CN210315690U - 用于建筑结构的减震装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于建筑结构的减震装置，设于建筑结构的下方，包括基坑和设于基坑内腔的震动接收机构和耗能机构，震动接收机构与基坑的内壁面连接，耗能机构设于震动接收机构上并用于与建筑结构接触，震动接收机构通过弹性形变以接收震动产生的振动能量并将振动能量传递给耗能机构，耗能机构通过内部的活塞运动做功以使接收到的能量转换为内能并快速消耗以消减震动导致的建筑结构晃动的频率和振幅。本实用新型的用于建筑结构的减震装置，当地震发生或建筑物周边施工(例如爆破、开挖、相邻的建筑物倒塌等)引起震动时，使建筑物本身的晃动的频率和幅度都大为减少，降低了建造物晃动给居住者带来的附加伤害。

Description

用于建筑结构的减震装置

技术领域

本实用新型涉及建筑技术领域，特别地，设计一种用于建筑结构的减震装置。

背景技术

地震又是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波的一种自然现象。地震或建筑物周边施工(例如爆破、开挖、相邻的建筑物倒塌等)发生引起震动时，建筑物会产生剧烈的晃动现象，会对房屋的建筑物的结构产生严重的损坏，从而导致房屋出现裂缝，倾斜乃至垮塌，对居住在房屋中的人们产生生命财产上的危害，所以人们意识到需要提高建筑的抗地震的能力。

现有提高建筑抵抗地震灾害打击破坏的方式，基本都是提高建筑物结构的强度与刚度来抵抗地震对于房屋建筑结构的损坏，例如加大建筑中的钢筋的直径，在墙体外加装固定网等，但建筑本身还是会在地震发生时产生剧烈的晃动，会对居住者造成伤害，因此需要一种用于建筑结构的减震装置来改善这一问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于建筑结构的减震装置，以解决现有的建筑结构由于刚度太大，减振效果不佳、减振时产生剧烈晃动导致地震时无法减小建筑晃动的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于建筑结构的减震装置，设于建筑结构的下方，包括基坑和设于基坑内腔的震动接收机构和耗能机构，震动接收机构与基坑的内壁面连接，耗能机构设于震动接收机构上并用于与建筑结构接触，震动接收机构通过弹性形变以接收震动产生的振动能量并将振动能量传递给耗能机构，耗能机构通过内部的活塞运动做功以使接收到的能量转换为内能并快速消耗以消减震动导致的建筑结构晃动的频率和振幅。

进一步地，震动接收机构包括由基坑内壁面向内腔方向依次排列的第一地基柱和第一弹簧，第一地基柱的底端固定设于基坑的内腔底面，第一地基柱的顶端与第一弹簧的第一端固定连接，第一弹簧的第二端与耗能机构固定连接。

进一步地，耗能机构包括依次排列的第二地基柱和活塞装置，第二地基柱的底端与第一弹簧的第二端固定连接，第二地基柱的顶端与活塞装置固定连接，活塞装置包括开口朝向第二地基柱设置的活塞筒以及依次设于活塞筒内的第一活塞杆、第一活塞、粘性介质层、第二活塞、第二活塞杆和第二弹簧，第一活塞杆的第一端与第一地基柱的顶端固定连接，第一活塞杆的第二端与第一活塞固定连接，第二活塞杆的第一端与第二活塞固定连接，第二活塞杆的第二端通过第二弹簧与活塞筒的顶板弹性连接，粘性介质层设于第一活塞和第二活塞之间。

进一步地，第一地基柱的顶端的表面上凹设有第一凹槽，震动接收机构还包括第一固定座，第一固定座包括固定连接的第一固定杆和第一支座，第一固定杆的第一端嵌入第一凹槽内设置，第一固定杆的第二端与第一支座固定连接，第一支座与第一弹簧的第一端固定连接。

进一步地，第二地基柱的底端的表面上凹设有第二凹槽，耗能机构还包括第二固定座，第二固定座包括固定连接的第二固定杆和第二支座，第二固定杆的第一端嵌入第二凹槽内设置，第二固定杆的第二端与第二支座固定连接，第二支座与第一弹簧的第二端固定连接。

