CN113062487A - 一种土木工程减震装置及其减震方法 - Google Patents

一种土木工程减震装置及其减震方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种土木工程减震装置及其减震方法，包括底座，所述底座的顶部固定安装有加强筋，所述底座的顶部固定安装有保护盒，所述保护盒侧壁的内部固定安装有缓冲层，所述保护盒内部固定安装有信号发射器，所述信号发射器的一侧固定安装有处理器，所述保护盒的内部固定安装有重力传感器，所述重力传感器的顶部固定安装有传递杆，所述传递杆的顶部固定安装有压力传感器，所述压力传感器的底部固定安装有第一弹簧。本发明，通过设置多组弹簧以及阻尼器之间的配合，实现对地震能量逐级吸收，提高减震效果，同时搭配传感器对相关物理量进行检测，并将检测信号发出，有利于及时检测到地震发生，并及时评估地震级别，以便进行应。

Description

一种土木工程减震装置及其减震方法
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，具体为一种土木工程减震装置及其减震方法。
背景技术
传统结构抗震设计依靠结构自身的强度和变形来抵抗地震，在小震作用下保证结构处于弹性工作状态，在中震和大震作用下结构发生损伤，利用结构延性来耗散地震能量；同时结构损伤后，结构刚度和自振周期下降，输入的地震能量降低。传统的基于延性的抗震设计思想，充分利用了结构自身的承载能力和变形能力，经济性较好，在世界各国抗震规范中获得了广泛的应用。但在近年来的地震中，人们逐渐认识到传统的设计方法也存在震后结构不易修复，次要构件倒塌破坏带来严重的经济损失等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种土木工程减震装置及其减震方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种土木工程减震装置，包括底座，所述底座的顶部固定安装有加强筋，所述底座的顶部固定安装有保护盒，所述保护盒侧壁的内部固定安装有缓冲层，所述保护盒内部固定安装有信号发射器，所述信号发射器的一侧固定安装有处理器，所述保护盒的内部固定安装有重力传感器，所述重力传感器的顶部固定安装有传递杆，所述传递杆的顶部固定安装有压力传感器，所述压力传感器的底部固定安装有第一弹簧，所述传递杆的外围套设有第二弹簧，所述压力传感器的顶部固定安装有缓冲块，所述缓冲块的顶部固定安装有第一阻尼器，所述第一阻尼器的顶部固定安装有弹片，所述弹片的顶部固定安装有第三弹簧，所述弹片的顶部固定安装有传递块，所述保护盒的侧壁固定安装有支撑臂，所述支撑臂内部固定安装有第二阻尼器，所述第二阻尼器的输出端固定安装有连接臂，所述连接臂的一端固定安装有安装块，所述处理器通过电线与重力传感器、信号发射器和压力传感器电性连接。
优选的，所述第一弹簧的数量为偶数个，偶数个所述第一弹簧均分为两组并以对称形式设置于传递杆的两侧。
优选的，所述弹片的数量为两个，两个所述弹片以上下对称的形式设置于第三弹簧的两端。
优选的，所述保护盒顶端的顶部和底部均设置有加强筋。
优选的，所述支撑臂与保护盒之间呈四十五度的夹角，所述支撑臂的数量为两个且呈对称形式设置于保护盒的外表面。
优选的，所述支撑臂的内部开设有与连接臂相适配的空腔，所述第二阻尼器的安装位置位于支撑臂内部开设空腔中。
优选的，所述述安装块的顶部以及保护盒的上下两端均开设有若干个螺纹孔。
优选的，所述保护盒的顶部开设有与传递块相适配的通孔，且该通孔的中心与底座以及保护盒的中心位于同一延长线上。
优选的，所述安装块的顶面与保护盒的顶面位于同一水平面内。
土木工程减震装置的减震方法，减震方法步骤如下：
一、通过安装块以及保护盒顶部开设的螺纹孔，配合螺栓，将该装置安装至建筑结构上指定位置；
二、完成安装后，在工作时，通过外部建筑结构将震动能量传递至传递块，并由传递块传递至弹片，通过弹片自身震动，并配合第三弹簧，再配合第二阻尼器和缓冲块的作用实现第一次减震；
三、完成第一次减震后的震动能量，向下传递至压力传感器，再通过压力传感器下设置的第一弹簧和第二弹簧实现第二次减震；
四、完成第二次减震后，震动能量再次向下传递，并利用第一阻尼器实现第三次减震；
