首页 / 专利分类库 / 建筑物 / 应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置

应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置

申请号 CN202311808048.0 申请日 2023-12-26 公开(公告)号 CN117966918A 公开(公告)日 2024-05-03
申请人 清华大学; 发明人 潘鹏; 艾华浩; 王海深;
摘要 本 发明 公开了一种应用于大高宽比 隔震 建筑的半主动抗倾覆装置,包括:倾覆 传感器 和半主动抗拔组件。倾覆传感器用于设置在隔震层底层和隔震层顶层之间且与隔震支座适应,以检测隔震层的竖向位移是否超出安全限值。半主动抗拔组件用于设置在隔震层底层和隔震层顶层之间,且可在抗拔不抗推状态与自由伸缩状态之间进行切换。当倾覆传感器测得的竖向位移超出安全限值时,半主动抗拔组件切入抗拔不抗推状态;当倾覆传感器测得的竖向位移未超出安全限值时,半主动抗拔组件切入自由伸缩状态。本发明能避免大高宽比隔震建筑发生倾覆破坏,能实现 地震 作用下对隔震支座的抗拔保护,保持隔震层原有 水 平隔震性能,且对安装空间要求低,在隔震层内可灵活布置。
权利要求

1.一种应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置,其特征在于,包括:
倾覆传感器,所述倾覆传感器用于设置在隔震层底层和隔震层顶层之间且与隔震支座适应,以检测隔震层的竖向位移是否超出安全限值;
半主动抗拔组件,所述半主动抗拔组件用于设置在所述隔震层底层和所述隔震层顶层之间,且可在抗拔不抗推状态与自由伸缩状态之间进行切换;
当所述倾覆传感器测得的所述竖向位移超出安全限值时,所述半主动抗拔组件切入所述抗拔不抗推状态;
当所述倾覆传感器测得的所述竖向位移未超出安全限值时,所述半主动抗拔组件切入所述自由伸缩状态。
2.根据权利要求1所述的应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置,其特征在于,所述倾覆传感器包括上部固定部分、下部悬置测杆、补偿摆盘、第一电接触片和第二电接触片;所述上部固定部分悬固在所述隔震层顶层上;所述下部悬置测杆与所述上部固定部分可上下滑动连接,所述下部悬置测杆的下端可自由移动地抵接在所述补偿摆盘上;所述补偿摆盘固定在所述隔震层底层上;所述第一电接触片绝缘地固定在所述上部固定部分上,所述第二电接触片绝缘地固定在所述下部悬置测杆上且位于所述第一电接触片的上方;
当所述第二电接触片与所述第一电接触片接触时,则所述竖向位移超出安全限值,所述半主动抗拔组件切入所述抗拔不抗推状态;
当所述第二电接触片与所述第一电接触片分离时,则所述竖向位移未超出安全限值时,所述半主动抗拔组件切入所述自由伸缩状态。
3.根据权利要求2所述的应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置,其特征在于,所述下部悬置测杆的下端固定有球体;当所述隔震支座的变形不会带来竖向变形时,所述补偿摆盘的摆面设计成水平面;当所述隔震支座的水平变形自动带来竖向变形时,所述摆面的形状设计成与所述隔震支座同步变形的形状。
4.根据权利要求2所述的应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置,其特征在于,所述上部固定部分包括上固定端部、下固定端部、以及连接在所述上固定端部和所述下固定端部的多根杆筋;所述下部悬置测杆的上部固定有滑动件,所述滑动件可上下滑动地卡设在多根所述杆筋之间。
5.根据权利要求4所述的应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置,其特征在于,所述第一电接触片固定在所述下固定端部的上表面上,所述第二电接触片固定在所述滑动件上。
