[發明專利]建筑物用水阻尼減震裝置

有效

• 申請號: 201410122567.6
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103866876A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 劉哲鋒;謝卓翔
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 孟憲功

技術領域

本發明涉及抗震技術領域，特別是涉及一種建筑物用水阻尼減震裝置。

背景技術

地震災害往往對建筑結構產生致命的影響，各類抗震裝置則起到了保護結構的作用。當前，現有的水阻尼減震裝置的減震原理都是利用水箱將水介質設置于建筑物上部或頂部，通過水體質量在地震作用下的反向運動來平衡結構的正向運動，以減小結構的振動。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。懸掛式水箱阻尼系統通過在結構頂端設置桁架等結構形式，用球鉸將水箱懸掛起來，并安裝阻尼器和彈簧系統進行減振。

以上兩種水箱阻尼器由于需要將巨大的水體質量設置于建筑上部或頂部，因此，構造復雜，安裝不便，需要經常維護，且一旦失效，將造成巨大的安全隱患。

因此，需要一種結構簡單、成本低廉、耐久性強、安全隱患小的建筑物用水阻尼減震裝置。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明提供了一種結構簡單、成本低廉、耐久性強，且使用風險低的建筑物用水阻尼減震裝置。

（二）技術方案

為了解決上述技術問題，本發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置在所述建筑物的一面外墻的下方兩側；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，另一端固定懸掛所述重物籃，且兩條所述纜索交叉設置；兩個所述重物籃可移動地設置在所述水箱內；所述重物籃內裝有配重塊。

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。

其中，所述纜索支撐為滑輪或者滾軸。

其中，所述配重塊為混凝土塊。

其中，所述纜索為鋼纜。

其中，所述建筑物的頂部設有錨固件，所述纜索通過錨固件固定在所述建筑物上。

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。

其中，所述水箱的橫截面為方形或者圓形。

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。當地震發生時，建筑物發生側向位移、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壁下沉。無論重物籃是上升還是下沉，在水箱內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進行上下運動。

（三）有益效果

1、結構簡單

本方案所述的水阻尼器構造簡單，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，水廉價易得，降低成本，且水箱可兼做建筑物的消防水箱。相對于現有技術的水箱阻尼器而言，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。

2、耐久性好，安全隱患小

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生，無需經常維護，使用安全隱患小；且可以通過調節水箱中的水位高低和重物箱中重物質量，來調節該水阻尼裝置的減震頻率。

3、震后可促使結構復位

在大震作用下，結構會發生局部損壞，這有可能導致建筑物在震后發生傾斜，即無法回復到震前的平衡位置，致使修復費用高昂。本方案所述的水阻尼裝置在震后可以通過調節兩側水箱的水位差和配重質量差，實現兩根纜索的拉力差，從而在建筑物上產生水平推力，促使結構復位。

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的優點，并有效規避了主要缺點，具有構造簡單、安全可靠、耐久性和適用范圍廣等優點，能夠有效提高建筑物抗震性能，具有很好的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明實施例的剖視圖；

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