電磁永磁混合懸浮隔震裝置及施工方法
2023-05-29 14:07:41 1
電磁永磁混合懸浮隔震裝置及施工方法
【專利摘要】本發明涉及建築物的隔絕或其他防護（其專利分類號為E04B1/00），尤其是屬於一種電磁永磁混合懸浮隔震裝置及施工方法。本發明所採取的技術方案是：它包含結構基礎（1），其特徵在於：所述結構基礎（1）的上方放置有銜鐵（2），在結構基礎（1）和銜鐵（2）之間設置有若干對磁性相斥的永磁鐵（8）和若干墊塊（23）；所述銜鐵（2）的上方固定有結構豎向承重構件（5）；所述的結構基礎（1）上還固定有支架（4）；所述的支架（4）上固定有纏繞線圈（7）的鐵芯（3）；所述的纏繞線圈（7）的鐵芯（3）位於銜鐵（2）的上方。本發明的有益效果在於：它消除了地震帶來的財產損失、人員損失，消除了人類面對自然威脅的精神壓力。
【專利說明】電磁永磁混合懸浮隔震裝置及施工方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及建築物的隔絕或其他防護(其專利分類號為E04B1/00)，尤其是屬於一種電磁永磁混合懸浮隔震裝置及施工方法。
【背景技術】
[0003]磁懸浮隔振是一種新型的主動式隔振方法，它在振源與結構體之間用主動控制的磁場來支撐，使得振源與結構體之間完全脫離機械接觸，達到隔絕振動的目的。磁懸浮隔振技術已成功的運用於航天、航海、鐵路運輸、風能發電等領域，但在土木工程界尚未見運用。本發明是在發明專利《磁懸浮在工程結構防振領域中的技術應用》(授權專利號ZL200910111587.2)及實用新型專利《使用磁懸浮技術的建築結構防震裝置》(授權專利號ZL201120234302.7)、實用新型專利《懸掛式防振結構》(授權專利號ZL201320597682.X)基礎上的具體實施裝置。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種電磁永磁混合懸浮隔震裝置及施工方法，使得土木工程結構可以基本隔絕地震的威脅，達到防治地震的目的。
[0005]本發明所採取的技術方案是:它包含結構基礎(1)，其特徵在於:所述結構基礎
(I)的上方放置有銜鐵(2)，在結構基礎(I)和銜鐵(2)之間設置有若干對磁性相斥的永磁鐵(8)和若干墊塊(23);所述銜鐵(2)的上方固定有結構豎向承重構件(5);所述的結構基礎(I)上還固定有支架(4);所述的支架(4)上固定有纏繞線圈(7)的鐵芯(3);所述的纏繞線圈(7)的鐵芯(3)位於銜鐵(2)的上方。
[0006]上述方案的施工方法是:它包含已施工好的結構基礎(I )，其特徵在於:後續的施工步驟為:A、將支架(4)固定於結構基礎(I)上；B、利用連接件(20)和墊塊(23)將帶有永磁鐵(8)的銜鐵(2)固定於結構基礎(I)上；C、將結構豎向承重構件(5)固定於銜鐵(2)上；D、待結構整體施工完畢，將連接件(20)取出；E、將纏繞線圈(7)的鐵芯(3)固定於支架(4)。
[0007]本發明的有益效果:1、減震隔震(振)效果好。在接收到地震信號時自動開啟電源，纏繞線圈(7)的鐵芯(3)和銜鐵之間產生吸力，迫使銜鐵帶動結構上升，脫離結構基礎，懸浮於空中；2、經濟性好。在基本消除地震作用的情況下，結構主體的抗震設計標準可大大降低，結構建造費用降低；同時利用永磁鐵產生部分斥力，有效降低電磁裝置配置要求，節約造價；3、社會效益好。消除了地震帶來的財產損失、人員損失，消除了人類面對自然威脅的精神壓力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明實施例1原理圖(其中懸浮電磁鐵呈U形，結構的豎向承重構件為柱) 圖2為圖1的俯視圖
圖3為本發明實施例2原理圖(其中懸浮電磁鐵呈E形，結構的豎向承重構件為柱)
圖4為圖3的俯視圖
圖5為本發明實施例3原理圖(其中懸浮電磁鐵呈E形，結構的豎向承重構件為牆)
圖6為圖5的俯視圖