6.根据权利要求2所述的应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置,其特征在于,所述半主动抗拔组件包括缸体、活塞杆、第一连通管、第二连通管、控制;所述活塞杆从所述缸体的上端伸入所述缸体内且与所述缸体滑动配合,所述活塞杆上的活塞将所述缸体的缸腔分隔成上缸腔和下缸腔;所述第一连通管的两端分别与所述上缸腔和所述控制阀门相连,所述第二连通管的两端分别与所述下缸腔和所述控制阀门相连;
当所述第二电接触片与所述第一电接触片接触时,所述控制阀门控制流体仅能从所述下缸腔流入所述上缸腔中,而不能从所述上缸腔流入所述下缸腔中,从而实现所述半主动抗拔组件切入所述抗拔不抗推状态;
当所述第二电接触片与所述第一电接触片分离时,所述控制阀门控制流体能从所述下缸腔流入所述上缸腔中,能从所述上缸腔流入所述下缸腔中,从而实现所述半主动抗拔组件切入所述自由伸缩状态。
7.根据权利要求6所述的应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置,其特征在于,所述活塞杆的上端通过上万向铰与所述隔震层顶层相连,所述缸体的下端通过下万向铰与所述隔震层底层相连。
8.根据权利要求6所述的应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置,其特征在于,所述控制阀门包括插装阀和单向电磁阀;所述插装阀含有第一主油路口、第二主油路口和压控制口;所述第一主油路口通过所述第一连通管与所述上缸腔连通,所述第二主油路口通过所述第二连通管与所述下缸腔连通,所述压力控制口通过第三连通管与所述单向电磁阀的一端相连,所述单向电磁阀的另一端通过第四连通管与所述第二连通管相连;
当所述第二电接触片与所述第一电接触片接触时,所述单向电磁阀通电,使流体能从所述第二主油路口流入所述第一主油路口,而不能从所述第一主油路口流入所述第二主油路口;
当所述第二电接触片与所述第一电接触片分离时,所述单向电磁阀断电,使流体能从所述第二主油路口流入所述第一主油路口,且能从所述第一主油路口流入所述第二主油路口。
9.根据权利要求8所述的应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置,其特征在于,所述第一电接触片、所述单向电磁阀和所述第二电接触片依次串联电连接,且在所述第一电接触片和所述单向电磁阀或者在所述第二电接触片和所述单向电磁阀之间设置电源,从而形成控制电路
10.根据权利要求1‑9中任意一项所述的应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置,其特征在于,所述半主动抗拔组件布置在所述隔震层最易抬起的位置,且在每个布置位置的水平方向上应至少布置两个所述半主动抗拔组件。

说明书全文

应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置

技术领域

[0001] 本发明涉及土木工程技术领域,尤其是涉及一种应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置。

背景技术

[0002] 基础隔震技术通过在建筑结构各柱底设置隔震支座来有效减少地震能量向建筑结构的输入,从而保护建筑结构及其内部设备的安全。
[0003] 随着土木工程行业的发展,越来越多的高层建筑拥有隔震需求。在地震作用下,高宽比较大的高层建筑因倾覆矩作用,其底部边缘柱构件易出现拉力。但是常规建筑隔震支座抗拉性能差,难以抵抗建筑倾覆带来的拉力,难以避免建筑发生倾覆。目前现有技术虽可以提升橡胶隔震支座与弹性滑板支座的抗拉性能,避免建筑发生倾覆,但对摩擦摆隔震支座的适用性差,并且其定状态会严重影响隔震层的平隔震性能。

发明内容

[0004] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置,能避免大高宽比隔震建筑发生倾覆破坏,能实现地震作用下对隔震支座的抗拔保护,保持隔震层原有水平隔震性能,且对安装空间要求低,在隔震层内可灵活布置。
[0005] 本发明实施例的应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置,包括:
