CN114033063B - 一种基于bim装配式建筑工程用的减震装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑工程设备技术领域，涉及一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置，包括多个固定底座，还包括：减震柱；固定板；第一减震机构，设置在减震柱内部，用于减缓地震发生时地震波对建筑结构产生的竖直方向的震动；第二减震机构，设置在相邻两个减震柱之间，用于减缓地震发生时地震波对建筑结构产生的水平方向的震动。本发明通过第一减震机构与第二减震机构的设置，能够全面阻挡地震波对建筑结构产生的震动，降低地震对建筑结构的损伤，减少地震过后的维修成本，同时，在减震板上部与下部分别设置的多个第一阻尼器与对应的第一弹性件配合可以两次对地震波进行耗能吸收，将地震波的震动降到最低，使建筑结构能够得到有效的保护。

Description

一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置
技术领域
本发明属于建筑工程设备技术领域，涉及一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置。
背景技术
BIM，全称为Building Information Modeling，意为建筑信息模型，又称建筑信息模拟，是由充足信息构成以支持新产品开发管理，并可由计算机应用程序直接解释的建筑或建筑工程信息模型，即数字技术支撑的对建筑环境的生命周期管理。它是建筑学、工程学及土木工程的新工具。
目前，现有基于BIM装配式建筑工程中的建筑结构受到震动冲击时，由于建筑之间采用橡胶垫等简易的减震机构，缓冲减震效果较差，同时也无法对地震波对结构产生的震动进行全面防御，容易对建筑结构造成严重损坏，维修成本过高。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置，以解决现有基于BIM装配式建筑工程中的建筑结构采用橡胶垫等简易的减震机构，缓冲减震效果较差，不能对地震波引起的结构震动进行全面防御的技术问题。
为实现上述目的，本发明一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置的具体技术方案如下：
一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置，包括多个固定底座，还包括：
减震柱，竖直设置在固定底座上部，内部为中空结构，且上部开口；
固定板，水平设置在减震柱的上部开口处；
第一减震机构，设置在减震柱内部，用于减缓地震发生时地震波对建筑结构产生的竖直方向震动；
第二减震机构，设置在相邻两个减震柱之间，用于减缓地震发生时地震波对建筑结构产生的水平方向震动。
本发明的特点还在于：
其中所述第一减震机构包括减震板，减震板水平设置在减震柱内部，减震板与减震柱内壁滑动连接，减震板上部与下部分别设置有多个第一阻尼器，每一个位于减震板上部的第一阻尼器的一端固定连接在固定板的下部，每一个位于减震板上部的第一阻尼器的另一端固定连接在减震板上部，每一个位于减震板下部的第一阻尼器的一端固定连接在减震柱的底部，每一个位于减震板下部的第一阻尼器的另一端固定连接在减震板下部，每一个第一阻尼器上套设有第一弹性件。
其中第一阻尼器由第一缸体、第一塞杆、第一活塞与第一线圈组成，第一线圈设置在第一缸体的内壁上，第一活塞与第一塞杆设置在第一缸体内部，第一塞杆的一端固定连接在第一活塞上，第一塞杆的另一端穿过第一缸体端部后固定连接在减震板上，第一弹性件套设在第一塞杆上，第一缸体内填充有磁流变液。
其中第一活塞的直径与第一缸体的内径相同，第一活塞与第一缸体接触的侧面竖直开设有多个凹槽。
其中多个凹槽都为蛇形。
其中第二减震机构包括多个第二阻尼器，多个第二阻尼器水平设置在相邻两个减震柱之间，每一个第二阻尼器由第二缸体、两个第二塞杆、两个第二活塞与第二线圈组成，第二线圈设置在第二缸体的内壁上，两个第二活塞设置在第二缸体内，两个第二活塞之间有间隔，每一个靠近第二缸体端部的一面与第二塞杆的一端连接，第二塞杆的另一端穿过第二缸体端部后连接在减震柱上，第二塞杆上套设有第二弹性件，第二弹性件的一端连接在减震柱上，第二弹性件的另一端连接在第二缸体上，第二缸体内部填充有磁流变液。