进一步地，第二地基柱的顶端的表面上凹设有第三凹槽，第一活塞杆的第一端嵌入第三凹槽内并与第二地基柱固定连接。

进一步地，活塞筒靠近顶板的一端的内侧壁向内延伸形成径向尺寸缩小的圆槽，第二弹簧设于圆槽内，第二活塞杆可轴向滑动地设于第二活塞和圆槽之间。

进一步地，耗能机构还包括设于活塞装置的顶端的第三地基柱，第三地基柱的底端的表面上凹设有第四凹槽，第三地基柱通过第四凹槽套设于活塞筒的外表面并与活塞装置固定连接。

进一步地，活塞筒的横截面的形状为圆环形，第一活塞杆和第二活塞杆的形状与活塞筒的内腔相适配。

进一步地，粘性介质层为硅油层。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的用于建筑结构的减震装置，通过设置震动接收机构，当地震发生或建筑物周边施工(例如爆破、开挖、相邻的建筑物倒塌等)引起震动时，地面产生剧烈晃动，震动接收机构通过弹性形变以过滤和接收震动产生的振动能量并将振动能量传递给耗能机构，通过设置耗能机构通过内部的活塞运动做功以使接收到的能量转换为内能并快速消耗以消减震动导致的建筑结构晃动的频率和振幅，使建筑物本身的晃动的频率和幅度都大为减少，降低了建造物晃动给居住者带来的附加伤害。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的减震装置的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的减震装置的第一地基柱和第二地基柱连接结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例的减震装置的第二地基柱和第三地基柱连接结构示意图；

图4是图3中A处的放大图。

图例说明：

100、减震装置；10、基坑；20、震动接收机构；21、第一地基柱；211、第一凹槽；22、第一弹簧；23、第一固定座；231、第一固定杆；232、第一支座；30、耗能机构；31、第二地基柱；311、第二凹槽；312、第三凹槽；32、活塞装置；321、活塞筒；3211、顶板；3212、圆槽；322、第一活塞杆；323、第一活塞；324、粘性介质层；325、第二活塞；326、第二活塞杆；327、第二弹簧；33、第二固定座；331、第二固定杆；332、第二支座；34、第三地基柱；341、第四凹槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本实用新型优选实施例的减震装置的结构示意图；图2是本实用新型优选实施例的减震装置的第一地基柱和第二地基柱连接结构示意图；图3是本实用新型优选实施例的减震装置的第二地基柱和第三地基柱连接结构示意图；图4是图3中A处的放大图。

如图1、图2、图3以及图4所示，本实施例提供的用于建筑结构的减震装置100，包括基坑10和设于基坑10内腔的震动接收机构20和耗能机构30，振动接受机构与基坑10的内壁面连接，耗能机构30设于震动接收机构20上并与建筑结构接触，震动接收机构20通过弹性形变以接收震动产生的振动能量并将振动能量传递给耗能机构30，耗能机构30通过内部的活塞运动做功以使接收到的振动能量转换为内能并快速消耗以消耗震动导致的建筑结构晃动的频率和振幅。本实用新型的用于建筑结构的减震装置100，通过设置震动接收机构20，当地震发生或建筑物周边施工(例如爆破、开挖、相邻的建筑物倒塌等)引起震动时，地面产生剧烈晃动，震动接收机构20通过弹性形变过滤和接收震动产生时的振动能量并将振动能量传递给耗能机构30，通过设置耗能机构30通过内部的活塞运动做功以使接收到的能量转换为内能并快速消耗以消减震动导致的建筑结构晃动的频率和振幅，使建筑物本身的晃动的频率和幅度都大为减少，降低了建造物晃动给居住者带来的附加伤害。

可以理解地，震动接收机构20通过弹性形变以接收震动产生的振动能量并将振动能量传递给耗能机构30，可以是在震动接收机构20内设有弹簧、弹性塑胶等弹性变形件使震动接收机构20弹性支撑耗能机构30；耗能机构30通过内部的活塞运动做功使接收到的振动能量转换为内能，可以是在耗能机构30内设有液压缸、液压活塞等直线运动机构使活塞做功以减少建筑结构晃动的频率和振幅。