[0006] 倾覆传感器,所述倾覆传感器用于设置在隔震层底层和隔震层顶层之间且与隔震支座适应,以检测隔震层的竖向位移是否超出安全限值;
[0007] 半主动抗拔组件,所述半主动抗拔组件用于设置在所述隔震层底层和所述隔震层顶层之间,且可在抗拔不抗推状态与自由伸缩状态之间进行切换;
[0008] 当所述倾覆传感器测得的所述竖向位移超出安全限值时,所述半主动抗拔组件切入所述抗拔不抗推状态;
[0009] 当所述倾覆传感器测得的所述竖向位移未超出安全限值时,所述半主动抗拔组件切入所述自由伸缩状态。
[0010] 本发明实施例的应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置的工作原理为:当隔震支座处于受压状态时,半主动抗拔组件可以自由伸缩,避免影响隔震层整体水平刚度,保持隔震层原有水平隔震性能。当隔震支座处于受拉状态时,且倾覆传感器检测出隔震层受拉竖向位移达到或超出安全限值时,半主动抗拔组件切入抗拉不抗推的状态,从而在使隔震层依旧能水平运动的同时,限制住隔震层的竖向位移,从而保护了隔震支座以及避免了大高宽比隔震建筑发生倾覆。
[0011] 综上,根据本发明实施例的应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置,具有如下的技术效果:避免了大高宽比隔震建筑发生倾覆破坏,实现了地震作用下对隔震支座的抗拔保护,保持隔震层原有水平隔震性能,且对安装空间要求低,在隔震层内可灵活布置。
[0012] 在一些实施例中,所述倾覆传感器包括上部固定部分、下部悬置测杆、补偿摆盘、第一电接触片和第二电接触片;所述上部固定部分悬固在所述隔震层顶层上;所述下部悬置测杆与所述上部固定部分可上下滑动连接,所述下部悬置测杆的下端可自由移动地抵接在所述补偿摆盘上;所述补偿摆盘固定在所述隔震层底层上;所述第一电接触片绝缘地固定在所述上部固定部分上,所述第二电接触片绝缘地固定在所述下部悬置测杆上且位于所述第一电接触片的上方;
[0013] 当所述第二电接触片与所述第一电接触片接触时,则所述竖向位移超出安全限值,所述半主动抗拔组件切入所述抗拔不抗推状态;
[0014] 当所述第二电接触片与所述第一电接触片分离时,则所述竖向位移未超出安全限值时,所述半主动抗拔组件切入所述自由伸缩状态。
[0015] 在一些实施例中,所述下部悬置测杆的下端固定有球体;所述补偿摆盘具有摆面,所述摆面根据所述隔震支座的类型进行调整,当所述隔震支座的水平变形不会带来竖向变形时,所述补偿摆盘的摆面设计成水平面;当所述隔震支座的水平变形自动带来竖向变形时,所述摆面的形状设计成与所述隔震支座同步变形的形状。
[0016] 在一些实施例中,所述上部固定部分包括上固定端部、下固定端部、以及连接在所述上固定端部和所述下固定端部的多根杆筋;所述下部悬置测杆的上部固定有滑动件,所述滑动件可上下滑动地卡设在多根所述杆筋之间。
[0017] 在一些实施例中,所述第一电接触片固定在所述下固定端部的上表面上,所述第二电接触片固定在所述滑动件上。
[0018] 在一些实施例中,所述半主动抗拔组件包括缸体、活塞杆、第一连通管、第二连通管、控制;所述活塞杆从所述缸体的上端伸入所述缸体内且与所述缸体滑动配合,所述活塞杆上的活塞将所述缸体的缸腔分隔成上缸腔和下缸腔;所述第一连通管的两端分别与所述上缸腔和所述控制阀门相连,所述第二连通管的两端分别与所述下缸腔和所述控制阀门相连;
[0019] 当所述第二电接触片与所述第一电接触片接触时,所述控制阀门控制流体仅能从所述下缸腔流入所述上缸腔中,而不能从所述上缸腔流入所述下缸腔中,从而实现所述半主动抗拔组件切入所述抗拔不抗推状态;
[0020] 当所述第二电接触片与所述第一电接触片分离时,所述控制阀门控制流体能从所述下缸腔流入所述上缸腔中,能从所述上缸腔流入所述下缸腔中,从而实现所述半主动抗拔组件切入所述自由伸缩状态。
[0021] 在一些实施例中,所述活塞杆的上端通过上万向铰与所述隔震层顶层相连,所述缸体的下端通过下万向铰与所述隔震层底层相连。
