的斜面14，底板1的顶部且位于两个第一滑槽11之间固定连接有安装板15，安装板15的两侧均固定连接有电控伸缩杆16，电控伸缩杆16由液压系统提供动力，并且电控伸缩杆16的一端与支撑斜块13的一侧固定连接，安装板15的一侧且位于电控伸缩杆16的下方固定连接有振动传感器17，振动传感器17的型号为SG-3，弹性缓冲机构2包括缓冲框18，缓冲框18的底部与底板1的顶部固定连接，缓冲框18内腔的底部固定连接有弹簧管19，弹簧管19的外部为橡胶皮套，橡胶皮套的内部设置有伸缩弹簧，缓冲框18内腔的两侧均开设有第二滑槽20，两个第二滑槽20之间滑动连接有第二滑块21，弹簧管19的顶端与第二滑块21的底部固定连接，第二滑块21的顶部固定连接有缓冲杆22，并且缓冲杆22的顶端贯穿缓冲框18并延伸至缓冲框18的外部，缓冲杆22延伸至缓冲框18外部的一端与顶板3的底部通过活动件活动连接，例如可以通过滑块和滑轨的可以横向滑动的活动连接方式，顶板3顶部的两侧均通过螺丝固定安装有定位板23，两个定位板23之间通过螺丝固定安装有底梁支撑座24，并且底梁支撑座24顶部的两侧均开设有安装孔25，底梁支撑座24的内部固定安装有设备箱26，设备箱26内腔底部的一侧固定连接有中央处理器27，中央处理器27的型号为ARM9，设备箱26内腔底部的另一侧固定安装有蓄电池28，振动传感器17的输出端与数据对比器29的输入端连接，数据对比器29的输出端与反馈模块30的输入端连接，反馈模块30的输出端与中央处理器27的输入端连接，中央处理器27的输出端分别与数据对比器29和电控伸缩杆16的输入端连接，蓄电池28的输出端分别与振动传感器17和中央处理器27的输入端电性连接，顶板3和底板1的四个外侧面之间粘合有橡胶板31。

使用前，可以预先向中央处理器27输入振动频率值，作为振动频率的正常值，振动传感器17可以检测振动频率值，作为检测值

使用时，振动传感器17会将振动频率值传输给数据对比器29，数据对比器29会通过反馈模块30将振动频率值传输给中央处理器27，使用前设置的正常值会通过中央处理器27传输给数据对比器29，当检测值比正常值大时，中央处理器27就会启动电控伸缩杆16，电控伸缩杆16会通过第一滑块12带动支撑斜块13向外进行移动，待支撑斜块13向外移动到一定程度后，支撑架8会向下进行移动，此时弹性缓冲机构2和滑轮4会受力支撑，通过弹性缓冲机构2的弹簧管19、第二滑槽20、第二滑块21和缓冲杆22的相互配合会有很好的缓冲减震效果，通过滑轮4、转动杆5、转动件6和弹簧7的相互配合会进一步提升缓冲减震效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种具有抗震的装配式建筑结构，包括底板(1)、弹性缓冲机构(2)和顶板(3)，所述弹性缓冲机构(2)的数量为两组，两个所述弹性缓冲机构(2)分别设置在底板(1)顶部和顶板(3)底部之间的两侧，其特征在于：所述顶板(3)顶部的两侧均通过螺丝固定安装有定位板(23)，两个所述定位板(23)之间通过螺丝固定安装有底梁支撑座(24)，并且底梁支撑座(24)顶部的两侧均开设有安装孔(25)，所述顶板(3)底部的两侧均滑动连接有滑轮(4)，并且滑轮(4)的表面转动连接有转动杆(5)，两个所述转动杆(5)之间固定连接有弹簧(7)，两个所述转动杆(5)的另一端通过转动件(6)转动连接，并且转动件(6)的底部固定连接有支撑架(8)，所述支撑架(8)顶部的两侧均固定连接有支撑块(9)，所述顶板(3)底部的两侧均开设有与支撑块(9)相配合使用的支撑槽(10)，其中支撑槽(10)的平行于顶板(3)延伸方向上预留一定长度空间供支撑块(9)横向滑动，所述底板(1)顶部的两侧均开设有第一滑槽(11)，并且第一滑槽(11)的内部滑动连接有第一滑块(12)，所述第一滑块(12)的顶部固定连接有支撑斜块(13)，所述支撑架(8)两侧的底部均设置有与支撑斜块(13)相配合使用的斜面(14)，弹性缓冲机构(2)的底端固定在底板(1)上，其顶端活动连接到顶板(3)的底部；

