CN1315620A - 高效隔震器 - Google Patents

Abstract

一种高效隔震器,包括上、下基板、上、下环垫、弹性体,上、下基板间以上、下环垫连接一弹性体,弹性体外围形成设有束环的V形槽,弹性体内加装消能机构而形成一本体,上、下基板的板面上设有枢接孔,借助螺栓与建筑结构物的柱子底部及地基分别锁固接合;由于弹性体外围设有束环,使隔震器垂直刚度增大以承受结构物的重量,水平刚度相当小以隔离地震的振动能量,弹性体内的消能机构用以强化其吸能的功能,以确保结构物的安全。

Description

高效隔震器

本发明涉及一种防震装置，尤其涉及一种高效隔震器。

众所周知，地震所造成的灾害令人触目惊心，不但使灾区的生命与财产蒙受巨大损失，而且对国家经济也造成很大的冲击，非短期内所能回复。1976年的唐山大地震、1994年美国在北岭、1995年日本在阪神及1999的台湾大地震所造成的灾害及惨痛教训尤历历在目，特别是近年来世界各地地震频繁。因此，对防震的研究与加强防震建筑物的普及，更是刻不容缓的重要工作。

本创作人从事多年地震的防护研究，一些研究成果获得多国专利，且经不断试验、研究与改良，综合机械枢接的合理设计与力学的原理，终于研制成功本发明。

本发明的主要目的在于，提供一种具有将地震能量隔离于建筑物之外以保护建筑物免受地震灾害的高效隔震器，借由简易的顶靠枢设的等效设计，再应用弹性力学中的柏松比(Poisson’s Ratio)原理，于弹性体外围加上围束装置，自然形成一垂直刚度大以支撑建筑物的重量，而水平柔软度大以隔绝地震能量的组构设计，将地震的振动能量隔离于建筑结构物之外，便能简易地大幅消除地震传至建筑结构物的振动能量，并能确保整体制作与装置的简易性，以克服现行防震构造的制造程序复杂、费时及使用上的缺点。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

一种高效隔震器，其特征在于，包括上、下基板、上、下环垫、弹性体，是由水平板状的上、下基板之间以上、下环垫连接一直立放置的弹性体，弹性体外围形成数层V形槽，在V形槽每一槽峰上加装束环，同时在弹性体内加装消能机构而形成一本体，上、下基板的板面上设有枢接孔，借助螺栓与建筑结构物的柱子底部及地基分别锁固接合。由于弹性体外围的束环及力学上的柏松比(Poisson’s Ratio)的作用，使隔震器的垂直方向刚度相当大以承受建筑结构物或机器的重力载重，而水平方向刚度相当小以隔离地震或任何外力引起的振动能量，弹性体内的消能机构用以强化其吸能的功能，以确保建筑结构物或机器的安全。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的高效隔震器，该本体的上、下基板及弹性体可为任意形状。

前述的高效隔震器，该本体中的弹性体的束环可加装于内部或外围。

前述的高效隔震器，该本体中的弹性体的外表面可为平整状。

前述的高效隔震器，该围束装置为施加预力的围束装置。

前述的高效隔震器，该本体的弹性体的内部或外围可加装消能机构。

前述的高效隔震器，该消能机构可加装套筒或围束装置。

前述的高效隔震器，可不加装消能机构。

前述的高效隔震器，该消能机构可放置于弹性体内任何位置。

前述的高效隔震器，该上、下基板与弹性体的接合可采用锚碇装置。

前述的高效隔震器，该中环是一螺旋状的弹性体。

前述的高效隔震器，该弹性体的两端具有凸出的圆周。

为能进一步了解本发明的技术内容、特点及功效，兹例举以下较佳实施例，并配合附图详细说明如下：

图1是本发明使用第一种束环的实施例的分解示意图。

图2是本发明使用另一种型式束环的实施例的分解示意图。

图3是图1所示实施例的外观示意图。

图4是图2所示实施例的外观示意图。

图5是本发明使用第一种束环及消能机构的结构示意图。

图6是本发明使用另外一种型式束环及消能机构的结构示意图。

图7至图10是本发明实施状态示意图。

图11是本发明采用圆柱弹性体及第一种束环的实施例图。

图12是本发明采用圆柱弹性体及另外一种型式束环的实施例图。

图13是图11所示组成结构的外观示意图。

图14是图12所示组成结构的外观示意图。

图15是图11所示使用第一种束环与消能装置的示意图。

图16是图12所示使用另一种型式束环与消能装置的示意图。

图17、图18是本发明使用锚碇装置的示意图。

图19是本发明束环采用螺旋体的实施例图。

请参阅图1至图10所示，本发明是由上、下基板11、12配合上、下环垫16、17并结合一具有多层V形槽131的弹性体13及V形槽131外围的束环14而连接形成一本体10(如图1至图4所示)，其中弹性体13可为任何材质，例如：橡胶、金属……等；该上、下环垫16、17主要是增强上、下基板11、12与弹性体13的接合强度，在上、下基板11、12上皆设有数个枢接孔111、121，借由枢接孔111、121将本发明用螺栓锁固接合于房屋建筑20柱子22的底部。如图7、图8及图9所示，本发明是设于房屋建筑物20最底层(一楼或地下室23)的柱子22与地基30之间，即在一楼或地下室23的每一根柱子22的底部直接与本体10的上基板11锁固接合，而由下基板12锁固于地基30上，梁21借助螺栓锁固于柱子22的顶部，并支撑在建筑物的底部(如图7所示)，图中所示用螺栓锁固的形态只是示意形态，在实际实施时是采用合乎建筑强度要求的地螺栓。借由此种设置，由于本体10垂直方向具有相当大的刚度，可承受建筑物的重力载重，而水平方向刚性相当小，可隔离地震引起的振动能量，以确保建筑结构物的安全。