[0022] 在一些实施例中,所述控制阀门包括插装阀和单向电磁阀;所述插装阀含有第一主油路口、第二主油路口和压力控制口;所述第一主油路口通过所述第一连通管与所述上缸腔连通,所述第二主油路口通过所述第二连通管与所述下缸腔连通,所述压力控制口通过第三连通管与所述单向电磁阀的一端相连,所述单向电磁阀的另一端通过第四连通管与所述第二连通管相连;
[0023] 当所述第二电接触片与所述第一电接触片接触时,所述单向电磁阀通电,使流体能从所述第二主油路口流入所述第一主油路口,而不能从所述第一主油路口流入所述第二主油路口;
[0024] 当所述第二电接触片与所述第一电接触片分离时,所述单向电磁阀断电,使流体能从所述第二主油路口流入所述第一主油路口,且能从所述第一主油路口流入所述第二主油路口。
[0025] 在一些实施例中,所述第一电接触片、所述单向电磁阀和所述第二电接触片依次串联电连接,且在所述第一电接触片和所述单向电磁阀或者在所述第二电接触片和所述单向电磁阀之间设置电源,从而形成控制电路
[0026] 在一些实施例中,所述半主动抗拔组件布置在所述隔震层最易抬起的位置,且在每个布置位置的水平方向上应至少布置两个所述半主动抗拔组件。
[0027] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。附图说明
[0028] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0029] 图1是本发明实施例的半主动抗倾覆装置的整体结构示意图。
[0030] 图2是本发明实施例的半主动抗倾覆装置的局部结构示意图。
[0031] 图3是本发明实施例的倾覆传感器的整体结构示意图。
[0032] 图4是本发明实施例的倾覆传感器的局部结构示意图。
[0033] 图5是本发明实施例的半主动抗拔组件的整体结构示意图。
[0034] 图6是本发明实施例的半主动抗拔组件的缸体的透视图
[0035] 图7是本发明实施例的半主动抗拔组件的控制阀门的工作原理图。
[0036] 图8是本发明实施例的半主动抗倾覆装置的电路原理图。
[0037] 图9是本发明实施例的半主动抗倾覆装置的安装示意图。
[0038] 附图标记:半主动抗倾覆装置1000;倾覆传感器100;上部固定部分101;上固定端部1011;下固定端部1012;杆筋1013;下部悬置测杆102;球体1021;补偿摆盘103;第一电接触片104;第二电接触片105;滑动件106;杆筋支撑件107;导向筒108;绝缘件109;半主动抗拔组件200;缸体201;上缸腔2011;下缸腔2012;活塞杆202;第一连通管203;第二连通管204;控制阀门205;插装阀2051;第一主油路口20511;第二主油路口20512;压力控制口
20513;单向电磁阀2052;第三连通管2053;第四连通管2054;隔震层300;隔震层顶层301;隔震层底层302;隔震支座303;上万向铰400;下万向铰500;电源600。

具体实施方式

[0039] 下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0040] 下面结合图1至图9来描述本发明实施例的一种应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置1000。
[0041] 如图1和图2所示,本发明实施例的应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置1000,包括:倾覆传感器100和半主动抗拔组件200。
[0042] 具体而言,倾覆传感器100用于设置在隔震层底层302和隔震层顶层301之间且与隔震支座303适应,以检测隔震层300的竖向位移是否超出安全限值。可以理解的是,倾覆传感器100和隔震支座303一样设置在隔震层底层302和隔震层顶层301之间,由于倾覆传感器100与隔震支座303适应,使得倾覆传感器100能配合地与隔震支座303同步运动,可以有效地检测出隔震支座303的竖向位移是否超出安全限值,也即能检测出隔震层300的竖向位移是否超出安全限值。
