林荣宇 (中国台湾省嘉义县新港乡月眉潭68号, Taiwan, CN)
| 权利要求 1、 一种可瞬间启动免震机制的建筑物免震避震系统, 其特征在于, 包括: 吸震系统, 是设置于建筑物下方, 在一第一承载构件底部设置所述吸震系 统, 所述的吸震系统用以减少建筑物上下振动及水平振动; 5 多层滑动系统, 是设置于所述吸震系统下方, 是以一第二承载构件在底部 设置一滑动块, 所述的滑动块底部再与多层堆叠结构接触, 所述的多层堆叠结 构为数组尺寸递变的碟状滑片所组成, 其用以降伏消除地震水平振动; 油压承载系统, 是与所述多层滑动系统间隔排列, 其用以负载建筑物或消 除建筑物的负载; 0 处理单元, 是电连接油所述压承载系统, 用以接收地震波讯号以启动油压 承载系统消除建筑物的负载。 2、 如权利要求 1所述的可瞬间启动免震机制的建筑物免震避震系统, 其特 征在于, 更包含一震波感测系统, 使所述的处理单元分别以通讯连接或无线连 接至所述的震波感测系统, 用以接收所述的地震波讯号。 .5 3、 如权利要求 1所述的可瞬间启动免震机制的建筑物免震避震系统, 其特 征在于, 更包括一震波感测器, 所述的震波感测器是设置于所述处理单元内部, 所预设的震波感测器能感测地震, 并传送一地震波讯号给油压承载系统, 同时 命令油压承载系统启动以消除建筑物的负载。 4、 如权利要求 1所述的可瞬间启动免震机制的建筑物免震避震系统, 其特0 征在于, 所述多层堆叠结构的每片碟状滑片分布有适当数量的长条形或长椭圆 形及多个大小不一的孔洞。 5、 如权利要求 1所述的可瞬间启动免震机制的建筑物免震避震系统, 其特 征在于, 所述多层堆叠结构的每片碟状滑片分布有适当数量的长条形或长椭圆 形及多个大小不一的孔洞, 其每相邻的碟状滑片的长条形或长椭圆形全部互呈 !5 纵横交错状态。 6、 如权利要求 1所述的可瞬间启动免震机制的建筑物免震避震系统, 其特 征在于, 所述多层碟状滑片组合由一向上具内凹曲面, 类似半球形的承载基座 所承载, 所述的滑动块与其所接触的碟形滑片, 及每层相邻的碟形滑片, 以至 于最后一片磔形滑片与其承载基座间, 全部都以递变的曲面曲率, 而互相紧密 !0 对应贴合。 7、 如权利要求 1所述的可瞬间启动免震机制的建筑物免震避震系统, 其特 征在于, 所述多层堆叠结构的每片碟状滑片分布有适当数量的长条形或长椭圓 形及多个大小不一的孔洞。 8、 如权利要求 1所述的可瞬间启动免震机制的建筑物免震避震系统, 所述 处理单元进而包括: 设置于建筑物内部用于感测建筑物侧倾角参数的感测器及 与感测器连接的处理单元, 且所述的建筑物底部设置有用来支撑建筑物的吸震 系统、 油压承载系统以及多层滑动系统, 其特征在于: 所述的建筑物于象限单位内设置感测器以提供侧倾角参数给处理单元做侧 倾感测判断及控制, 当建筑物的工作象限有走向与倾斜, 处理单元将工作象限 的侧倾角参数换算成油压承载系统的阻尼系数, 并使油压承载系统以对应的阻 尼力来分配建筑物的平衡, 并通过多层滑动系统消除地震波水平应力达成保护 建筑物安全。 9、 如权利要求 8所述的可瞬间启动免震机制的建筑物免震避震系统, 其特 征在于, 所述吸震系统包含有用于承载建筑物的第一承载构件、 放置滑动块的 第二承载构件、 设置安装油压承载系统的底部承载构件以及减少建筑物上下振 动及水平振动的吸振元件。 1 0、 如权利要求 8 所述的可瞬间启动免震机制的建筑物免震避震系统, 其 特征在于, 所述处理单元自动判断油压承载系统阻尼力的控制优先顺序。 1 1、 如权利要求 8 所述的可瞬间启动免震机制的建筑物免震避震系统, 其 特征在于, 所述油压承载系统的阻尼力是以多频次逐渐递增或递减的方式进行 调整。 12、 如权利要求 8 所述的可瞬间启动免震机制的建筑物免震避震系统, 其 特征在于, 所述油压承载系统使用以分段处理的方式控制阻尼力的第二油压单 元。 1 3、 如权利要求 1 2所述的可瞬间启动免震机制的建筑物免震避震系统, 其 特征在于, 所述油压承载系统亦加上第二油压单元综合组成, 用以减少建筑物 上下振动及水平振动达到避震功能。 14、 如权利要求 1 2所述的可瞬间启动免震机制的建筑物免震避震系统, 其 特征在于, 所述处理单元依据发生走向与倾斜的工作象限, 驱使油压承载系统 动作。 |
