CN2775168Y - 建筑物消能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型指一种建筑物消能装置，建构于建筑物内部的一区间内，区间内部设置有一倒V状的钢支承，承接于区间底部两侧所设的固定座上，钢支承尖状的顶部穿设有一连接杆，两端连接左右第一、第二油压缸的活塞杆，第一、第二油压缸各藉由一固定块固接于区间顶部面缘，且于区间顶部设置一储油槽，连接补给油管至第一、第二油压缸的油压室内，第一、第二油压缸则另由其油压室内延伸一上设逆止阀的油管连接至区间外部设置的千斤顶的油压室内，千斤顶的油压室和缸体内室内各延伸一上设节流阀的回填油管至一控制阀上，控制阀则藉由一与油压泵浦连接的补给油管与储油槽连接，千斤顶的活塞杆则抵触适当的消能材料；其可使地震波的能量获得一良好的抒发，且于区间结构位移的同时及地震结束后，得以进行液压油回补的动作。

Description

建筑物消能装置

技术领域

本实用新型为一种建筑物消能装置，特别是一种利用油压缸活塞杆的位移来放大地震行程，并释放液压油同时带动千斤顶活塞杆受力下压，挤迫消能材料变形，使地震波的能量获得一良好的抒发，且于区间结构位移的同时及地震结束后，得以自动进行液压油回补的动作的一种建筑物消能装置。

背景技术

「地震」为地球上一种能量的释放，但地震分为数个不同的等级，级数愈高，则地震愈大，级数愈低，则地震愈小，小地震对人的生命、财产造成损害较轻微，若是大地震，则会对人的生命、财产造成不同程度的损害，故地震的发生实在值得重视，以防止发生地震后，对人造成生命或财产上的损失。

以建筑物而言，一般的建筑物以钢筋、混凝土构成，或是以钢骨为主要架构构成建筑物，当遭受外力(地震波)时，若未装设有任何可供缓冲地震波所产生震动的装置，建筑物只能任由地震波产生的震动位移摇晃，由于钢筋、混凝土为硬性的结构，当地震波震动位移系数过大时，轻者会造成建筑物受损，重者造成建筑物倒塌，甚至严重危害到居住者的生命安全。

因此，有不少营造业者开发出许多地震消能器系统，但目前装设的地震消能系统消能示意图如图1所示，一为利用连接于建筑物内部的一区间斜向对角相对位置(AA-Line)处设置的斜撑杆件，于受外力(地震波)的震动位移系数时产生相对伸长、缩短的变位，使得连接于建筑物内部区间斜向对角相对位置(AA-Line)的斜撑杆件产生拉压行为，并利用钢材的弹塑性变形能力及粘弹性阻尼方式吸收能量而达到消能的目的，但此实施方式受限于斜撑杆件相对伸长、缩短的拉压行为而局限于拉压特性一致的金属材料。再一为利用设置在图中(BB-Line)位置处的消能装置产生相对转角，使之置放于(BB-Line)位置上的版片产生剪力变形，透过弯矩形成位移错位效果，或产生面内剪力变形而产生摩擦减震效果而达到其消能的目的，但此实施方式受限于(BB-Line)上地震波震动系数走向及其装置必须达到位移错位或摩擦减震影响，消能装置使用的材料大都需以金属原物料为之。

以上两种目前惯用的消能系统原理说明和实施方式示意，其实际上的制作皆受限于材料的特性，而使得可应用的低塑性可变形材料受限，且亦未能完善达到建筑物消能的理想系数，不仅造成上述的消能装置制造成本高昂，且未臻成效。

因此，本创作人有鉴于此，特潜心研究并经过不断讨论改进，终于提出一种结构简单的一种建筑物消能装置。

新型内容

所欲解决的技术问题

本实用新型主要在于解决目前惯用的消能系统原理和实施方式及其消能装置，于实际上的制作受限于消能材料的特性，而使得可应用的低塑性可变形材料受限，且目前惯用的消能系统装置亦未能完善达到建筑物消能的理想系数，不仅造成上述的消能装置制造成本高昂，且未臻成效的缺点。

解决问题的技术手段

本实用新型的主要目的是提供一种建筑物消能装置，主要是当建筑物受外力(地震波)影响时，利用油压缸活塞杆的位移来放大地震行程，并释放液压油同时带动千斤顶活塞杆受力下压，挤迫消能材料变形，使地震波的能量获得一良好的抒发，且于区间结构位移的同时及地震结束后，得以自动进行液压油回补的动作的一种建筑物消能装置。