[0043] 半主动抗拔组件200用于设置在隔震层底层302和隔震层顶层301之间,且可在抗拔不抗推状态与自由伸缩状态之间进行切换。可以理解的是,半主动抗拔组件200和倾覆传感器100一样均设置在隔震层底层302和隔震层顶层301之间,半主动抗拔组件200具有抗拔不抗推状态与自由伸缩状态这两种状态,其中,当半主动抗拔组件200处在抗拔不抗推状态时,半主动抗拔组件200只能进行压缩而不能进行伸长,当半主动抗拔组件200处在自由伸缩状态时,半主动抗拔组件200可以自由进行压缩和伸长。
[0044] 当倾覆传感器100测得的竖向位移超出安全限值时,半主动抗拔组件200切入抗拔不抗推状态;当倾覆传感器100测得的竖向位移未超出安全限值时,半主动抗拔组件200切入自由伸缩状态。可以理解的是,安全限值为隔震层300受拉竖向位移极限值,隔震层300的竖向受拉位移在安全限值范围内时,大高宽比隔震建筑不会发生倾覆破坏,隔震层300的竖向受拉位移超出安全限值时,大高宽比隔震建筑很可能发生倾覆破坏。因此,当隔震层300受拉即隔震支座303受拉,倾覆传感器100检测出隔震支座303受拉竖向位移达到或超出安全限值时,半主动抗拔组件200切入抗拔不抗推状态,即半主动抗拔组件200只能进行压缩而不能进行伸长,可以避免隔震支座303进一步受拉,并使隔震支座303的竖向受拉位移回落到安全限值范围内,限制住大高宽比隔震建筑的竖向位移,从而在使隔震层300依旧能水平运动的同时,限制住隔震层300的竖向位移,从而避免隔震支座303进一步受拉而遭到破坏以及避免大高宽比隔震建筑发生倾覆。当倾覆传感器100检测出隔震支座303的竖向位移在安全限值范围内时,半主动抗拔组件200切入自由伸缩状态,避免影响隔震层300整体水平刚度,保持隔震层300原有水平隔震性能。
[0045] 本发明实施例的应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置1000的工作原理为:当隔震支座303处于受压状态时,半主动抗拔组件200可以自由伸缩,避免影响隔震层300整体水平刚度,保持隔震层300原有水平隔震性能。当隔震支座303处于受拉状态时,且倾覆传感器100检测出隔震层300受拉竖向位移达到或超出安全限值时,半主动抗拔组件
200切入抗拉不抗推的状态,从而在使隔震层300依旧能水平运动的同时,限制住隔震层300的竖向位移,从而保护了隔震支座303以及避免了大高宽比隔震建筑发生倾覆。
[0046] 综上,根据本发明实施例的应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置1000,具有如下的技术效果:避免了大高宽比隔震建筑发生倾覆破坏,实现了地震作用下对隔震支座303的抗拔保护,保持隔震层300原有水平隔震性能,且对安装空间要求低,在隔震层300内可灵活布置。
[0047] 在一些实施例中,如图1至图4所示,倾覆传感器100包括上部固定部分101、下部悬置测杆102、补偿摆盘103、第一电接触片104和第二电接触片105。其中,上部固定部分101悬固在隔震层顶层301上;下部悬置测杆102与上部固定部分101可上下滑动连接,下部悬置测杆102的下端可自由移动地抵接在补偿摆盘103上;补偿摆盘103固定在隔震层底层302上;第一电接触片104绝缘地固定在上部固定部分101上,第二电接触片105绝缘地固定在下部悬置测杆102上且位于第一电接触片104的上方。
[0048] 当第二电接触片105与第一电接触片104接触时,则隔震层300的竖向位移超出安全限值时,半主动抗拔组件200切入抗拔不抗推状态。当第二电接触片105与第一电接触片104分离时,则隔震层300的竖向位移未超出安全限值时,半主动抗拔组件200切入自由伸缩状态。