其中:1、結構基礎 11、地基梁 12、工程樁 13、柱下矩形基礎14、牆下條形基礎 2、銜鐵20、連接件 21、螺杆 22、螺母 23、墊塊 3、鐵芯 4、支架 5、結構豎向承重構件 51、承重柱 52、承重牆 6、隔磁條 7、線圈 8、永磁鐵。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0010]如圖1 一 6所示，本發明包含結構基礎(1)，其特徵在於:所述結構基礎(I)的上方放置有銜鐵(2)，在結構基礎(I)和銜鐵(2)之間設置有若干對磁性相斥的永磁鐵(8)和若干墊塊(23);所述銜鐵(2)的上方固定有結構豎向承重構件(5);所述的結構基礎(I)上還固定有支架(4 );所述的支架(4 )上固定有纏繞線圈(7 )的鐵芯(3 );所述的纏繞線圈(7 )的鐵芯(3)位於銜鐵(2)的上方。
[0011]本發明所述的銜鐵(2)、墊塊(23)、纏繞線圈(7)的鐵芯(3)和支架(4)均按照結構豎向承重構件(5)的作用力而對應設置。
[0012]本發明所述的對應設置大多情況下是指對稱設置。
[0013]上述方案的施工方法是:它包含已施工好的結構基礎(1)，其特徵在於:後續的施工步驟為:A、將支架(4)固定於結構基礎(I)上；B、利用連接件(20)和墊塊(23)將帶有永磁鐵(8)的銜鐵(2)固定於結構基礎(I)上；C、將結構豎向承重構件(5)固定於銜鐵(2)上；D、待結構整體施工完畢，將連接件(20)取出；E、將纏繞線圈(7)的鐵芯(3)固定於支架(4)。
[0014]本施工方法中所述的連接件(20)可以是螺杆(21)和螺母(22)。
[0015]如圖1、圖2為本發明實施例1原理圖，如圖所示本發明包含柱下矩形基礎(13)，其特徵在於:所述柱下矩形基礎(13)的上方放置有銜鐵(2)，在柱下矩形基礎(13)和銜鐵(2 )之間設置有若干對磁性相斥的永磁鐵(8 )和若干墊塊(23 );所述銜鐵(2 )的上方固定有承重柱(51);所述的柱下矩形基礎(13)上還固定有支架(4);所述的支架(4)上固定有纏繞線圈(7)的鐵芯(3);所述的纏繞線圈(7)的鐵芯(3)位於銜鐵(2)的上方。並且所述的鐵芯(3)的形狀為U形。
[0016]其施工方法是:它包含已施工好的柱下矩形基礎(13)，其特徵在於:後續的施工步驟為:A、將支架(4)固定於柱下矩形基礎(13)上；B、利用連接件(20)和墊塊(23)將帶有永磁鐵(8)的銜鐵(2)固定於柱下矩形基礎(13)上；C、將結構承重柱(51)固定於銜鐵(2)上；D、待結構整體施工完畢，將連接件(20)取出；E、將纏繞線圈(7)的鐵芯(3)固定於支架(4)。
[0017]如圖3、圖4為本發明實施例2原理圖，本實施例2除了所述的鐵芯(3)的形狀為E形外，其餘的均與實施例1相同。
[0018]如圖5、圖6為本發明實施例3原理圖，如圖所示本發明包含牆下條形基礎(14)和隔磁條(6)，隔磁條(6)將纏繞線圈(7)的鐵芯(3)分隔開；所述牆下條形基礎(14)的上方放置有銜鐵(2)，在牆下條形基礎(14)和銜鐵(2)之間設置有若干對磁性相斥的永磁鐵(8)和若干墊塊(23);所述銜鐵(2)的上方固定有承重牆(52);所述的牆下條形基礎(14)上還固定有支架(4 );所述的支架(4 )上固定有纏繞線圈(7 )的鐵芯(3 );所述的纏繞線圈(7 )的鐵芯(3)位於銜鐵(2)的上方。並且所述的鐵芯(3)的形狀為E形。
[0019]其施工方法是:它包含已施工好的牆下條形基礎(14)和隔磁條(6)，其特徵在於:後續的施工步驟為:A、將支架(4)固定於牆下條形基礎(14)上；B、利用連接件(20)和墊塊
(23)將帶有永磁鐵(8)的銜鐵(2)固定於牆下條形基礎(14)上；C、將結構承重牆(52)固定於銜鐵(2)上；D、待結構整體施工完畢，將連接件(20)取出；E、將纏繞線圈(7)的鐵芯(3)固定於支架(4)，並用隔磁條(6)將纏繞線圈(7)的鐵芯(3)分隔開。