其中第二活塞与第一活塞的结构相同。
其中每一个固定板的内部设置有压力传感器，每一个固定板得到侧面设置有控制器，控制器分别与压力传感器、第一线圈、第二线圈电连接。
其中减震柱内壁上靠近减震板的位置竖直开设有两个相对的滑槽，每一个滑槽底部均匀设置有多个弧形凸起，减震板的两侧靠近两个滑槽的位置分别水平设置有两个柱塞缸，两个柱塞缸设置方向与滑槽的长度方向一致，每一个柱塞缸的一端连接在减震板上，每一个柱塞缸的另一端连接有柱塞的一端，柱塞的另一端设置有滚轮，滚轮位于滑槽内部并与滑槽底部相接触，减震板的两侧内部靠近两个滑槽的位置分别开设有注流腔，每一个注流腔分别与同一侧对应的两个柱塞缸相连通，两个柱塞缸之间的距离小于相邻两个弧形凸起之间的距离。
本发明的一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置具有以下优点：
第一，通过第一减震机构与第二减震机构的设置，能够全面阻挡地震带来的地震波对建筑结构的产生的震动，降低地震对建筑结构的损伤，减少地震过后的维修成本，同时，在减震板上部与下部分别设置的多个第一阻尼器与对应的第一弹性件配合可以两次对地震波进行耗能吸收，将地震波的震动降到最低，使建筑结构能够得到有效的保护；
第二，通过在减震板两侧设置减缓机构，使减震板上下移动的速度减缓，从而进一步对地震波起到了消耗吸收的作用，进一步提高了对建筑的有效保护；
第三，通过在阻尼器中设置磁流变液，并配合压力传感器与控制器使用，使防震可以自动进行，不需要专门配备工作人员时刻盯着，降低了人工成本，同时磁流变液的使用，使阻尼器可以最大程度上对地震波的吸收耗能，从而使地震对建筑结构的损害降到最低；
第四，本发明不仅对地震形成的地震波对结构产生水平方向的震动进行有效的防御，同时还可以对地震波对结构产生的竖直方向的震动进行有效的防御，使安装在本装置上部的装配式建筑结构能够抵御地震带来的危害，从而使损害降到最低。
附图说明
图1为本发明一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置的整体结构示意图；
图2为本发明一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置中第一阻尼器结构示意图；
图3为本发明一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置中第一活塞结构示意图；
图4为本发明一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置中第二阻尼器结构示意图；
图5为本发明一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置图1A部分扩大结构示意图；
附图标记：
1、固定底座；2、固定板；3、减震柱；4、第一阻尼器；41、第一缸体；42、第一塞杆；43、第一活塞；44、第一线圈；5、第一弹性件；6、注流腔；7、减震板；8、滑槽；9、柱塞缸；10、柱塞；11、弧形凸起；12、第二阻尼器；121、第二缸体；122、第二塞杆；123、第二活塞；126、第二线圈；14、压力传感器；15、滚轮；16、凹槽；17、控制器；18、第二弹性件。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置做进一步详细的描述。
如图1所示，本发明一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置，包括两个固定底座1，每一个固定底座1上竖直设置有减震柱3，减震柱3内部为中空结构，且上部开口，减震柱3的上部开口处水平设置有固定板2，固定板2与减震柱3上部固定连接，减震柱3下部与固定底座1固定连接，减震柱3的内部设置有第一减震机构，第一减震机构用于减缓地震发生时地震波带来的建筑结构竖向方向震动，相邻两个减震柱3之间设置有第二减震机构，第二减震机构用于减缓地震发生时地震波对结构带来的建筑结构水平方向震动。