为达上述目的，本实用新型采取以下的技术手段予以达成，一种建筑物消能装置，建构于建筑物内部的一区间内，主要包括有：一倒V状的钢支承，承接于区间底部两侧所设的固定座上，其尖状的顶部为中空；一连接杆，穿设于钢支承的尖状顶部，且其两端连接左右第一、第二油压缸的活塞杆；一第一油压缸，其缸体密接活塞杆，使活塞杆得以于缸体内部左右位移，并连接于连接杆的左侧，藉由一固定块固接于区间顶部面缘；一第二油压缸，其缸体密接活塞杆，使活塞杆得以于缸体内部左右位移，并连接于连接杆的右侧，藉由一固定块固接于区间顶部面缘；数个逆止阀及数个节流阀；一控制阀；一第一油管，前端及末端上各设有逆止阀并连接至区间外部设置的千斤顶的油压室内；一第二油管，前端及末端上各设有逆止阀并连接至区间外部设置的千斤顶的油压室内；一储油槽，设置于区间的适当位置，连接补给油管至第一、第二油压缸的油压室内，补给油管末端上各设有逆止阀；一油压泵浦，设置于储油槽内，并连接一上设逆止阀的补给油管至控制阀；一千斤顶，设置于区间外部适当位置，具备有一活塞杆、—油压室及一缸体内室，油压室和缸体内室内各延伸一上设节流阀的回填油管至控制阀上；一消能材料块。

本实用新型建构于建筑物内部的一区间内，于区间内部设置一倒V状的钢支承，承接于区间底部两侧所设的固定座上，钢支承尖状的顶部穿设有一连接杆，两端连接左右第一、第二油压缸的活塞杆，第一、第二油压缸各藉由一固定块固接于区间顶部面缘，且于区间顶部设置一储油槽，连接上设逆止阀的补给油管至第一、第二油压缸的油压室内，第一、第二油压缸则另由其油压室内延伸一上设逆止阀的第一、第二油管连接至区间外部设置的千斤顶的油压室内，千斤顶的油压室和缸体内室内各设置一上设A、B节流阀的回填油管至一控制阀上，其中A、B节流阀为常闭的状态，控制阀则藉由一与油压泵浦连接的补给油管与储油槽连接，其中千斤顶缸体内室所设的回填油管分岔出另一流向，上设一C节流阀及一逆止阀并连接至储油槽内，其中C节流阀为常开的状态，而完成整体消能结构的自动回补油压的设计；千斤顶的活塞杆则抵触适当的消能材料块。

本实用新型建筑物消能装置中，所述的油管由一软性材质所构成，所述的消能材料块为低可塑性的可变形钢材。

于发生地震时，藉由第一、第二油压缸缸体随着区间的左右位移而位移，进而放大地震行程，并迫使活塞杆推挤释放液压油至千斤顶的油压室内，带动千斤顶活塞杆受压向下挤迫消能材料变形，而使得地震的能量获得一良好的抒发，并藉由储油槽及其油管的设置，使得在区间结构位移的同时及地震结束后，得以进行液压油回补的动作。

对于先前技术的效果

和目前惯用的消能系统原理和实施方式及其消能装置相比，本实用新型提出一种结构简单的建筑物消能装置，主要是当建筑物受外力(地震波)影响时，于发生地震时，藉由第一、第二油压缸缸体随着区间的左右位移而位移，进而放大地震行程，并迫使活塞杆推挤释放液压油至千斤顶的油压室内，带动千斤顶活塞杆受压向下挤迫消能材料变形，而使得地震的能量获得一良好的抒发，并藉由储油槽及其油管的设置，使得在区间结构位移的同时及地震结束后，得以进行液压油回补的动作，以减小建筑物的震动，提升建筑物结构的安全性，并提高居住舒适度。

