建筑物用水阻尼減震裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及抗震【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種建筑物用水阻尼減震裝置，包括：兩個水箱、兩個重物籃和兩條纜索，兩個水箱分別設(shè)置在建筑物的一面外墻的下方兩側(cè)；兩條纜索的一端分別固定在建筑物的外墻的頂部兩側(cè)，另一端固定懸掛重物籃，且兩條纜索交叉設(shè)置；兩個重物籃可移動地設(shè)置在水箱內(nèi)；重物籃內(nèi)裝有配重塊。本發(fā)明使用水作為阻尼物質(zhì)，水廉價易得，降低成本；水體質(zhì)量設(shè)置于建筑物底部，構(gòu)造簡單，安裝方便，不需要經(jīng)常維護也能夠長期使用；地震后，減震器不易損壞，能夠重復(fù)使用；既適用于新建建筑物，也可以在老建筑物上增設(shè)本水阻尼減震裝置。
【專利說明】建筑物用水阻尼減震裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及抗震【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種建筑物用水阻尼減震裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]地震災(zāi)害往往對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生致命的影響，各類抗震裝置則起到了保護結(jié)構(gòu)的作用。當(dāng)前，現(xiàn)有的水阻尼減震裝置的減震原理都是利用水箱將水介質(zhì)設(shè)置于建筑物上部或頂部，通過水體質(zhì)量在地震作用下的反向運動來平衡結(jié)構(gòu)的正向運動，以減小結(jié)構(gòu)的振動。既有的水阻尼裝置可分為支座式和懸掛式兩種。支座式水箱阻尼系統(tǒng)是在水箱底部安裝鉛芯橡膠支座等類型的隔振支座。如CN101709595A公開了一種減振耗能水箱，CN103104051A公開了一種減振消能嵌套水箱，以及CN102995785A公開了一種擺式支座水箱阻尼器，均屬于支座式水箱阻尼系統(tǒng)。懸掛式水箱阻尼系統(tǒng)通過在結(jié)構(gòu)頂端設(shè)置桁架等結(jié)構(gòu)形式，用球鉸將水箱懸掛起來，并安裝阻尼器和彈簧系統(tǒng)進行減振。
[0003]以上兩種水箱阻尼器由于需要將巨大的水體質(zhì)量設(shè)置于建筑上部或頂部，因此，構(gòu)造復(fù)雜，安裝不便，需要經(jīng)常維護，且一旦失效，將造成巨大的安全隱患。
[0004]因此，需要一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、耐久性強、安全隱患小的建筑物用水阻尼減
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問`題
[0006]本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、耐久性強，且使用風(fēng)險低的建筑物用水阻尼減震裝置。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種建筑物用水阻尼減震裝置，包括:兩個水箱、兩個重物籃和兩條纜索，兩個所述水箱分別設(shè)置在所述建筑物的一面外墻的下方兩側(cè)；兩條所述纜索的一端分別固定在所述建筑物的外墻的頂部兩側(cè)，另一端固定懸掛所述重物籃，且兩條所述纜索交叉設(shè)置；兩個所述重物籃可移動地設(shè)置在所述水箱內(nèi)；所述重物籃內(nèi)裝有配重塊。
[0009]其中，該水阻尼減震裝置還包括兩個纜索支撐，兩個所述纜索支撐分別固定在所述水箱的上面，所述纜索分別搭繞在所述纜索支撐上。
[0010]其中，所述纜索支撐為滑輪或者滾軸。
[0011]其中，所述配重塊為混凝土塊。
[0012]其中，所述纜索為鋼纜。
[0013]其中，所述建筑物的頂部設(shè)有錨固件，所述纜索通過錨固件固定在所述建筑物上。