如图1所示，第一减震机构包括减震板7，减震板7水平设置在减震柱3内部，减震板7与减震柱3内壁滑动连接，减震板7上部与下部分别设置有3个第一阻尼器4，每一个位于减震板7上部的第一阻尼器4的一端固定连接在固定板1的下部，每一个位于减震板7上部的第一阻尼器4的另一端固定连接在减震板7上部，每一个位于减震板7下部的第一阻尼器4的一端固定连接在减震柱3的底部，每一个位于减震板7下部的第一阻尼器4的另一端固定连接在减震板7下部，每一个第一阻尼器4上套设有第一弹性件5，第一阻尼器4与第一弹性件5相互配合，第一弹性件5用于减震并对第一阻尼器4进行复位，第一阻尼器4使弹簧伸缩的频率变缓，同时减震板7上部的三个第一阻尼器4与对应第一弹性件5对地震纵波进行第一次耗能吸收，同时推动减震板7下移，减震板7下部的三个第一阻尼器4与对应第一弹性件5对地震波进行第二次耗能吸收，将地震波的震动降到最小。
如图5所示，减震柱3内壁上靠近减震板7的位置竖直开设有两个相对的滑槽8，每一个滑槽8底部均匀设置有多个弧形凸起11，减震板7的两侧靠近两个滑槽8的位置分别水平设置有2个柱塞缸9，2个柱塞缸9设置方向与滑槽8的长度方向一致，每一个柱塞缸9的一端连接在减震板7上，每一个柱塞缸9的另一端连接有柱塞10的一端，柱塞10在柱塞缸9内压力的作用下可以在柱塞缸9内伸缩，柱塞10的另一端设置有滚轮15，滚轮15位于滑槽8内部并与滑槽8底部相接触，减震板7的两侧内部靠近两个滑槽8的位置分别开设有注流腔6，注流腔6内填充有液压油，每一个注流腔6分别与同一侧对应的3个柱塞缸9相连通，2个柱塞缸9之间的距离小于相邻两个弧形凸起11之间的距离，保证其中一个滚轮15移动到弧形凸起11上时，另一个在两个弧形凸起11之间，这样两个滚轮15在注流腔6内部的压力下，都能增大与滑槽8底部的摩擦力，使减震板7下降或者上升的速度变缓，对地震波的震动也能起到一定程度的减缓作用。
如图2、3所示，第一阻尼器由第一缸体41、第一塞杆42、第一活塞43与第一线圈44组成，第一线圈44设置在第一缸体41的内壁上，第一活塞43与第一塞杆42设置在第一缸体41内部，第一塞杆42的一端固定连接在第一活塞43上，第一塞杆42的另一端穿过第一缸体41端部后固定连接在减震板7上，第一弹性件7套设在第一塞杆42上，第一缸体41内填充有磁流变液，当第一线圈44通电之后，在磁场的作用下，磁流变液的浓度变高，使第一活塞43的移动变缓，进而减缓弹簧的震动频率。第一活塞43的直径与第一缸体41的内径相同，使第一活塞43在第一缸体41内移动时，第一缸体41内壁的摩擦力对第一活塞43产生一定阻力，减缓第一活塞43的移动，第一活塞43与第一缸体41接触的侧面竖直开设有多个凹槽16，为磁流变液提供流动的通道，多个凹槽16都为蛇形，增大磁流变液在凹槽16内行进的距离，进一步减缓第一活塞43移动的速度。
如图4所示，第二减震机构包括3个第二阻尼器12，3个第二阻尼器12水平设置在两个减震柱3之间，每一个第二阻尼器12由第二缸体121、两个第二塞杆122、两个第二活塞123与第二线圈126组成，第二线圈126设置在第二缸体121的内壁上，两个第二活塞设置在第二缸体121内，两个第二活塞之间有间隔，每一个靠近第二缸体121端部的一面与第二塞杆122的一端连接，第二塞杆122的另一端穿过第二缸体121端部后连接在减震柱3上，第二塞杆122上套设有第二弹性件18，第二弹性件18的一端连接在减震柱3上，第二弹性件18的另一端连接在第二缸体121上，第二缸体121内部填充有磁流变液，第二活塞123与第一活塞43的结构相同，第二活塞123的直径与第二缸体121直径相同，侧面都设置有多个蛇形凹槽16，减缓第二活塞123移动的速度。
每一个固定板2的内部设置有压力传感器14，每一个固定板2得到侧面设置有控制器17，控制器17分别与压力传感器14、第一线圈44、第二线圈126电连接，压力传感器14用于检测上部建筑结构对固定板2的压力并反馈到控制器17，未地震时，建筑结构对固定板2的压力为正常值，当地震来临，压力超过正常值时，控制器17同时为第一线圈44、第二线圈126通电，使第一减震机构、第二减震机构都能快速进行运转以应对地震。
工作原理：使用时，首先分别在固定底座1、固定板2、减震柱3、减震板7、第一阻尼器4、第二阻尼器12上设置相应的传感器，将传感器与数据采集设备连接，数据采集设备将采集到的数据导入BIM模型中，利用BIM技术与结构分析计算程序相结合进行建筑结构的抗震监测分析。