附图的简要说明

图1为习知地震消能系统的消能作动示意图；

图2为本实用新型装设于建筑物区间的平面示意图；

图3为建筑物区间受左位移地震波影响的平面作动示意图；

图4为建筑物区间受右位移地震波影响的平面作动示意图；

图5为本实用新型千斤顶复归替换消能材料(块)的作动示意图。

主要组件符号说明

10钢支承

20固定座

30连接杆

40第一油压缸

401活塞杆

402缸体

403油压室

404固定块

405第一油管

406逆止阀

407逆止阀

50第二油压缸

501活塞杆

502缸体

503油压室

504固定块

505第二油管

506逆止阀

507逆止阀

60储油槽

601第一油压缸补给油管

602逆止阀

603第二油压缸补给油管

604逆止阀

70油压泵浦

701补给油管

702逆止阀

80千斤顶

801活塞杆

802油压室

8021回填油管

8022B节流阀

803缸体内室

8031回填油管

8032A节流阀

8033C节流阀

8034逆止阀

90控制阀

95建筑物区间

实施方式

以下配合附图对本实用新型的较佳实施例方式并作动原理做进一步的说明。

请同时参阅图2至图4，为本实用新型装设于建筑物区间97的平面示意图，及建筑物区间97受左右位移地震波影响的平面作动示意图，图中较深色的区域及油管箭号指向，为使液压油的变化及流向更加清楚，由图中可清楚看出，本实用新型建构于建筑物内部的一区间97内，于区间97内部设置有一倒V状的钢支承10，承接于区间97底部两侧所设的固定座20上，钢支承10尖状的顶部为中空，于其中穿设有一连接杆30，两端连接左右第一、第二油压缸40、50的活塞杆401、501，第一、第二油压缸40、50各藉由一固定块404、504固接于区间95顶部面缘，使其可随着区间97受地震力位移影响左右晃动时，第一、第二油压缸40、50缸体402、502能随之左右位移，另于区间10顶部设置一储油槽60，连接上设逆止阀602、604的第一、第二油压缸补给油管601、603至第一、第二油压缸40、50的油压室403、503内，第一、第二油压缸40、50则另由其油压室403、503内延伸一上设逆止阀406的第一、第二油管405、505连接至区间97外部设置的千斤顶80的油压室802内，千斤顶80的油压室802延伸连接一上设B节流阀8022的回填油管8021至一控制阀90上，缸体内室803则延伸设置一分岔二流向的回填油管8031，其中一流向上设A节流阀8032且连接至控制阀90上，另一流向上则设置有一C节流阀8033及一逆止阀8034并连接至储油槽60内，其中A、B节流阀8032、8022为常闭的状态，C节流阀8033为常开的状态，控制阀90则藉由一与油压泵浦70及一逆止阀702连接的补给油管701与储油槽60连接，千斤顶80的活塞杆801则抵触着消能材料(块)95。

当发生地震时，造成建筑物区间97结构左右位移，同时会带动第一、第二油压缸40、50缸体402、502左右位移，迫使连接于连接杆30的油压缸活塞杆401、501推挤油压室403、503内的油量渲泄至千斤顶80油压室802。

当区间97结构向左位移时，第二油压缸50缸体502随之向左位移，推挤活塞杆501挤压油压室503内的液压油，使之向设有正流向逆止阀506装置的第二油管505渲泄而出，进而流至千斤顶80油压室802内，由于储油槽60第一、第二补给油管601、603的逆止阀602、604设置相对于第一、第二油压缸40、50而言，为一反流向的逆止阀602、604装置，所以被挤压而出的液压油并无法被渲泄入储油槽60内，于此同时，第一油压缸40的缸体402亦随着区间97结构的向左位移而向左位移，使得第一油压缸40活塞杆401形成向后抽退的状态，造成第一油压缸40油压室403真空内容室面积增大，而自然形成一股吸力，此时，正好透过相对于第一油压缸40而言，对设置有反流向逆止阀602装置的第一油压缸补给油管601自储油槽60内吸取油量，完成第一油压缸40液压油回补的动作，再者，由于千斤顶80油压室803内本已积蓄了适当的液压油量，再容纳由第二油压缸50渲泄而至的额外的液压油量，致使其油压增加，进而带动活塞杆801向下推移，受压向下挤迫消能材料95变形，千斤顶80活塞杆801受压向下推移的同时，缸体内室803的液压油量亦被挤迫而经由缸体内室803所设的回填油管8031渲泄而出，此时由于A节流阀8032为关闭状态，C节流阀8033为开启状态，且C节流阀8033后端所设置的逆止阀8034为正流向，而自然由C节流阀8033端导入储油槽60内。