五、在该装置实现减震的同时，重力传感器和压力传感器将检测的数据通过电信号传递至处理器内进行换算，并将计算结果通过信号发射器发出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该土木工程减震装置及其减震方法，通过设置多组弹簧以及阻尼器之间的配合，实现对地震能量逐级吸收，提高减震效果，同时搭配传感器对相关物理量进行检测，并将检测信号发出，有利于及时检测到地震发生，并及时评估地震级别，以便进行应对。
1、通过第一弹簧、第二弹簧、第一阻尼器和第二阻尼器等组件之间的配合，将传递的地震能量，经过弹簧自身弹性进行吸收，再有阻尼器内部组件形成的阻力进行消耗，来实现减震作用。
2、通过压力传感器和重力传感器来检测相关物理量，并通过处理器换算处理，由信号发射器发出，让人们可以根据数据，及时判断地震级别，实现预警，并做到提前应对措施，减少灾害发生会造成的损失。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的结构正视示意图；
图3为本发明的内部结构示意图；
图4为图3中A部位内部结构示意图；
图5为本发明连接臂内部结构示意图；
图6为本发明重力传感器、压力传感器和传递杆连接关系示意图。
图中：1、底座；2、加强筋；3、保护盒；4、缓冲层；5、信号发射器；6、处理器；7、重力传感器；8、传递杆；9、压力传感器；10、第一弹簧；11、第二弹簧；12、缓冲块；13、第一阻尼器；14、弹片；15、第三弹簧；16、传递块；17、支撑臂；18、第二阻尼器；19、连接臂；20、安装块。
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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。
实施例一
请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：一种土木工程减震装置及其减震方法，包括底座1，底座1的顶部固定安装有加强筋2，底座1的顶部固定安装有保护盒3，保护盒3侧壁的内部固定安装有缓冲层4，保护盒3内部固定安装有信号发射器5，信号发射器5的一侧固定安装有处理器6，保护盒3的内部固定安装有重力传感器7，重力传感器7的顶部固定安装有传递杆8，传递杆8的顶部固定安装有压力传感器9，压力传感器9的底部固定安装有第一弹簧10，传递杆8的外围套设有第二弹簧11，压力传感器9的顶部固定安装有缓冲块12，缓冲块12的顶部固定安装有第一阻尼器13，第一阻尼器13的顶部固定安装有弹片14，弹片14的顶部固定安装有第三弹簧15，弹片14的顶部固定安装有传递块16，保护盒3的侧壁固定安装有支撑臂17，支撑臂17内部固定安装有第二阻尼器18，第二阻尼器18的输出端固定安装有连接臂19，连接臂19的一端固定安装有安装块20，处理器6通过电线与重力传感器7、信号发射器5和压力传感器9电性连接。
作为本实施例的优选方案：第一弹簧10的数量为偶数个，偶数个所述第一弹簧10均分为两组并以对称形式设置于传递杆8的两侧，通过搭配多个弹簧来提高减震性能和效果。
作为本实施例的优选方案：弹片14的数量为两个，两个所述弹片14以上下对称的形式设置于第三弹簧15的两端，利用弹片14和第三弹簧15之间配合实现第一次减震。
作为本实施例的优选方案：保护盒3顶端的顶部和底部均设置有加强筋2，以提高装置整体的强度。
作为本实施例的优选方案：支撑臂17与保护盒3之间呈四十五度的夹角，所述支撑臂17的数量为两个且呈对称形式设置于保护盒3的外表面，让支撑壁臂17可以稳固起到对建筑结构的支撑作用。
作为本实施例的优选方案：支撑臂17的内部开设有与连接臂19相适配的空腔，所述第二阻尼器18的安装位置位于支撑臂17内部开设空腔中。
作为本实施例的优选方案：安装块20的顶部以及保护盒3的上下两端均开设有若干个螺纹孔，让本装置可以方便的装配至建筑结构上。
作为本实施例的优选方案：保护盒3的顶部开设有与传递块16相适配的通孔，且该通孔的中心与底座1以及保护盒3的中心位于同一延长线上，以让内部设置传感器可以准确测量到相关物理信息。
作为本实施例的优选方案：安装块20的顶面与保护盒3的顶面位于同一水平面内。
实施例二