[0049] 需要解释的是,为了满足使用需求,上部固定部分101、下部悬置测杆102通常采用金属制成,金属具有良好的导电性,为了防止上部固定部分101和下部悬置测杆102上有电,保证倾覆传感器100正常安全使用,第一电接触片104与上部固定部分101之间以及第二电接触片105与下部悬置测杆102之间均需要绝缘连接,例如通过绝缘件109如橡胶件进行连接。补偿摆盘103的摆面(即供下部悬置测杆102下端自由活动的接触表面)可以根据隔震支座303的类型进行调整,以使倾覆传感器100适应于各类不同的隔震支座303,以能真实地测出检测出隔震支座303的竖向位移。当倾覆传感器100配合橡胶隔震支座303、弹性滑板隔震支座303等水平变形不会带来竖向变形的隔震支座303使用时,可以将补偿摆盘103的摆面设计成平面进行工作;当倾覆传感器100配合摩擦摆隔震支座303等水平变形会自动带来竖向变形的隔震支座303使用时,可以将补偿摆盘103的摆面设计成与隔震支座303同步变形的形状,从而使得倾覆传感器100实测竖向变形为隔震支座303受力产生的竖向变形,该倾覆传感器100适用性广。
[0050] 倾覆传感器100配合隔震支座303工作时,由于上部固定部分101和补偿摆盘103分别对应地固定在隔震层顶层301和隔震层底层302上,下部悬置测杆102与上部固定部分101竖向滑动连接,下部悬置测杆102的下端浮放于补偿摆盘103上,因此,在发生地震的情况下,倾覆传感器100能配合地与隔震支座303同步运动。当隔震支座303处于受压状态时,倾覆传感器100中第一电接触片104和第二电接触片105相互分开,半主动抗拔组件200切入自由伸缩状态,避免影响隔震层300整体水平刚度,保持隔震层300原有水平隔震性能。当隔震支座303处于受拉状态,且上部固定部分101和下部悬置测杆102跟随隔震支座303同步做受拉运动,在第一电接触片104和第二电接触片105相互接触时,半主动抗拔组件200切入抗拔不抗推的状态,从而在使隔震层300依旧能水平运动的同时,限制住隔震层300的竖向位移,从而避免隔震支座303受拉以及避免大高宽比隔震建筑发生倾覆破坏,实现了地震作用下对隔震支座303的抗拔保护,保持隔震层300原有水平隔震性能。
[0051] 该倾覆传感器100结构简单,制造便捷,安装方便,可以有效地检测出隔震层300的竖向位移是否超出安全限值。
[0052] 在一些实施例中,第一电接触片104和第二电接触片105之间的初始距离设置为隔震支座303开始受拉至受拉达到安全限值时的距离,这样,当第一电接触片104和第二电105接触片接触时,则隔震层303的竖向位移达到或超出安全限值。
[0053] 在一些实施例中,下部悬置测杆102的下端固定有球体1021,通过设置球体1021,有利于下部悬置测杆102相对于补偿摆盘103更顺畅地移动。补偿摆盘103具有摆面,该摆面供下部悬置测杆102下端的球体1021自由活动的接触表面。该摆面根据隔震支座303的类型进行调整,当隔震支座303的水平变形不会带来竖向变形时,补偿摆盘103的摆面设计成水平面;当隔震支座303的水平变形自动带来竖向变形时,摆面的形状设计成与隔震支座303同步变形的形状,例如,参照图2所示,隔震支座303的滑动面为曲面,则摆面的形状设计成与隔震支座303的滑动面一致的曲面。因此,根据隔震支座303的类型进行调整摆面,使得倾覆传感器100适用性广。
[0054] 在一些实施例中,上部固定部分101包括上固定端部1011、下固定端部1012、以及连接在上固定端部1011和下固定端部1012的多根杆筋1013;下部悬置测杆102的上部固定有滑动件106,滑动件106可上下滑动地卡设在多根杆筋1013之间。
[0055] 具体的,上固定端部1011、下固定端部1012以及连接在上固定端部1011和下固定端部1012的多根杆筋1013相固定在一起并与隔震层顶层301相固定。其中,固定在下部悬置测杆102的滑动件106绝缘地与多根杆筋1013滑动连接,滑动件106的外形可根据杆筋1013的数量进行设计,例如当杆筋1013为四根时,滑动件106的外形可以为十字形。
[0056] 该倾覆传感器100结构简单,制造便捷,安装方便,可以有效地检测出隔震层300的竖向位移是否超出安全限值。
[0057] 在一些实施例中,多根杆筋1013之间还通过杆筋支撑件107进行支撑,以保证上部固定部分101的结构稳固。
[0058] 在一些实施例中,倾覆传感器100还包括导向筒108,导向筒108的上端与下固定端部1012固定,下部悬置测杆102可滑动地穿过导向筒108。该导向筒108对下部悬置测杆102起导向作用,使下部悬置测杆102可以更稳地上下滑动。