再当区间97结构向右位移时，第一油压缸40缸体402随之向右位移，推挤活塞杆401挤压油压室403内的液压油，使之向设有正流向逆止阀406装置的第一油管405渲泄而出，进而流至千斤顶80油压室802内，同样的，由于储油槽60补给油管601的逆止阀602设置相对于油压缸而言，为一反流向的逆止阀602装置，所以被挤压而出的液压油并无法被渲泄入储油槽60内，于此同时，第二油压缸50的缸体502亦随着区间97结构的向右位移而向右位移，使得第二油压缸50活塞杆501形成向后抽退的状态，造成第二油压缸50油压室503真空内容室面积增大，而自然形成一股吸力，此时，同样透过相对于第二油压缸50而言，对设置有反流向逆止阀604装置的第二油压缸补给油管603自储油槽60内吸取油量，完成第二油压缸50液压油回补的动作，再者，由于千斤顶80油压室802内本已积蓄了适当的液压油量，再容纳由第二油压缸50渲泄而至的额外的液压油量，致使其油压增加，进而带动活塞杆801向下推移，受压向下挤迫消能材料95变形，千斤顶80活塞杆801受压向下推移的同时，缸体内室803的液压油量亦被挤迫而经由缸体内室803所设的回填油管8031渲泄而出，此时由于A节流阀8032为关闭状态，C节流阀8033为开启状态，且C节流阀8033后端所设置的逆止阀8034为正流向，而自然由C节流阀8033端导入储油槽60内。

再请参考图5，为本实用新型千斤顶80复归替换消能材料(块)95的作动示意图，当欲替换消能材料(块)95时，此时，先将千斤顶油压室802和缸体内室803延伸出的回填油管8021、8031上设的A、B节流阀8032、8022开启(于未复归时为常闭状态)，C节流阀8033关闭(于未复归时为常开状态)，再将千斤顶80的活塞杆801往上推升复归原位，此时，由于B节流阀8022已开启，且第一、第二油管405、505末端的逆止阀407、507设置相对于千斤顶油压室802而言，为一反流向的逆止阀407、507装置，所以被挤压而出的液压油并无法被渲泄入第一、第二油管405、505内，所以千斤顶油压室802内的液压油便会经由油压室回填油管8021渲泄至上设的控制阀90上，此时由于千斤顶80的活塞杆801往上推升复归原位，造成千斤顶缸体内室803真空内容室面积增大，而自然形成一股吸力，但由于储油槽60与缸体内室803距离较远，因此，开启储油槽60内的油压泵浦70抽取液压油，并由补给油管701渲泄至控制阀90上，并藉由控制阀90的控制，将由油压室回填油管8021渲泄出来的液压油量，与从油压泵浦70抽取而出的液压油，由缸体内室回填油管8031回补入缸体内室内803，完成复归状态时千斤顶油压室802与缸体内室803的液压油回补动作，此时，便可更换被挤压损坏的消能材料(块)95。

综上所述，本实用新型所提供的一种结构细腻严谨的建筑物消能装置，和习知的消能装置其实施方式和结构截然不同，为一新颖且具进步性的创作，因此已充份符合了新型专利的法定要件。

以上已将本实用新型做一详细说明，但以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施的范围，即凡依本新型申请专利范围所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本新型的专利涵盖范围意图保护的范畴。

Claims (3)

1.一种建筑物消能装置，建构于建筑物内部的一区间内，其特征在于，它主要包括有：

一倒V状的钢支承，承接于区间底部两侧所设的固定座上，其尖状的顶部为中空；

一连接杆，穿设于钢支承的尖状顶部，且其两端连接左右第一、第二油压缸的活塞杆；

一第一油压缸，其缸体密接活塞杆，使活塞杆得以于缸体内部左右位移，并连接于连接杆的左侧，藉由一固定块固接于区间顶部面缘；

一第二油压缸，其缸体密接活塞杆，使活塞杆得以于缸体内部左右位移，并连接于连接杆的右侧，藉由一固定块固接于区间顶部面缘；

数个逆止阀及数个节流阀；

一控制阀；

一第一油管，前端及末端上各设有逆止阀并连接至区间外部设置的千斤顶的油压室内；

一第二油管，前端及末端上各设有逆止阀并连接至区间外部设置的千斤顶的油压室内；

一储油槽，设置于区间的适当位置，连接补给油管至第一、第二油压缸的油压室内，补给油管末端上各设有逆止阀；

一油压泵浦，设置于储油槽内，并连接一上设逆止阀的补给油管至控制阀；

一千斤顶，设置于区间外部适当位置，具备有一活塞杆、一油压室及一缸体内室，油压室和缸体内室内各延伸一上设节流阀的回填油管至控制阀上；

一消能材料块。

2.根据权利要求1所述的一种建筑物消能装置，其特征在于，所述的油管由一软性材质所构成。

3.根据权利要求1所述的一种建筑物消能装置，其特征在于，消能材料块为低可塑性的可变形钢材。

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