所述底板(1)的顶部且位于两个第一滑槽(11)之间固定连接有安装板(15)，所述安装板(15)的平行于顶板(3)延伸方向上的两侧均固定连接有电控伸缩杆(16)，并且电控伸缩杆(16)的一端与支撑斜块(13)的一侧固定连接，所述安装板(15)的一侧且位于电控伸缩杆(16)的下方固定连接有二维振动传感器(17)，所述顶板(3)和底板(1)的四个外侧面之间粘合有挠性墙体，该电控伸缩杆(16)响应于该二维振动传感器(17)的输出震动信号并选择性的工作于两种模式下，且该两种模式在震动信号超过设定阈值时生效：如果二维振动传感器(17)检测到当前外力震动以纵向震动为主，或者纵向和横向信号幅度接近则横向驱动电控伸缩杆(16)，直至支撑斜块(13)与斜面(14)相接触，如果检测到当前外力震动以横向震动为主则控制电控伸缩杆(16)收缩，直至支撑斜块(13)与斜面(14)脱离接触。

2.根据权利要求1所述的一种具有抗震的装配式建筑结构，其特征在于：所述弹性缓冲机构(2)包括缓冲框(18)，所述缓冲框(18)的底部与底板(1)的顶部固定连接，所述缓冲框(18)内腔的底部固定连接有弹簧管(19)，所述缓冲框(18)内腔的两侧均开设有第二滑槽(20)，两个所述第二滑槽(20)之间滑动连接有第二滑块(21)。

3.根据权利要求2所述的一种具有抗震的装配式建筑结构，其特征在于：所述弹簧管(19)的顶端与第二滑块(21)的底部固定连接，所述第二滑块(21)的顶部固定连接有缓冲杆(22)，并且缓冲杆(22)的顶端贯穿缓冲框(18)并延伸至缓冲框(18)的外部，所述缓冲杆(22)延伸至缓冲框(18)外部的一端与顶板(3)的底部通过活动件活动连接。

4.根据权利要求1所述的一种具有抗震的装配式建筑结构，其特征在于：所述顶板(3)顶部的两侧均通过螺丝固定安装有定位板(23)，两个所述定位板(23)之间通过螺丝固定安装有底梁支撑座(24)，并且底梁支撑座(24)顶部的两侧均开设有安装孔(25)。

5.根据权利要求2所述的一种具有抗震的装配式建筑结构，其特征在于：所述底梁支撑座(24)的内部固定安装有设备箱(26)，所述设备箱(26)内腔底部的一侧固定连接有中央处理器(27)，所述设备箱(26)内腔底部的另一侧固定安装有蓄电池(28)。

6.根据权利要求5所述的一种具有抗震的装配式建筑结构，其特征在于：所述振动传感器(17)的输出端与数据对比器(29)的输入端连接，所述数据对比器(29)的输出端与反馈模块(30)的输入端连接，所述反馈模块(30)的输出端与中央处理器(27)的输入端连接，所述中央处理器(27)的输出端分别与数据对比器(29)和电控伸缩杆(16)的输入端连接，所述蓄电池(28)的输出端分别与振动传感器(17)和中央处理器(27)的输入端电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种具有抗震的装配式建筑结构，其特征在于：所述顶板(3)和底板(1)的四个外侧面之间粘合有橡胶板(31)。

Images