进一步地，震动接收机构20包括由基坑10内壁面向内腔方向依次排列的第一地基柱21和第一弹簧22，第一地基柱21的底端固定设于基坑10的内腔底面，第一地基柱21的顶端与第一弹簧22的第一端固定连接，第一弹簧22的第二端与耗能机构30固定连接。可以理解地，第一基柱21可以是设于基坑10的槽壁上，也可以是设于基坑10的转角部位，布设方式可以是沿竖向布设、斜向布设、横向布设。第一弹簧22可以是压缩弹簧，第一弹簧22可以通过焊接方式或预制设置与第一地基柱21和耗能机构30固定连接，第一弹簧22也可以通过设置固定座与耗能机构30固定连接。通过设置第一弹簧22，在地震时可以过滤底面的振动并将震动传递给耗能机构30。

进一步地，耗能机构30包括依次排列的第二地基柱31和活塞装置32，第二地基柱31的底端与第一弹簧22的第二端固定连接，第二地基柱31的顶端与活塞装置32固定连接，活塞装置32包括开口朝向第二地基柱31设置的活塞筒321以及依次设于活塞筒321内的第一活塞杆322、第一活塞323、粘性介质层324、第二活塞325、第二活塞杆326和第二弹簧327，第一活塞杆322的第一端与第一地基柱21的顶端固定连接，第一活塞杆322的第二端与第一活塞323固定连接，第二活塞杆326的第一端与第二活塞325固定连接，第二活塞杆326的第二端通过第二弹簧327与活塞筒321的顶板3211弹性连接，粘性介质层324设于第一活塞323和第二活塞325之间。通过设置第二弹簧327过滤震动接收机构20传递的振动能量，抑制耗能机构30的振动，并通过第一活塞323、粘性介质层324以及第二活塞324在活塞筒321内竖直往复运动做功抑制第二弹簧327在反弹时的振荡能量从而逐渐消耗震动接收机构20传递的振动能量，以逐渐减少建筑结构晃动的频率和振幅。

进一步地，第一地基柱21的顶端的表面上凹设有第一凹槽211，震动接收机构20还包括第一固定座23，第一固定座23包括固定连接的第一固定杆231和第一支座232，第一固定杆231的第一端嵌入第一凹槽211内设置，第一固定杆231的第二端与第一支座232固定连接，第一支座232与第一弹簧22的第一端固定连接。可以理解地，第一凹槽211为设于第一地基柱21顶端的预制凹槽。

进一步地，第二地基柱31的底端的表面上凹设有第二凹槽311，耗能机构30还包括第二固定座33，第二固定座33包括固定连接的第二固定杆331和第二支座332，第二固定杆331的第一端嵌入第二凹槽311内设置，第二固定杆331的第二端与第二支座332固定连接，第二支座332与第一弹簧22的第二端固定连接。可以理解地，通过设置第二固定座33固定连接第一弹簧22和第二地基柱31，将第二固定杆331嵌入第二凹槽311内固定设置，在地震时，避免第二地基柱31沿水平方向与脱离第一弹簧22。

进一步地，第二地基柱31的顶端的表面上凹设有第三凹槽312，第一活塞杆322的第一端嵌入第三凹槽312内并与第二地基柱31固定连接。

进一步地，活塞筒321靠近顶板3211的一端的内侧壁向内延伸形成径向尺寸缩小的圆槽3212，第二弹簧327设于圆槽3212内，第二活塞杆326可轴向滑动地设于第二活塞325和圆槽3212之间。可以理解地，将第二弹簧327设于圆槽3212内，当第二弹簧327受力压迫时，由于第二活塞326的外径大于圆槽3212的外径，第二活塞326与圆槽3212的底边抵接，防止第二弹簧327进一步受压从而防止第二弹簧327过渡变形损坏。

进一步地，耗能机构30还包括设于活塞装置32的顶端的第三地基柱34，第三地基柱34的底端的表面上凹设有第四凹槽341，第三地基柱34通过第四凹槽341套设于活塞筒321的外表面并与活塞装置32固定连接。

进一步地，活塞筒321的横截面的形状为圆环形，第一活塞杆322和第二活塞杆326的形状与活塞筒321的内腔相适配。粘性介质层324为硅油层。可以理解地，粘性介质层由硅油组成。通过设置粘性介质层的材料为硅油，由于硅油稳定性好，不易着火，耐老化，提高了结构的稳定性。