请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：一种土木工程减震装置及其减震方法，包括底座1，底座1的顶部固定安装有加强筋2，底座1的顶部固定安装有保护盒3，保护盒3侧壁的内部固定安装有缓冲层4，保护盒3内部固定安装有信号发射器5，信号发射器5的一侧固定安装有处理器6，保护盒3的内部固定安装有重力传感器7，重力传感器7的顶部固定安装有传递杆8，传递杆8的顶部固定安装有压力传感器9，压力传感器9的底部固定安装有第一弹簧10，传递杆8的外围套设有第二弹簧11，压力传感器9的顶部固定安装有缓冲块12，缓冲块12的顶部固定安装有第一阻尼器13，第一阻尼器13的顶部固定安装有弹片14，弹片14的顶部固定安装有第三弹簧15，弹片14的顶部固定安装有传递块16，保护盒3的侧壁固定安装有支撑臂17，支撑臂17内部固定安装有第二阻尼器18，第二阻尼器18的输出端固定安装有连接臂19，连接臂19的一端固定安装有安装块20，处理器6通过电线与重力传感器7、信号发射器5和压力传感器9电性连接。
作为本实施例的优选方案：第一弹簧10的数量为偶数个，偶数个所述第一弹簧10均分为两组并以对称形式设置于传递杆8的两侧，通过搭配多个弹簧来提高减震性能和效果。
作为本实施例的优选方案：弹片14的数量为两个，两个所述弹片14以上下对称的形式设置于第三弹簧15的两端，利用弹片14和第三弹簧15之间配合实现第一次减震。
作为本实施例的优选方案：保护盒3顶端的顶部和底部均设置有加强筋2，以提高装置整体的强度。
作为本实施例的优选方案：支撑臂17与保护盒3之间呈四十五度的夹角，所述支撑臂17的数量为两个且呈对称形式设置于保护盒3的外表面，让支撑壁臂17可以稳固起到对建筑结构的支撑作用。
作为本实施例的优选方案：支撑臂17的内部开设有与连接臂19相适配的空腔，所述第二阻尼器18的安装位置位于支撑臂17内部开设空腔中。
作为本实施例的优选方案：安装块20的顶部以及保护盒3的上下两端均开设有若干个螺纹孔，让本装置可以方便的装配至建筑结构上。
作为本实施例的优选方案：保护盒3的顶部开设有与传递块16相适配的通孔，且该通孔的中心与底座1以及保护盒3的中心位于同一延长线上，以让内部设置传感器可以准确测量到相关物理信息。
作为本实施例的优选方案：安装块20的顶面与保护盒3的顶面位于同一水平面内。
土木工程减震装置的减震方法，减震方法步骤如下：
一、通过安装块以及保护盒3顶部开设的螺纹孔，配合螺栓，将该装置安装至建筑结构上指定位置。
二、完成安装后，在工作时，通过外部建筑结构将震动能量传递至传递块16，并由传递块16传递至弹片14，通过弹片14自身震动，并配合第三弹簧15，再配合第二阻尼器18和缓冲块12的作用实现第一次减震；
三、完成第一次减震后的震动能量，向下传递至压力传感器9，再通过压力传感器9下设置的第一弹簧10和第二弹簧11实现第二次减震；
四、完成第二次减震后，震动能量再次向下传递，并利用第一阻尼器13实现第三次减震；
五、在该装置实现减震的同时，重力传感器7和压力传感器9将检测的数据通过电信号传递至处理器6内进行换算，并将计算结果通过信号发射器5发出。
工作原理：使用时，通过安装块20和保护盒3上开设的螺纹孔，将该装置安装至指定位置后，工作时，通过传递块16将震动能量传递至弹片14，并通过弹片14和第三弹簧15之间的配合，进行第一次吸收，随后随着能量的传递，通过缓冲块12进行第二次吸收，随后再将能量传递至压力传感器9，通过压力传感器9的将检测到的信号输送给处理器6，并配合第一弹簧10和第二弹簧11，第三次吸收震动能量，同时通过传递杆8将能量传递至重力传感器7，并将检测到的信号同样输送至处理器6，随后处理器6处理得到的信息通过信号发射器5发送出。