本发明涉及一种免震避震系统, 特别涉及一种可瞬间启动免震机制的建筑 物免震避震系统。 背景技术
若以长远的时空角度来看, 人们所居住的地球, 诚然是属于一个动荡不安 的环境, 期间台风、 地震频繁。
在地球上主要三大地震带的国家或地区, 每年均会发生规模大小不同, 次 数或多或少的地震, 而每当地震过后, (尤其是破坏力极强的强烈地震), 其所 造成楼倒屋塌、 疮痍满目, 哀鸿遍地的凄惨景象, 亦不断地频频地重复出现在 人们眼前。
地震这种大自然现象既不可避免, 在可预见的未来, 人们如不善于运用智 慧, 综合利用可运用的各项科技, 用以结合先进的土木工程技艺及现代建筑技 术, 以更高明的手段研发出可以避免地震袭击破坏 的建筑, 则上述灾难亦将永 远威胁着居住于其上面的生灵, 成为人们挥的不去的梦魇。 时至今日, 虽有很 多有识的士, 为克服地震天灾对建筑物及生命财产的危害而 纷纷提出各种解决 的道, 但至今为止, 终究未能克竟全功。 本案发明人在着手研发本案发明前及 研发过程中, 曾经由各种管道, 广泛收集有关地震起源、 震灾防治及其后所衍 生的防震、 耐震、 减震、 抗震、 制震、 抑震、 隔震、 免震、 避震、 吸震等等的 各类技术及其相关资讯, 特别是各国专利局已经公布有案, 类似上述技术的发 明或创新, 详细加以研读并作综合性的分析比较、 研究归纳。 诚然每个人天份 不同, 学习领域不同, 累积的经验传承不同, 因此在面对同样问题而欲寻求解 决之道, 也就有了各种不同的思维层次及空间。 不可讳言之, 现在已经在实施 中的, 或准备实施的或只是出现在各种刊物及传播媒 体而尚未实施的 (有部分是 理论与实际有显著的落差), 每一发明或创新均有其一定的价值, 亦各自解决了 部分问题; 但就整个问题的全面性及细部层面来看, 现在已经全部公开的有关 防震、 减震、 抗震、 制震、 耐震、 隔震、 免震等等琳琅满目的发明创新中人们 可发现各有所长, 亦各有所短, 其彼此之间, 因此优劣互判, 高下立见。 有的 是治标不治本, 有的是治本不治标, 有的则欲求标本兼治却用错了方法, 有的 则是方法对了却碍于现今的材料科技无法突破 , 或受制于外在环境等影响, 以 致顾此失彼, 无法面面俱到。
以本案发明人于二十年前所发明的「隔绝地震 动能的免震建筑法及其结构 J
(中国台湾省公告第 198739号、 日本公告第 1275821号、 加拿大公告第 1323883
5 号及美国发明专利第 4,881 ,350号)为例详见附件: 公告第 198739的发明是将建 筑物与地基隔开, 再在其间设有包括上下表面设置有多数曲面球 座的支撑隔绝 层及对应所述的等球座的多数滚球, 利用所述的等滚球与其所接触对应的曲面 球座间的极低滚动摩擦推力, 当地震发生时, 其最具破坏力的水平震动将因滚 球与曲面球座间来回的滚动作用, 而能巧妙的将地震水平震动动能转换成建筑
0 物的垂直位能。 其间滚球及支撑隔绝层可作多层的设计, 因此地震的水平震动 力将由下而上呈几何级数的逐层衰减, 其最后所能传到建筑物的动能将微乎其 微。 另外, 在支撑隔绝层及建筑物之间, 又筑设有多数连杆避震器, 借着连扞 作用, 可将地震传来的上下震动动能转换成滑块的水 平运动动能, 再利用杠杆 装置的杠杆原理, 即可以一定的倍数比例由缓冲弓形弹簧吸收巨 大的滑块动能,