以上所述为本发明隔震器的基本结构形态，其主要是适用于建筑结构物装设，图5及图6所示为一种高效隔震器，其由上、下基板11、12配合上、下环垫16、17而结合中段的弹性体13，在弹性体13内加装一圆柱状(亦可为任意形状)的消能机构15，该圆柱状的消能机构15可加装套筒18以增加其吸能效果，弹性体13外围的每一V形槽131的槽峰上加装束环14而形成一本体10，利用弹性体13外围的束环14及力学上的柏松比(Poisson’sRatio)的作用，使本体10在垂直方向的刚度大为提高，以承受建筑物的重力载重。另一方面，本体10的水平刚度小以反射地震的能量，再配合弹性体13内的消能机构15得以强化其吸收振动能量的功能。

本发明的本体10亦可依据其基本的构造，作多种实施变化，如图1及图2所示，只在弹性体13外围的每一V形槽131的槽峰上加装不同型式的束环14，而弹性体13内则不设置消能机构15，图5及图6所示则又同时在弹性体13内加装消能机构15，而弹性体13外围则加装不同型式的束环14；图11所示是将弹性体13采用外表面呈平整的圆柱形，并于弹性体13内部在成型制造时，便加装数个由上向下等序排列的束环14。图12所示则是在圆柱形弹性体13外围加装数个由上向下等序排列不同型式的束环14，并可在束环14施加预力以强化其效果。图15所示则是在圆柱形弹性体13内加装束环14及消能机构15，并在消能机构15加装套筒18以增加其消能效果。图16则是在圆柱形弹性体13内加装消能机构15，并在消能机构15加装套筒18以增加其消能效果，而在外围加装不同型式的束环14。如图17及图18所示，上、下基板11、12亦可采用锚碇装置19与弹性体13结合以增加其结合力。锚定装置19可为任意形状的金属制品或强度极高的弹性体，而消能机构15可为任意断面形状的金属制品以塑性变形吸收能量，或任意断面形状的高分子材料来吸收振动能量。前述此等结构形态的变化，是为配合装设地点可适用状况下的选择，但其皆能达到本发明预期的隔震效果。其次如图10所示，本发明亦可装设于桥梁40下使用，即设有于桥墩41顶部与桥梁40之间，其亦可为桥梁40提供更佳的隔震效果，增加桥梁40建筑结构的安全性。此外，本发明的束环14亦可为一螺旋状的弹性体，如图19所示。本发明中的上、下环垫16、17的半径尺寸可比束环14的半径大而形成弹性体13的上下端部为凸出的圆周以减少应力集中及增加耐震功效。

综上所述，本发明隔震器，其制作与组装均甚为简易，而在地震来临时，则能有效的隔离及吸收振动能量，达到减震的效果，以确保建筑物的安全，确为一具有新颖性、突出的创造性与实用性的高效设计。

Claims (12)

1、一种高效隔震器，其特征在于，包括上、下基板、上、下环垫、弹性体，是由水平板状的上、下基板之间以上、下环垫连接一直立放置的弹性体，弹性体外围形成数层V形槽，在V形槽每一槽峰上加装束环，同时在弹性体内加装消能机构而形成一本体，上、下基板的板面上设有枢接孔，借助螺栓与建筑结构物的柱子底部及地基分别锁固接合。

2、根据权利要求1所述的高效隔震器，其特征在于，所述本体的上、下基板及弹性体可为任意形状。

3、根据权利要求1所述的高效隔震器，其特征在于，所述本体中的弹性体的束环可加装于内部或外围。

4、根据权利要求1所述的高效隔震器，其特征在于，所述本体中的弹性体的外表面可为平整状。

5、根据权利要求1所述的高效隔震器，其特征在于，所述围束装置为施加预力的围束装置。

6、根据权利要求1所述的高效隔震器，其特征在于，所述本体的弹性体的内部或外围可加装消能机构。

7、根据权利要求6所述的高效隔震器，其特征在于，所述消能机构可加装套筒或围束装置。

8、根据权利要求1所述的高效隔震器，其特征在于，可以不加装消能机构。

9、根据权利要求1所述的高效隔震器，其特征在于，所述消能机构可放置于弹性体内任何位置。

10、根据权利要求1所述的高效隔震器，其特征在于，所述上、下基板与弹性体的接合可采用锚碇装置。

11、根据权利要求1所述的高效隔震器，其特征在于，所述中环是一螺旋状的弹性体。

12、根据权利要求1所述的高效隔震器，其特征在于，所述弹性体的两端具有凸出的圆周。

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