【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土木工程防震减灾，涉及一种基于电磁开关阻尼器与隔震支座的组合减隔震系统。
技术介绍
1、隔震技术是一种通过在结构中增设隔震支座延长结构自振周期进而减小地震作用，并将变形集中在隔震层的一种防震减灾技术，可有效减小上部结构与非结构构件的损伤，相对于传统的以塑性耗能为主的抗震技术具有明显的优势，已在建筑、桥梁等大量工程中应用。然而，研究表明，在低频成分丰富的远场长周期地震动与近断层脉冲型地震动等特殊类型地震动作用下，隔震结构由于自振周期较长易发生类共振效应进而导致隔震支座位移超限，此外，当隔震结构遭遇超出设计预期的巨震作用时，也有可能发生隔震支座位移超限破坏，从而使得隔震支座功能失效，继而引发震害。
2、因此提出将隔震技术与减震技术组合起来，并通过一定的方法使得减震装置在隔震支座达到设定的位移限值时才开始发挥作用，而在隔震支座达到设定的位移限值前不发挥作用。因此，需要针对上述特殊地震动下的高层基础隔震结构的抗震特点进行合理的组合减隔震优化设计，减轻结构在上述特殊地震动下的结构和构件破坏程度。组合减隔震设计，即在结构的特定部位，合理组合布设减隔震子结构(如隔震垫、粘滞阻尼器、耗能支撑、耗能剪力墙或调频质量阻尼器等)，以调整或改变结构的动力特性或动力作用，从而为结构抗震提供一条安全有效的途径。
3、现有技术中一般使用粘滞阻尼器vfd(viscous fluid damper)和防屈曲支撑brb(buckling restrained brace)与隔震支座相结合进行减隔震，然后常规的阻尼器并没有设置相
4、有鉴于此，本专利技术人提供一种基于电磁开关阻尼器与隔震支座的组合减隔震系统，以解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出基于电磁开关阻尼器与隔震支座的组合减隔震系统，利用将隔震支座与阻尼器有机结合到一起，同时提高两类减隔震构件减震效率的减隔震系统。该系统对阻尼器增加一个电磁开关装置，避免传统组合减隔震设计中地震袭来时阻尼器和隔震支座同时工作，导致两种减隔震构件均不能充分发挥各自减震效率的问题；合理安排隔震支座和阻尼器工作顺序，降低阻尼器在较小地震动下的构件损耗，从而有效解决特殊地震动下隔震支座出现位移超限的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、本专利技术提供一种基于电磁开关阻尼器与隔震支座的组合减隔震系统，包括主要用于消耗振动能量的隔振机构和开关装置，所述隔振机构与开关装置间隔设置，且两者通过水平设置的阻尼器连接，所述开关装置用于当隔振机构的位移达最大限制位置时，控制阻尼器进入工作状态；
4、其中，所述隔振机构包括隔震支座和位于所述隔震支座上方并与其固定连接的结构柱；
5、所述开关装置包括固结于地面的下部固定块和位于其上方的上部滑动块，且所述下部固定块与上部滑动块之间设置有滑轨，所述结构柱与上部滑动块通过阻尼器连接；
6、当地震发生时，隔震支座发生位移开始消耗振动能量，并通过结构柱和阻尼器带动上部滑动块在滑轨上滑动，当开关装置检测到隔震支座位移达到最大限制位置时，通过固定阻尼器的位置使隔震支座与所述阻尼器协同工作，用于消耗振动能量。
7、进一步地，所述下部滑动块包括与地面固定连接的固定底座，以及内嵌在所述固定底座中间隔设置的第一限位永磁铁和第二限位永磁铁，所述第一限位永磁铁的竖直中心线为第一限制位置，所述第二限位永磁铁的竖直中心线为第二限制位置，且所述第一限制位置和第二限制位置之间的距离为所述隔震支座最大位移的两倍。
8、进一步地，所述上部滑动块包括控制电路和电磁铁，所述电磁铁内嵌在上部滑动块中，所述电磁铁位于所述第一限位永磁铁和第二限位永磁铁中间位置正上方。
9、进一步地，所述控制电路内部搭载有振动传感器、电磁继电器和电源，且所述振动传感器、电磁继电器和电源之间通过导线电连接，当所述振动传感器检测到地震发生时，将振动信号传给电磁继电器，电磁继电器接收到振动信号后接通电源使电流流通控制电路，从而控制电磁铁进入工作状态；
10、所述振动传感器检测到地震结束时，停止给电磁继电器传输振动信号，电磁继电器断开电源，断开控制电路，控制电磁铁结束工作状态。
11、进一步地，所述上部滑动块中的电磁铁和阻尼器随着结构柱移动；
12、若电磁铁在移动过程中，始终位于第一限位永磁铁和第二限位永磁铁之间，则仅通过隔震支座进行减隔震；
13、若电磁铁在移动过程中，位于第一限位永磁铁或第二限位永磁铁的正上方，则通过隔震支座和阻尼器协同进行减隔震。
14、进一步地，所述电磁铁位于第一限位永磁铁或第二限位永磁铁正上方时，电磁铁与第一限位永磁铁或第二限位永磁铁产生磁吸反应，从而固定阻尼器的位置使其开始工作。
15、更进一步地，所述阻尼器与隔振机构，以及阻尼器和开关装置之间为预埋件连接、螺栓连接或者焊接。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