5 如此建筑物即可避免直接受到地震垂直震动力 的冲击破坏, 以保障建筑物的安 全。 所述的案固然因滚球与其所对应的球座间的水 平运动, 具有最低的滚动摩 擦推力, 而可使建筑物几乎可以不受地震水平震动影响 ; 但滚球与其所接触的 球座系属于点的接触, 故其单位受力很大, 对巨型建筑而言, 显然不堪承受其 庞大压力, 而只能适用于较轻型的建筑, 应用范围受限, 此为其缺点之一。 又
10 所述的案运用连杆避震器, 借着连杆作用及杠杆原理, 而以一定倍数比率由弓 型弹簧緩沖吸收地震传给建筑物的垂直震动, 固然亦是克服地震上下震动沖击 的巧妙设计, 但所述的避震器在平常无地震状态时, 长年累月承载着建筑物的 巨大重量, 如此长期下来, 此种庞大压力亦势必会使所述的连杆避震系统 的组 成元件如: 连杆臂或弓型弹簧等产生材料或弹性疲乏, 而缩短其使用寿命, 此
»5 为其缺点的二。 又所述的案设计成由多数滚球及连杆避震器承 载着整座建筑物, 每当地震发生, 固然可随时发挥其应有的免震防震功能, 但相对的如位处常有 强风吹袭地区(尤其是台风或飓风经常发生的 地带)此种免震装置如不再行设计 另外一套防护机制, 以为对治风压问题, 则每当大风一吹, 居住于其上的人们 势必经常饱受摇晃摆动之苦, 导致不堪其扰。 由以上的论述, 显然的到现在为
(0 止的每件有关对治地震问题的发明或创新案, 虽各有其潜在的价值, 但相对的, 亦各有其或大或小的缺失及很多美中不足之处 。 本案发明人即是基于多层次及 多方面的考量, 再参酌现今已发展成熟的各种技术及相关资讯 经过长时期的如 理作意思维, 综合研读, 融会贯通, 以宏观角度直指问题核心, 巧妙地将现代 的电子科技、 通讯科技、 油压起重科技、 机械科技等等与本案独创的隔震免震 避震技术结合在一起, 使其彼此能互相呼应, 而又各自能充分发挥其所应有的 功能。 经过如此善巧细膩的设计安排及缜密规划, 当状况来时(无论是台风或是 地震), 必能接近完美的达成其所应有的效果, 而使人类生存必要因素的一 「居 的安」 得以落实解决。
前述发明所采用的技术思想及解决问题的手段 对绝大多数建筑物的免震防 护无疑的应已足以达成可靠的安全保障; 然有鉴于某些特殊行业及场所, 对于 防震环境的要求乃是非常高度的严苛, 如晶圓半导体制造厂、 经常进行外科或 显微手术的医院、 重要的资讯储控中心、 存有人类文明重要遗产、 价值连城的 国宝级文物陈列馆以及精准度要求极高的其他 高科技产业等。 上述产业行业在 产制或进行过程即使是小小的轻微震动, 皆有可能酿成难以弥补的惨重损失。
本案发明人于是本着精益求精的精神, 乃就前述发明既有的架构原理作更 深入更微细的探讨研发进而通过极尽巧思的精 心设计, 彻底解决影响危害上述 产业行业的微震问题而使所述的等产业及特殊 场所在地震发生时, 皆能高枕无 忧。 发明内容
本发明的主要目的即在于提供一种可瞬间启动 免震机制的建筑物免震避震 系统, 通过建筑物与地基分离, 所述的建筑物由油压承载系统负载, 当地震发 生时, 通过建筑物内部用于感测建筑物侧倾角参数的 感测器及处理单元进行运 算建筑物的侧倾程度, 进而驱使油压承载系统产生阻尼力来调控分配 建筑物的 平衡。
本发明的次一目的即在于提供一种可瞬间启动 免震机制的建筑物免震避震 系统, 在建筑物四周亦设有油压承载系统, 可避免建筑物因地震波所造成的损 害。
本发明的又一目的是在于提供一种可瞬间启动 免震机制的建筑物免震避震 系统, 处理单元根据工作象限走向与倾斜的状况自动 判断油压承载系统对应阻 尼力的优先顺序, 并且以多频次逐渐递增或递减的方式让建筑物 达到平衡。
可达成上述发明目的的可瞬间启动免震机制的 建筑物免震避震系统, 包括 有:
吸震系统, 是设置于建筑物下方, 在一第一承载构件底部设置吸震系统, 所述的吸震系统用以减少建筑物上下振动及水 平振动;