[0014]其中，所述重物籃的橫截面與所述水箱的橫截面的形狀相同，且所述重物籃與所述水箱間隙配合。
[0015]其中，所述水箱的橫截面為方形或者圓形。[0016]本水阻尼減震裝置的工作原理:在重物籃中放置配重塊，重物籃的重力作用使纜索張緊。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，建筑物發(fā)生側(cè)向位移、水平運動時，兩根纜索中的一根受到水平力的作用發(fā)生張拉，纜索繞纜索支撐向建筑物的上方滑動，拉動重物籃吊塊沿水箱內(nèi)壁上升運動；另一根纜索將放松，纜索繞著纜索支撐向建筑物下向移動，同時由其所連接的重物籃將沿水箱的內(nèi)壁下沉。無論重物籃是上升還是下沉，在水箱內(nèi)進行活塞運動時都受到水阻尼的作用，從而較好地耗散部分地震能量，保護建筑物。交叉設(shè)置的纜索，使建筑物的兩個方向力的作用下均能引起重物籃吊塊在水箱內(nèi)進行上下運動。
[0017](三)有益效果
[0018]1、結(jié)構(gòu)簡單
[0019]本方案所述的水阻尼器構(gòu)造簡單，安裝方便。僅需鋼纜、混凝土塊、支座水箱等基本部件，使用水作為阻尼物質(zhì)，水廉價易得，降低成本，且水箱可兼做建筑物的消防水箱。相對于現(xiàn)有技術(shù)的水箱阻尼器而言，更為簡便實用。該裝置即適用于新建筑物，也可以在老建筑物上使用。
[0020]2、耐久性好，安全隱患小
[0021]本方案所述水阻尼器的水體位于建筑底部，阻尼力通過混凝土塊在水體中的滑動產(chǎn)生，無需經(jīng)常維護，使用安全隱患?。磺铱梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)水箱中的水位高低和重物箱中重物質(zhì)量，來調(diào)節(jié)該水阻尼裝置的減震頻率。
[0022]3、震后可促使結(jié)構(gòu)復(fù)位
[0023]在大震作用下，結(jié)構(gòu)會發(fā)生局部損壞，這有可能導(dǎo)致建筑物在震后發(fā)生傾斜，即無法回復(fù)到震前的平衡位置，致使修復(fù)費用高昂。本方案所述的水阻尼裝置在震后可以通過調(diào)節(jié)兩側(cè)水箱的水位差和配重質(zhì)量差，實現(xiàn)兩根纜索的拉力差，從而在建筑物上產(chǎn)生水平推力，促使結(jié)構(gòu)復(fù)位。
[0024]綜上所述，本方案所述的水阻尼器綜合了目前已有水箱阻尼器技術(shù)的優(yōu)點，并有效規(guī)避了主要缺點，具有構(gòu)造簡單、安全可靠、耐久性和適用范圍廣等優(yōu)點，能夠有效提高建筑物抗震性能，具有很好的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實施例的剖視圖；
[0026]圖中，1:建筑物；2:重物籃；3:水箱；4:纜索支撐；5:纜索；6:錨固件；11:外墻；21:配重塊。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明的建筑物用水阻尼減震裝置，包括:兩個水箱3、兩個重物籃2、兩條纜索5和兩個纜索支撐4，兩個水箱3分別設(shè)置在建筑物I的一面外墻11的下方兩側(cè)，兩個水箱3設(shè)置于建筑物I的外墻11的下方。水箱3通過管路與外部供水設(shè)備連通，通過供水設(shè)備的供水，使水箱內(nèi)始終蓄滿水。建筑物I的外墻11的頂部兩側(cè)設(shè)有兩個錨固件6，兩條纜索5的一端分別通過錨固件6固定在建筑物I外墻11的頂部兩側(cè)，另一端固定懸掛重物籃2，且兩條纜索5交叉設(shè)置。錨固件6為釘在建筑物I的外墻11的鋼釘或者在建設(shè)建筑物I時預(yù)留設(shè)置并突出外墻11的鋼柱。纜索5選用鋼纜，將鋼纜的上端固定在錨固件6上，鋼纜的下端與重物籃2連接，吊掛重物籃2，并將兩條鋼纜交叉設(shè)置。重物籃2內(nèi)裝有配重塊21，配重塊21選用混凝土塊，配重塊21的總質(zhì)量根據(jù)實際需要進行調(diào)節(jié)。兩個重物籃2可移動地設(shè)置在水箱3內(nèi)，重物籃2的橫截面與水箱3的橫截面的形狀相同，且重物籃2與水箱3間隙配合，使重物籃2能夠沿水箱3的內(nèi)壁活塞式移動。優(yōu)選的，水箱3的橫截面為方形或者圓形。纜索支撐4固定在水箱3的上面，纜索5搭繞在纜索支撐4上。優(yōu)選的，纜索支撐4為滑輪或者滾軸。纜索5搭繞在滑輪或者滾軸上，繞著滑輪或者滾軸滑動。