[0059] 在一些实施例中,第一电接触片104固定在下固定端部1012的上表面上,第二电接触片105固定在滑动件106上。其中,第一电接触片可以是环形,第二电接触片105为弹性电接触片,结构设置合理。
[0060] 在一些实施例中,半主动抗拔组件200包括缸体201、活塞杆202、第一连通管203、第二连通管204、控制阀门205;活塞杆202从缸体201的上端伸入缸体201内且与缸体201滑动配合,活塞杆202上的活塞将缸体201的缸腔分隔成上缸腔2011和下缸腔2012;第一连通管203的两端分别与上缸腔2011和控制阀门205相连,第二连通管204的两端分别与下缸腔2012和控制阀门205相连。
[0061] 当第二电接触片105与第一电接触片104接触时,控制阀门205控制流体仅能从下缸腔2012流入上缸腔2011中,而不能从上缸腔2011流入下缸腔2012中,即半主动抗拔组件200内的流体只能单向流通,也即流体只能从下缸腔2012经过第二连通管204、控制阀门
205、第一连通管203进入上缸腔2011中,迫使活塞杆202下移,使得半主动抗拔组件200只能缩短而不能伸长,从而实现半主动抗拔组件200切入抗拔不抗推状态。
[0062] 当第二电接触片105与第一电接触片104分离时,控制阀门205控制流体能从下缸腔2012流入上缸腔2011中,能从上缸腔2011流入下缸腔2012中,即半主动抗拔组件200内的流体实现双向流通,也即流体可以从下缸腔2012经过第二连通管204、控制阀门205、第一连通管203进入上缸腔2011中,以迫使活塞杆202下移,也可以从上缸腔2011经过第一连通管203、控制阀门205、第二连通管204进入下缸腔2012中,以迫使活塞杆202伸长,从而实现半主动抗拔组件200切入自由伸缩状态。
[0063] 可以理解的是,地震作用下,当第二电接触片105与第一电接触片104接触时,则意味着隔震层300的受拉竖向位移达到或超出安全限值,控制阀门205控制流体只能从下缸腔2012流入上缸腔2011中,不能从上缸腔2011流入下缸腔2012中,从而将半主动抗拔组件200切入抗拔不抗推状态,从而避免大高宽比隔震建筑的受拉竖向位移进一步增大而发生倾覆,并使大高宽比隔震建筑逐渐回落。当大高宽比隔震建筑回落时,可将半主动抗拔组件
200压缩,直至倾覆传感器100检测到竖向位移回到限值以内,即第二电接触片105与第一电接触片104分离,此时半主动抗拔组件200的控制阀门205切换回双向流通状态,维持隔震层
300原有水平隔震性能。该半主动抗拔组件200结构简单,传力路径明确,抗拔力大,制造便捷,可以有效防止建筑发生倾覆。
[0064] 在一些实施例中,活塞杆202的上端通过上万向铰400与隔震层顶层301相连,缸体201的下端通过下万向铰500与隔震层底层302相连。也就是说,当隔震层300发生运动时,通过在半主动抗拔组件200的上端设置上万向铰400和在半主动抗拔组件200的下端设置下万向铰500,使半主动抗拔组件200能配合隔震层300灵活进行三维运动,能灵活应付震动情况,适用性更强。
[0065] 在一些实施例中,控制阀门205包括插装阀2051和单向电磁阀2052;插装阀2051含有第一主油路口20511、第二主油路口20512和压力控制口20513;第一主油路口20511通过第一连通管203与上缸腔2011连通,第二主油路口20512通过第二连通管204与下缸腔2012连通,压力控制口20513通过第三连通管2053与单向电磁阀2052的一端相连,单向电磁阀2052的另一端通过第四连通管2054与第二连通管204相连。
[0066] 当第二电接触片105与第一电接触片104接触时,单向电磁阀2052通电,使流体能从第二主油路口20512流入第一主油路口20511,而不能从第一主油路口20511流入第二主油路口20512。当第二电接触片105与第一电接触片104分离时,单向电磁阀2052断电,使流体能从第二主油路口20512流入第一主油路口20511,且能从第一主油路口20511流入第二主油路口20512。