然后将本装置整体浇筑与地下，将装配式建筑基座安装在两个固定板2之上，当地震来临时，首先压力传感器14检测到上部建筑结构的压力大于正常值时，将其反馈到控制器17，控制器17控制6个第一线圈44与3个第二线圈126通电，其内部的磁流变液的浓度迅速变大，第一减震机构与第二减震机构开始运转，首先地震波来临，两个固定板2受到建筑结构向下的压力，使两个固定板2变形，两个固定板2将压力传导到3个第一阻尼器4与3个第一弹性件5，3个第一缸体41同时向下运动，使第一塞杆42向第一缸体41内部收缩，第一活塞43在第一缸体41内部向上移动，在磁流变液的作用下，第一活塞43缓慢上移，对地震波进行第一次耗能吸收，同时3个第一塞杆42在磁流变液的阻力作用下向下挤压减震板7，减震板7两侧的4个滚轮15沿着两个滑槽8向下移动，当两侧其中一个滚轮15移动到弧形凸起11上时，柱塞10受力，在柱塞缸9内收缩，注流腔6的内的压力升高，将压力传导至与其相连通的另一个柱塞缸9内，使此柱塞缸9内的柱塞10伸长，在滑槽8底部的阻挡下，与滑槽8接触的滚轮15和与弧形凸起11接触的滚轮15的接触面摩擦力增大，减缓减震板7下降的速度，对地震波的震动起到一定程度的减缓作用，减震板7下移的同时使下部的3个第一阻尼器4与3个第一弹性件5受力对地震波进行第二次耗能吸收，以此往复，将地震波对结构产生竖直方向的震动降到最低。
当地震波来临时，两个固定板2受到水平的力，两个固定板2带动对应的减震柱3左右摆动，3个第二阻尼器受力，其中一侧的3个第二塞杆122受到拉力，使对应的第二缸体121内部的第二活塞123受到拉力，第二活塞123在拉力的作用下向第二缸体121一侧端部移动，在磁流变液的阻力下对地震波进行一定的耗能吸收，同时配合第二弹性件18的作用力使地震结束后回复到初始位置，同时另一侧的3第二塞杆122受到压力，使对应的第二缸体121内部的第二活塞123受到压力，第二活塞123在压力的作用下向另一个第二活塞123的方向移动，在磁流变液的阻力下对地震波进行一定的耗能吸收，同时配合第二弹性件18的作用力使地震结束后回复到初始位置，以此往复将地震波对结构产生水平方向的震动降到最低。
当地震体波产生的竖直方向和水平方向震动结束之后，控制器17在一段时间内依然会使与第一线圈44、第二线圈126处于通电的状态，以防止接下来出现的面波，当面波来临时，本装置也有很好的防护效果，如果是勒夫波产生的水平方向的运动，通过第二减震机构进行耗能吸收，将勒夫波产生水平震动降到最低，如果是瑞利波产生的水平与竖直方向的运动，本装置第一减震机构与第二减震机构同时使用进行耗能吸收，将瑞利波产生的水平与竖直方向的震动降到最低，保护上部装配式建筑，将损害降到最低。
本发明一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置，具有以下优点：
第一，通过第一减震机构与第二减震机构的设置，能够全面阻挡地震带来的地震波对建筑结构的产生的震动，降低地震对建筑结构的损伤，减少地震过后的维修成本，同时，在减震板上部与下部分别设置的多个第一阻尼器与对应的第一弹性件配合可以两次对地震波进行耗能吸收，将地震波对建筑结构产生的震动降到最低，使建筑结构能够得到有效的保护；
第二，通过在减震板两侧设置减缓机构，使减震板上下移动的速度减缓，从而进一步对地震波起到了消耗吸收的作用，进一步提高了对建筑的有效保护；
第三，通过在阻尼器中设置磁流变液，并配合压力传感器与控制器使用，使防震可以自动进行，不需要专门配备工作人员时刻盯着，降低了人工成本，同时磁流变液的使用，使阻尼器可以最大程度上对地震波的进行吸收耗能，从而使地震对建筑结构的损害降到最低；
第四，本发明不仅对地震形成的地震波对结构产生水平方向的震动进行有效的防御，同时还可以对地震波对结构产生的竖直方向的震动进行有效的防御，使安装在本装置上部的装配式建筑结构能够抵御地震带来的危害，从而使损害降到最低。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (7)

1.一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置，包括多个固定底座(1)，其特征在于，还包括：
减震柱(3)，竖直设置在固定底座(1)上部，内部为中空结构，且上部开口；
固定板(2)，水平设置在减震柱(3)的上部开口处；
第一减震机构，设置在减震柱(3)内部，用于减缓地震发生时地震波带来的建筑结构竖直方向震动；
第二减震机构，设置在相邻两个减震柱(3)之间，用于减缓地震发生时地震波带来的建筑结构水平方向震动；