[0029]在建筑物外墻的每個墻面上分別安裝一個本發(fā)明的建筑物用水阻尼減震裝置，安裝完成后，如圖1所示，位于建筑物I的外墻11頂部左側(cè)的錨固件6與位于建筑物I的外墻11下部右側(cè)的重物籃2由纜索5連接在一起，重物籃2在重力的作用下張緊纜索5，且纜索5搭繞在位于右側(cè)水箱3上方的纜索支撐4上。相同的，位于建筑物I的外墻11頂部右側(cè)的錨固件6與位于建筑物I外墻11下部左側(cè)的重物籃2由纜索5連接在一起，且纜索5搭繞在位于左側(cè)水箱3上方的纜索支撐4上。由于纜索5的上端固定在建筑物I的頂部，下端吊掛重物籃2，重物籃2內(nèi)裝有配重塊21，在重物籃2的重力作用使纜索5張緊。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，建筑物發(fā)生側(cè)向位移、水平運動時，兩根纜索中的一根受到側(cè)移或者水平運動力的作用發(fā)生張拉，纜索5繞纜索支撐4向建筑物的上方滑動，拉動重物籃吊塊2沿水箱3內(nèi)壁上升運動；另一根纜索5將放松，纜索5繞著纜索支撐4向建筑物下向移動，同時由其所連接的重物籃2將沿水箱3的內(nèi)壁下沉。無論重物籃2是上升還是下沉，在水箱3內(nèi)進行活塞運動時都受到水阻尼的作用，從而較好地耗散部分地震能量，保護建筑物。交叉設(shè)置的纜索5，使建筑物的兩個方向力的作用下均能引起重物籃吊塊在水箱內(nèi)進行上下活塞式運動。建筑物的多個外墻面均設(shè)有本發(fā)明的水阻尼減震裝置，使水阻尼減震裝置具有抗扭矩的能力，提高建筑物的抗扭矩性能和整體剛度，保護建筑物。
[0030]優(yōu)選的，水箱3內(nèi)設(shè)有水泵(圖未示出)，水泵與建筑物的消防管路連接。在水箱3中設(shè)置水泵，將水箱與消防管路連通，使水箱兼用作消防儲水池。當(dāng)需要時啟動水泵，抽取水箱內(nèi)的水作為消防用水，滿足高層建筑對消防的需求。重物籃2中配重塊21的總質(zhì)量可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)，可保證減震裝置的減震性能。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種建筑物用水阻尼減震裝置，其特征在于，包括:兩個水箱、兩個重物籃和兩條纜索，兩個所述水箱分別設(shè)置在所述建筑物的一面外墻的下方兩側(cè)；兩條所述纜索的一端分別固定在所述建筑物的外墻的頂部兩側(cè)，另一端固定懸掛所述重物籃，且兩條所述纜索交叉設(shè)置；兩個所述重物籃可移動地設(shè)置在所述水箱內(nèi)；所述重物籃內(nèi)裝有配重塊。
2.如權(quán)利要求1所述的建筑物用水阻尼減震裝置，其特征在于，該水阻尼減震裝置還包括兩個纜索支撐，兩個所述纜索支撐分別固定在所述水箱的上面，所述纜索分別搭繞在所述纜索支撐上。
3.如權(quán)利要求2所述的建筑物用水阻尼減震裝置，其特征在于，所述纜索支撐為滑輪或者滾軸。
4.如權(quán)利要求1所述的建筑物用水阻尼減震裝置，其特征在于，所述配重塊為混凝土塊。
5.如權(quán)利要求1所述的建筑物用水阻尼減震裝置，其特征在于，所述纜索為鋼纜。
6.如權(quán)利要求1所述的建筑物用水阻尼減震裝置，其特征在于，所述建筑物的頂部設(shè)有錨固件，所述纜索通過錨固件固定在所述建筑物上。
7.如權(quán)利要求1至6任一項所述的建筑物用水阻尼減震裝置，其特征在于，所述重物籃的橫截面與所述水箱的橫截面的形狀相同，且所述重物籃與所述水箱間隙配合。
8.如權(quán)利要求7所述的建筑物用水阻尼減震裝置，其特征在于，所述水箱的橫截面為方形或者圓形。
【文檔編號】E04B1/98GK103866876SQ201410122567
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】劉哲鋒, 謝卓翔 申請人:長沙理工大學(xué)