[0067] 可以理解的是,如图7所示,当压力控制口20513侧的压力大于第一主油路口20511侧和第二主油路口20512侧压力总和时,第一主油路口20511和第二主油路口20512之间不能流通。当压力控制口20513侧压力小于第一主油路口20511和第二主油路口20512侧压力总和时,第一主油路口20511和第二主油路口20512之间相互流通。单向电磁阀2052在断电时,流体仅能从上向下通过单向电磁阀2052,通电时流体可双向通过单向电磁阀2052。因此整个控制阀门205行为表现为,通电时第二主油路口20512侧压强与压力控制口20513侧相等,因此当液体从第二主油路口20512流向第一主油路口20511时,压力控制口20513侧的压强等于第二主油路口20512侧的压强大于第一主油路口20511侧的压强,插装阀2051关闭,当流体从第一主油路口20511流向第二主油路口20512时,压力控制口20513侧的压强等于第二主油路口20512侧的压强小于第一主油路口20511侧的压强,插装阀2051开启。断电时压力控制口20513侧的压强恒定,因此不管第一主油路口20511的压强增大,还是第二主油路口20512的压强增大,插装阀2051均能开启。所以,控制阀门205在通电时流体仅能从第一主油路口20511向第二主油路口20512单向流通;在断电时流体在第一主油路口20511和第二主油路口20512之间可双向流通。
[0068] 在一些实施例中,如图8所示,第一电接触片104、单向电磁阀2052和第二电接触片105依次串联电连接,且在第一电接触片104和单向电磁阀2052或者在第二电接触片105和单向电磁阀2052之间设置电源600,从而形成控制电路,使半主动抗拔组件200可以根据倾覆传感器100中的第一电接触片104和第二电接触片105的接触和分离状况对应完成抗拔不抗推状态和自由伸缩状态的转换。当第一电接触片104与第二电接触片105接触时,半主动抗拔组件200切换为抗拔不抗推状态;当第一电接触片104与第二电接触片105分离时,半主动抗拔组件200切换为自由伸缩状态。
[0069] 在一些实施例中,半主动抗拔组件200布置在隔震层300最易抬起的位置,且在每个布置位置的水平方向上应至少布置两个半主动抗拔组件200。
[0070] 具体的,如图9所示,半主动抗拔组件200可以安装于建筑隔震层300的四个点处,并在单个角点处以多根半主动抗拔组件200与一个倾覆传感器100形成抗倾覆单元,每个抗倾覆单元的水平方向上应至少布置两个半主动抗拔组件200,从而实现抗倾覆效果,防止大高宽比隔震建筑发生倾覆破坏。半主动抗拔组件200构造简单,对安装空间要求低,安装便捷,可以在隔震层300中灵活布置。
[0071] 参见图1至图9,下面以一个具体的例子来说明本发明实施例的应用于大高宽比隔震建筑的半主动抗倾覆装置1000的具体工作过程:
[0072] 在地震的作用下,隔震支座303处于受拉状态,且倾覆传感器100检测出隔震层300受拉竖向位移达到或超出安全限值时,第二电接触片105与第一电接触片104接触,控制阀门205通电;控制阀门205通电时,流体仅能从第一主油路口20511向第二主油路口20512单向流通,流体仅能从下缸腔2012流入上缸腔2011中,此时半主动抗拔组件200切入抗拔不抗推状态,从而避免大高宽比隔震建筑的受拉竖向位移进一步增大而发生倾覆,并通过压缩半主动抗拔组件200使大高宽比隔震建筑逐渐回落。倾覆传感器100检测到竖向位移回到安全限值以内时,隔震支座303处于受压状态,第二电接触片105与第一电接触片104分离,半主动抗拔组件200的控制阀门205断电,控制阀门205断电时,流体在第一主油路口20511和第二主油路口20512之间可双向流通,上缸腔2011和下缸腔2012可以双向流通,半主动抗拔组件200切入自由伸缩状态,维持隔震层300原有水平隔震性能。
[0073] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0074] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
QQ群二维码
意见反馈