本实用新型还提供一种减震建筑结构，包括上述的减震装置100，还包括地基坑10，减震装置100设于地基坑10内。可以理解地，减震装置100的数量可以是一个，也可以是多个。

本法明提供一种具体的减震建筑结构：

一种减震建筑结构，包括地基坑10，地基坑10上固定连接有第一地基柱21，第一地基柱21远离地基坑10一端开设有第一凹槽211，第一凹槽211内固定连接有第一固定杆，第一固定杆远离第一凹槽211一端固定连接有第一支座，第一支座远离第一固定杆一侧固定连接有第一弹簧22，第一弹簧22远离第一支座一端固定连接有第二支座332，第二支座332远离地面一侧且第一地基柱21位置对应连接有第二地基柱31，第二支座332上且第一固定杆位置处对应固定连接有第二固定杆331，第二地基柱31靠近地面一端且第二固定柱位置处对应开设有第二凹槽311，第二固定杆331与第二凹槽311的连接方式为固定连接，第二地基柱31远离第一支座一端开设有第三凹槽312，第三凹槽312内连接有第一活塞杆322，第一活塞杆322远离第二地基柱31一端固定连接有第一活塞323，第一活塞323上活动连接有活塞筒321，活塞筒321内且位于第一活塞323上方活动连接有第二活塞325，第一活塞323和第二活塞325的形状与活塞筒321相适配，活塞筒321内填充有粘性介质，粘性介质为硅油，粘性介质位于第一活塞323和第二活塞325之间，第二活塞325远离第一活塞323一侧固定连接有第二活塞杆326，活塞筒321内且第二活塞杆326位置对应开设有圆槽3212，第二活塞杆326与圆槽3212的连接方式为滑动连接，圆槽3212内远离第二活塞杆326一侧固定连接有第二弹簧327，第二弹簧327远离圆槽3212一端与第二活塞杆326的连接方式为固定连接，活塞筒321上远离地面一侧连接有第三地基柱34，第一地基柱21和第二地基柱31以及第三地基柱34均设置有多组，第三地基柱34靠近活塞筒321位置一侧且活塞筒321位置处对应开设有第四凹槽341，第一活塞杆322与第三凹槽312和活塞筒321与第四凹槽341的连接方式均为固定连接。

有益效果：

1、当地震发生时，地面会发生剧烈晃动，建造在地基坑10中的第一地基柱21也会发生剧烈晃动，第一地基柱21带动第一弹簧22晃动，第一弹簧22会减小水平方向上左右晃动的振幅和频率，从而使第二地基柱31受到的左右晃动频率和幅度大大减小，第二地基柱31上承受的大部分为竖直方向的上下晃动，第二地基柱31通过第二活塞杆326带动第一活塞323上下移动，第一活塞323通过粘性介质的缓冲带动第二活塞325上下移动，第二活塞325通过第二活塞杆326和第二弹簧327的缓冲带动活塞筒321上下晃动，经过粘性介质和第二弹簧327的缓冲，活塞筒321上下晃动的频率和振幅被大大降低，地面的晃动经过第一弹簧22将左右晃动的频率和幅度降低，再通过粘性介质和第二弹簧327将上下晃动的频率和幅度降低，从而使第三地基柱34和建造在第三地基柱34上的建筑本体晃动的频率和幅度降低大大减小。

2、本实用新型中，通过设置材料为硅油的粘性介质层324，硅油稳定性好，不易着火，耐老化，提高了结构的稳定性。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于建筑结构的减震装置，设于建筑结构的下方，包括基坑(10)和设于所述基坑(10)内腔的震动接收机构(20)和耗能机构(30)，其特征在于，

所述震动接收机构(20)与所述基坑(10)的内壁面连接，所述耗能机构(30)设于所述震动接收机构(20)上并用于与建筑结构接触，

所述震动接收机构(20)通过弹性形变以接收震动产生的振动能量并将振动能量传递给所述耗能机构(30)，所述耗能机构(30)通过内部的活塞运动做功以使接收到的能量转换为内能并快速消耗以消减震动导致的建筑结构晃动的频率和振幅。