[0020]本發明的具體實施步驟是:按工程設計規範設計結構，確定結構體系，確定結構豎向承重構件為柱或牆(或者柱、牆結合)；計算柱或牆的底壓力，根據壓力大小，結合工程建設場地地基承載力確定結構基礎形式(獨立基礎或樁基礎)；在結構基礎(I)周圍按設計規範要求設置地基梁(11);根據柱或牆的底壓力特別是靜荷載產生的壓力，設計永磁鐵(8)和墊塊(23 )，使墊塊(23 )的高度(也就是銜鐵(2 )與結構基礎(I)之間的間隙)滿足永磁鐵(8 )對銜鐵(2)產生的斥力小於結構靜荷載產生的壓力；並按電磁理論設計纏繞線圈(7)的鐵芯(3)和支架(4)，以保證需要時纏繞線圈(7)的鐵芯(3)有足夠的吸力使銜鐵(2)脫離結構基礎(I)(也就是結構豎向承重構件(5)的底壓力扣除永磁鐵(8)產生的斥力)，並使纏繞線圈(7)的鐵芯(3)和銜鐵(2)之間保持間隙IOmm或IOmm以上。
[0021]施工時，應將支架(4)可靠固定於結構基礎(I)上，結構豎向承重構件(5)可靠固定於銜鐵(2)上，為保證銜鐵(2)施工階段穩定，利用連接件(20)(可以採用螺杆(21)、螺母(22))、墊塊(23)將帶有永磁鐵(8)的銜鐵(2)鎖於結構基礎(I)上，待結構整體施工完畢，結構豎向承重構件(5)的底壓力將銜鐵(2)穩定壓在墊塊(23)上，再將連接件(20)取出，並將纏繞線圈(7 )的鐵芯(3 )固定於支架(4 )。是否設置地基梁(11)和工程樁(12 )由設計人員根據工程具體情況確定。
[0022]當接收到地震預警信號時，電源開啟，給線圈(7)中輸入直流電，鐵芯(3)和銜鐵
(2)之間即產生吸力，將銜鐵(2)吸起。震(振)動結束後，減小輸入線圈(7)中的電流，被懸浮的結構緩慢回復到原位。
[0023]本發明中鐵芯(3)和銜鐵(2)之間應設置位移傳感器，其具體控制方法詳實用新型專利《懸掛式防振結構》(授權專利號ZL201320597682.X)所述。
【權利要求】
1.一種電磁永磁混合懸浮隔震裝置，它包含結構基礎(1)，其特徵在於:所述結構基礎(I)的上方放置有銜鐵(2)，在結構基礎(I)和銜鐵(2)之間設置有若干對磁性相斥的永磁鐵(8)和若干墊塊(23);所述銜鐵(2)的上方固定有結構豎向承重構件(5);所述的結構基礎(I)上還固定有支架(4);所述的支架(4)上固定有纏繞線圈(7)的鐵芯(3);所述的纏繞線圈(7 )的鐵芯(3 )位於銜鐵(2 )的上方。
2.根據權利要求1所述的電磁永磁混合懸浮隔震裝置，其特徵在於:所述的銜鐵(2)、墊塊(23 )、纏繞線圈(7 )的鐵芯(3 )和支架(4)均按照結構豎向承重構件(5 )的作用力而對應設置。
3.根據權利要求2所述的電磁永磁混合懸浮隔震裝置，其特徵在於:所述的對應設置是指對稱設置。
4.根據權利要求1所述的電磁永磁混合懸浮隔震裝置，其特徵在於:當所述的結構豎向承重構件(5)為承重柱(51)時，所述的結構基礎(I)為柱下矩形基礎(13)。
5.根據權利要求1所述的電磁永磁混合懸浮隔震裝置，其特徵在於:當所述的結構豎向承重構件(5 )為承重牆(52 )時,所述的結構基礎(I)為牆下條形基礎(14)和隔磁條(6 ),隔磁條(6 )將纏繞線圈(7 )的鐵芯(3 )分隔開。
6.根據權利要求1所述的電磁永磁混合懸浮隔震裝置，其特徵在於:所述的鐵芯(3)的形狀為U形或E形。
7.根據權利要求1所述的電磁永磁混合懸浮隔震裝置的施工方法，它包含已施工好的結構基礎(I)，其特徵在於:施工步驟為:A、將支架(4)固定於結構基礎(I)上；B、利用連接件(20)和墊塊(23)將帶有永磁鐵(8)的銜鐵(2)固定於結構基礎(I)上；C、將結構豎向承重構件(5)固定於銜鐵(2)上；D、待結構整體施工完畢，將連接件(20)取出；E、將纏繞線圈(7)的鐵芯(3)固定於支架(4)。
8.根據權利要求7所述的電磁永磁混合懸浮隔震裝置的施工方法，其特徵在於:所述的連接件(20)是指螺杆(21)和螺母(22)。
【文檔編號】E04B1/98GK103953129SQ201410213029
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月20日 優先權日:2014年5月20日
【發明者】夏昌, 傅大寶, 龍志強, 劉少克 申請人:福州市規劃設計研究院