所述第一减震机构包括减震板(7)，所述减震板(7)水平设置在减震柱(3)内部，所述减震板(7)与减震柱(3)内壁滑动连接，所述减震板(7)上部与下部分别设置有多个第一阻尼器(4)，每一个位于减震板(7)上部的第一阻尼器(4)的一端固定连接在固定板(1)的下部，每一个位于减震板(7)上部的第一阻尼器(4)的另一端固定连接在减震板(7)上部，每一个位于减震板(7)下部的第一阻尼器(4)的一端固定连接在减震柱(3)的底部，每一个位于减震板(7)下部的第一阻尼器(4)的另一端固定连接在减震板(7)下部，每一个第一阻尼器(4)上套设有第一弹性件(5)；
所述减震柱(3)内壁上靠近减震板(7)的位置竖直开设有两个相对的滑槽(8)，每一个所述滑槽(8)底部均匀设置有多个弧形凸起(11)，所述减震板(7)的两侧靠近两个滑槽(8)的位置分别水平设置有两个柱塞缸(9)，两个所述柱塞缸(9)设置方向与滑槽(8)的长度方向一致，每一个所述柱塞缸(9)的一端连接在减震板(7)上，每一个所述柱塞缸(9)的另一端连接有柱塞(10)的一端，所述柱塞(10)的另一端设置有滚轮(15)，所述滚轮(15)位于滑槽(8)内部并与滑槽8底部相接触，所述减震板(7)的两侧内部靠近两个滑槽(8)的位置分别开设有注流腔(6)，每一个所述注流腔(6)分别与同一侧对应的两个柱塞缸(9)相连通，两个所述柱塞缸(9)之间的距离小于相邻两个弧形凸起(11)之间的距离。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置，其特征在于，所述第一阻尼器由第一缸体(41)、第一塞杆(42)、第一活塞(43)与第一线圈(44)组成，所述第一线圈(44)设置在第一缸体(41)的内壁上，所述第一活塞(43)与第一塞杆(42)设置在第一缸体(41)内部，所述第一塞杆(42)的一端固定连接在第一活塞(43)上，所述第一塞杆(42)的另一端穿过第一缸体(41)端部后固定连接在减震板(7)上，所述第一弹性件(5 )套设在第一塞杆(42)上，所述第一缸体(41)内填充有磁流变液。
3.根据权利要求2所述的一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置，其特征在于，所述第一活塞(43)的直径与第一缸体(41)的内径相同，所述第一活塞(43)与第一缸体(41)接触的侧面竖直开设有多个凹槽(16)。
4.根据权利要求3所述的一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置，其特征在于，多个所述凹槽(16)都为蛇形。
5.根据权利要求4所述的一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置，其特征在于，所述第二减震机构包括多个第二阻尼器(12)，多个所述第二阻尼器(12)水平设置在相邻两个减震柱(3)之间，每一个所述第二阻尼器(12)由第二缸体(121)、两个第二塞杆(122)、两个第二活塞(123)与第二线圈(126)组成，所述第二线圈(126)设置在第二缸体(121)的内壁上，两个所述第二活塞(123)设置在第二缸体(121)内，两个所述第二活塞(123)之间有间隔，每一个靠近第二缸体(121)端部的一面与第二塞杆(122)的一端连接，所述第二塞杆(122)的另一端穿过第二缸体(121)端部后连接在减震柱(3)上，所述第二塞杆(122)上套设有第二弹性件(18)，所述第二弹性件(18)的一端连接在减震柱(3)上，所述第二弹性件(18)的另一端连接在第二缸体(121)上，所述第二缸体(121)内部填充有磁流变液。
6.根据权利要求5所述的一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置，其特征在于，所述第二活塞(123)与第一活塞(43)的结构相同。
7.根据权利要求6所述的一种基于BIM装配式建筑工程用的减震装置，其特征在于，每一个所述固定板(2)的内部设置有压力传感器(14)，每一个所述固定板(2)得到侧面设置有控制器(17)，所述控制器(17)分别与压力传感器(14)、第一线圈(44)、第二线圈(126)电连接。
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