多层滑动系统, 是设置于吸震系统下方, 为以一第二承载构件于底部设置 一滑动块, 所述的滑动块底部再与多层堆叠结构接触, 所述的多层堆叠结构为 数组尺寸递变且具内凹曲面的碟状滑片所组成 , 其用以降伏消除地震水平振动; 油压承载系统, 是与多层滑动系统间隔排列, 其用以负载建筑物或消除建 筑物的负载;
处理单元, 是电连接油压承载系统, 用以接收地震波讯号以启动油压承载 系统消除建筑物的负载。 所述处理单元进而包括: 设置于建筑物内部用于感测 建筑物侧倾角(oblique angle)参数的感测器(sensor)及与感测器连接的 理单元, 且所述的建筑物底部设置有用来支撑建筑物的 吸震系统 (absorber systems)与油 压承载系统 (hydraulic oil pressure system), 其特征在于:
所述的建筑物于象限单位 (quadrant unit)内设置感测器以提供侧倾角参数给 处理单元做侧倾感测判断及控制, 当建筑物的工作象限 (quadrant of operation)有 走向与倾斜 (strike and dip), 处理单元将工作象限的侧倾角参数换算成油压 承载 系统的阻尼系数(Coefficient of damping) , 并使油压承载系统以对应的阻尼力 (Damping force)来分配 (distribute)调控 (control)建筑物的平衡 (equilibrium)。 附图说明
图 1 为本发明建筑物免震避震系统的第一实施例的 结构剖面示意图; 说明 本发明未动作前的情况;
图 2为本发明第一实施例的动作示意图; 说明本发明启动避震机制的情形; 图 3 为本发明的第二实施例的结构剖面示意图; 说明本发明未动作前的情 图 4为本发明第二实施例的动作示意图; 说明本发明启动避震机制的情形; 图 5为本发明的吸震系统外观示意图; 供说明吸震系统为连杆避震器组成; 图 6为本发明的吸震系统外观示意图; 供说明吸震系统为弹性体组成; 图 7为本发明的多层堆叠结构剖面示意图;
图 8本发明的多层堆叠结构另一实施例剖面示意 ;
图 9为本发明的多层堆叠结构与油压承载系统配 图; 图 10为本发明多层堆叠结构的碟状滑片的立体示 图;
图 1 1为本发明多层堆叠结构的碟状滑片另一实施 立体示意图; 图 12及图 13为地震发生时, 在工作象限 A侧产生倾斜的情形; 图 14为本发明油压承载系统依处理单元运算的阻 系数调整阻尼力的动作
5 示意图;
图 15为本发明的避震机制的动作流程方块图;
图 16为处理单元判断工作象限倾斜的动作流程方 图
图 17为本发明油压承载系统的另一实施例; 说明第一与第二承载构件之间 设有若干的第二油压单元分段处理调整阻尼力 以保护建筑物;
0 图 18为本发明再一实施例;
图 19为图 18实施例辅以吸震元件用以降伏消除垂直震动 另一实施例; 图 20为本发明震波感测系统的位置配置图, 供说明震波感测系统可配置各 地, 并可通过震波感测系统将地震波讯号传输至处 理单元;
图 21为本发明震波感测系统的动作流程图;
5 图 22为本发明的另一实施例的动作流程图;
图 23为本发明具体实施例的立体剖面示意图。
附图标记说明: 1 -吸震系统; 1 1 -第一承载构件; 12 -吸振元件; 2 -多 层滑动系统; 21 -第二承载构件; 22 -滑动块; 23 -多层堆叠结构; 23 1 -碟状 滑片; 232 -孔洞; 233 -凸缘; 24 -承载基座; 25 -防震衬垫; 26 -承载座; 0 27 -滑块; 28 -中空环状板件; 29 -容纳空间; 3 -油压承载系统; 3 1 -第三承 载构件; 32 -第二油压单元; 4 -处理单元; 41 -震波感测器; 5 -震波感测系 统; 7 -感测器。 具体实施方式
!5 以下结合附图 1至 2 3, 对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更 详细 的说明。