2.根据权利要求1所述的用于建筑结构的减震装置，其特征在于，

所述震动接收机构(20)包括由所述基坑(10)内壁面向内腔方向依次排列的第一地基柱(21)和第一弹簧(22)，所述第一地基柱(21)的底端固定设于所述基坑(10)的内腔底面，所述第一地基柱(21)的顶端与所述第一弹簧(22)的第一端固定连接，所述第一弹簧(22)的第二端与所述耗能机构(30)固定连接。

3.根据权利要求2所述的用于建筑结构的减震装置，其特征在于，

所述耗能机构(30)包括依次排列的第二地基柱(31)和活塞装置(32)，所述第二地基柱(31)的底端与所述第一弹簧(22)的第二端固定连接，所述第二地基柱(31)的顶端与所述活塞装置(32)固定连接，

所述活塞装置(32)包括开口朝向所述第二地基柱(31)设置的活塞筒(321)以及依次设于所述活塞筒(321)内的第一活塞杆(322)、第一活塞(323)、粘性介质层(324)、第二活塞(325)、第二活塞杆(326)和第二弹簧(327)，所述第一活塞杆(322)的第一端与所述第一地基柱(21)的顶端固定连接，所述第一活塞杆(322)的第二端与所述第一活塞(323)固定连接，所述第二活塞杆(326)的第一端与所述第二活塞(325)固定连接，所述第二活塞杆(326)的第二端通过所述第二弹簧(327)与所述活塞筒321的顶板(3211)弹性连接，所述粘性介质层(324)设于所述第一活塞(323)和所述第二活塞(325)之间。

4.根据权利要求3所述的用于建筑结构的减震装置，其特征在于，

所述第一地基柱(21)的顶端的表面上凹设有第一凹槽(211)，所述震动接收机构(20)还包括第一固定座(23)，所述第一固定座(23)包括固定连接的第一固定杆(231)和第一支座(232)，所述第一固定杆(231)的第一端嵌入所述第一凹槽(211)内设置，所述第一固定杆(231)的第二端与所述第一支座(232)固定连接，所述第一支座(232)与所述第一弹簧(22)的第一端固定连接。

5.根据权利要求4所述的用于建筑结构的减震装置，其特征在于，

所述第二地基柱(31)的底端的表面上凹设有第二凹槽(311)，所述耗能机构(30)还包括第二固定座(33)，所述第二固定座(33)包括固定连接的第二固定杆(331)和第二支座(332)，所述第二固定杆(331)的第一端嵌入所述第二凹槽(311)内设置，所述第二固定杆(331)的第二端与所述第二支座(332)固定连接，所述第二支座(332)与所述第一弹簧(22)的第二端固定连接。

6.根据权利要求5所述的用于建筑结构的减震装置，其特征在于，

所述第二地基柱(31)的顶端的表面上凹设有第三凹槽(312)，所述第一活塞杆(322)的第一端嵌入所述第三凹槽(312)内并与所述第二地基柱(31)固定连接。

7.根据权利要求6所述的用于建筑结构的减震装置，其特征在于，

所述活塞筒(321)靠近所述顶板(3211)的一端的内侧壁向内延伸形成径向尺寸缩小的圆槽(3212)，所述第二弹簧(327)设于所述圆槽(3212)内，所述第二活塞杆(326)可轴向滑动地设于所述第二活塞(325)和所述圆槽(3212)之间。

8.根据权利要求7所述的用于建筑结构的减震装置，其特征在于，

所述耗能机构(30)还包括设于所述活塞装置(32)的顶端的第三地基柱(34)，所述第三地基柱(34)的底端的表面上凹设有第四凹槽(341)，所述第三地基柱(34)通过所述第四凹槽(341)套设于所述活塞筒(321)的外表面并与所述活塞装置(32)固定连接。

9.根据权利要求8所述的用于建筑结构的减震装置，其特征在于，

所述活塞筒(321)的横截面的形状为圆环形，所述第一活塞杆(322)和所述第二活塞杆(326)的形状与所述活塞筒(321)的内腔相适配。

10.根据权利要求9所述的用于建筑结构的减震装置，其特征在于，

所述粘性介质层(324)为硅油层。

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