17、1、本专利技术基于电磁开关阻尼器与隔震支座的组合减隔震系统，通过添加开关装置，应用磁体异性相吸的原理以及电磁铁装置工作原理，达到限制隔震支座位移、合理安排隔震支座与阻尼器的工作顺序的目的，解决隔震支座的位移超限问题，确保隔震支座与阻尼器协同工作，耗散地震能量，减轻结构和构件的损伤。
18、2、本专利技术基于电磁开关阻尼器与隔震支座的组合减隔震系统，当地震结束，开关装置与阻尼器在地震过程中充分耗能后，基于隔震支座的弹性变形，整个系统能恢复震前初始位置，以便系统在后续余震中能够继续发挥减隔震能力，尽量减少余震的后续破坏。
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1.一种基于电磁开关阻尼器与隔震支座的组合减隔震系统，其特征在于，包括主要用于消耗振动能量的隔振机构(1)和开关装置(3)，所述隔振机构(1)与开关装置(3)间隔设置，且两者通过水平设置的阻尼器(2)连接，所述开关装置(3)用于当隔振机构(1)的位移达最大限制位置时，控制阻尼器(2)进入工作状态；
2.根据权利要求1所述的基于电磁开关阻尼器与隔震支座的组合减隔震系统，其特征在于，所述下部滑动块(31)包括与地面固定连接的固定底座(311)，以及内嵌在所述固定底座(311)中间隔设置的第一限位永磁铁(312)和第二限位永磁铁(313)，所述第一限位永磁铁(312)的竖直中心线为第一限制位置，所述第二限位永磁铁(313)的竖直中心线为第二限制位置，且所述第一限制位置和第二限制位置之间的距离为所述隔震支座(11)最大位移的两倍。
3.根据权利要求2所述的基于电磁开关阻尼器与隔震支座的组合减隔震系统，其特征在于，所述上部滑动块(32)包括控制电路(321)和电磁铁(322)，所述电磁铁(322)内嵌在上部滑动块(32)中，所述电磁铁(322)位于所述第一限位永磁铁
4.根据权利要求3所述的基于电磁开关阻尼器与隔震支座的组合减隔震系统，其特征在于，所述控制电路(321)内部搭载有振动传感器(3211)、电磁继电器(3212)和电源(3213)，且所述振动传感器(3211)、电磁继电器(3212)和电源(3213)之间通过导线电连接，当所述振动传感器(3211)检测到地震发生时，将振动信号传给电磁继电器(3212)，电磁继电器(3212)接收到振动信号后接通电源(3213)使电流流通控制电路(321)，从而控制电磁铁(322)进入工作状态；
5.根据权利要求3所述的基于电磁开关阻尼器与隔震支座的组合减隔震系统，其特征在于，所述上部滑动块(32)中的电磁铁(322)和阻尼器(2)随着结构柱(12)移动；
6.根据权利要求5所述的基于电磁开关阻尼器与隔震支座的组合减隔震系统，其特征在于，所述电磁铁(322)位于第一限位永磁铁(312)或第二限位永磁铁(313)正上方时，电磁铁(322)与第一限位永磁铁(312)或第二限位永磁铁(313)产生磁吸反应，从而固定阻尼器(2)的位置使其开始工作。
7.根据权利要求1所述的基于电磁开关阻尼器与隔震支座的组合减隔震系统，其特征在于，所述阻尼器(2)与隔振机构(1)，以及阻尼器(2)和开关装置(3)之间为预埋件连接、螺栓连接或者焊接。
...【技术特征摘要】
1.一种基于电磁开关阻尼器与隔震支座的组合减隔震系统，其特征在于，包括主要用于消耗振动能量的隔振机构(1)和开关装置(3)，所述隔振机构(1)与开关装置(3)间隔设置，且两者通过水平设置的阻尼器(2)连接，所述开关装置(3)用于当隔振机构(1)的位移达最大限制位置时，控制阻尼器(2)进入工作状态；
2.根据权利要求1所述的基于电磁开关阻尼器与隔震支座的组合减隔震系统，其特征在于，所述下部滑动块(31)包括与地面固定连接的固定底座(311)，以及内嵌在所述固定底座(311)中间隔设置的第一限位永磁铁(312)和第二限位永磁铁(313)，所述第一限位永磁铁(312)的竖直中心线为第一限制位置，所述第二限位永磁铁(313)的竖直中心线为第二限制位置，且所述第一限制位置和第二限制位置之间的距离为所述隔震支座(11)最大位移的两倍。
3.根据权利要求2所述的基于电磁开关阻尼器与隔震支座的组合减隔震系统，其特征在于，所述上部滑动块(32)包括控制电路(321)和电磁铁(322)，所述电磁铁(322)内嵌在上部滑动块(32)中，所述电磁铁(322)位于所述第一限位永磁铁(312)和第二限位永磁铁(313)中间位置正上方。
4.根据权利要求3所述的基于电磁开关阻尼器与隔震...
【专利技术属性】
技术研发人员：王博，后青林，杨柯，张子轩，张佳伟，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：
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