对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示例性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或范围的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，本发明的实施例是示例性的，而且是非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种土木工程减震装置，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的顶部固定安装有加强筋(2)，所述底座(1)的顶部固定安装有保护盒(3)，所述保护盒(3)侧壁的内部固定安装有缓冲层(4)，所述保护盒(3)内部固定安装有信号发射器(5)，所述信号发射器(5)的一侧固定安装有处理器(6)，所述保护盒(3)的内部固定安装有重力传感器(7)，所述重力传感器(7)的顶部固定安装有传递杆(8)，所述传递杆(8)的顶部固定安装有压力传感器(9)，所述压力传感器(9)的底部固定安装有第一弹簧(10)，所述传递杆(8)的外围套设有第二弹簧(11)，所述压力传感器(9)的顶部固定安装有缓冲块(12)，所述缓冲块(12)的顶部固定安装有第一阻尼器(13)，所述第一阻尼器(13)的顶部固定安装有弹片(14)，所述弹片(14)的顶部固定安装有第三弹簧(15)，所述弹片(14)的顶部固定安装有传递块(16)，所述保护盒(3)的侧壁固定安装有支撑臂(17)，所述支撑臂(17)内部固定安装有第二阻尼器(18)，所述第二阻尼器(18)的输出端固定安装有连接臂(19)，所述连接臂(19)的一端固定安装有安装块(20)，所述处理器(6)通过电线与重力传感器(7)、信号发射器(5)和压力传感器(9)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种土木工程减震装置，其特征在于：所述第一弹簧(10)的数量为偶数个，偶数个所述第一弹簧(10)均分为两组并以对称形式设置于传递杆(8)的两侧。
3.根据权利要求1所述的一种土木工程减震装置，其特征在于：所述弹片(14)的数量为两个，两个所述弹片(14)以上下对称的形式设置于第三弹簧(15)的两端。
4.根据权利要求1所述的一种土木工程减震装置，其特征在于：所述保护盒(3)顶端的顶部和底部均设置有加强筋(2)。
5.根据权利要求1所述的一种土木工程减震装置，其特征在于：所述支撑臂(17)与保护盒(3)之间呈四十五度的夹角，所述支撑臂(17)的数量为两个且呈对称形式设置于保护盒(3)的外表面。
6.根据权利要求1所述的一种土木工程减震装置，其特征在于：所述支撑臂(17)的内部开设有与连接臂(19)相适配的空腔，所述第二阻尼器(18)的安装位置位于支撑臂(17)内部开设空腔中。
7.根据权利要求1所述的一种土木工程减震装置，其特征在于：所述安装块(20)的顶部以及保护盒(3)的上下两端均开设有若干个螺纹孔。
8.根据权利要求1所述的一种土木工程减震装置，其特征在于：所述保护盒(3)的顶部开设有与传递块(16)相适配的通孔，且该通孔的中心与底座(1)以及保护盒(3)的中心位于同一延长线上。
9.根据权利要求1所述的一种土木工程减震装置，其特征在于：所述安装块(20)的顶面与保护盒(3)的顶面位于同一水平面内。
10.一种土木工程减震装置的减震方法，包括如权利要求1-9任一项所述的土木工程减震装置，减震方法步骤如下：
一、通过安装块以及保护盒(3)顶部开设的螺纹孔，配合螺栓，将该装置安装至建筑结构上指定位置；
二、完成安装后，在工作时，通过外部建筑结构将震动能量传递至传递块(16)，并由传递块(16)传递至弹片(14)，通过弹片(14)自身震动，并配合第三弹簧(15)，再配合第二阻尼器(18)和缓冲块(12)的作用实现第一次减震；
三、完成第一次减震后的震动能量，向下传递至压力传感器(9)，再通过压力传感器(9)下设置的第一弹簧(10)和第二弹簧(11)实现第二次减震；
四、完成第二次减震后，震动能量再次向下传递，并利用第一阻尼器(13)实现第三次减震；
五、在该装置实现减震的同时，重力传感器(7)和压力传感器(9)将检测的数据通过电信号传递至处理器(6)内进行换算，并将计算结果通过信号发射器(5)发出。
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US11384558B2 (en) * 2018-02-09 2022-07-12 Murat Dicleli Multidirectional adaptive re-centering torsion isolator

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