请参阅图 1、 图 3与图 20 , 本发明所提供的建筑物免震避震系统, 主要包 括: 吸震系统 1、 多层滑动系统 2、 油压承载系统 3、 处理单元 4所构成。
所述的吸震系统 1是设置于建筑物下方, 为一第一承载构件 1 1底部设置吸 SO 震装置 12, 所述的吸震装置 12用以减少建筑物上下振动及水平微量振动; 如图 1、 图 2及图 5所示, 所述的吸震系统 1可使用连杆避震器将地基对建筑物所施 加的垂直方向动能转变成连杆避震器的弹性位 能, 以达成垂直方向的免震效果; 或如图 3、 图 4及图 6所示, 所述的吸震系统 1亦能使用弹性体, 以緩冲吸收地 震对建筑物所施加的垂直振动动能, 避免建筑物因为地震而造成损害; 或者结 合上述所述的连杆避震器与所述的弹性体, 使所述的建筑物更能有效地减少建
5 筑物上下振动及水平振动。
所述的多层滑动系统 2是设置于吸震系统 1下方, 为以一第二承载构件 21 于底部设置一滑动块 22 , 所述的滑动块 22底部再与多层堆叠结构 23接触, 所 述的多层堆叠结构 23为数组尺寸相同的碟状滑片 23 1所组成 (或所述的多层堆叠 结构 23 为数组尺寸递变的碟状滑片 231 所组成), 如图 7所示, 所述的滑动块
0 22 大致呈圓柱状, 其底部具有由中心略微向外凸出的曲面, 此曲面有一定的曲 率而与所述的多层堆叠结构 23其层层堆叠而成的最上层碟状滑片 231接触, 所 述的碟状滑片 23 1则是一中心略微向内凹入类似碟状的内凹曲 碟状滑片 23 1 , 而与所述的滑块呈紧密的对应贴合, 所述的碟状滑片 231 与其所接触的下面碟 状滑片 23 1 亦以同样状态紧密对应贴合, 依此类推, 其各层碟状滑片 231 都是
5 以同样方式互相紧密对应贴合, 其最下层的碟状滑片 231 亦以同样方式与一向 上具内 1HJ曲面类似半球型的承载基座 24作紧密的对应贴合, 上述的多层滑动系 统 2 其每一相邻接触面皆涂有、 镀有或贴有耐磨易滑的材质, 所述的承载基座 24底部则垫有具弹性消能的防震衬垫 25, 而以螺栓锁固于地基上。 如此组合而 成的多层堆叠结构 23其组成的碟状滑片 231尺寸是由下往上,逐层递减 (请参阅
:0 图 7、 图 8、 图 10及图 1 1 )所述的等組合碟状滑片 231的厚度、 数量, 曲面半径 或面积及曲面的曲率大小均可视实际需要而可 作不同的组合设计。
又, 所述的碟状滑片 23 1为依序叠起形成一由大渐小的多层堆叠结构 23的 组合; 当地震发生时, 滑动块 22依受力方向往复摆动, 使每片碟状滑片 231间 互相产生相对滑动, 来消除地震所产生的水平应力, 且每片碟状滑片 23 1 边缘
:5 处具有一凸缘 233, 使碟状滑片 23 1不会因摇摆力量造成磔状滑片 231脱落; 所 述的滑动块 22是设置于最上一片碟状滑片 23 1的一曲面空间内,当地震发生时, 滑动块 22依受力方向进行往复摆动, 使碟状滑片 23 1之间产生相对位移滑动, 消除应力。
又如图 8所示, 为所述的多层滑动系统 2的另一实施例, 所述的多层滑动 Ό 系统 2具有一向下内凹曲面承载座 26 , 其置有一同径弧的 T字型或倒凸字形的 滑块 27, 所述的 T字形滑块 27上面以中央向上微凸的曲面, 而与所述的向下内 凹曲面的承载座 26作紧密的对应贴合, 其 T字形下面则亦以中央向下微凸的曲 面, 而与所述的堆叠而成的碟形滑片组合的最上层 向上的内凹曲面滑片作紧密 的对应贴合, 所述的 T形滑块 27周边亦分布有大小不一、 适当数量的孔洞及具 有螺旋形或放射形的槽沟, 所述的等设计的用意在使储存或涂抹于其间的 润滑
5 油脂, 在所述的 T形滑块 27在发生地震水平震动, 而与所述的紧密对应贴合承 载基座往复滑动时, 能使上述的油脂或润滑油剂容易渗透、 涂抹及滋润与其对 应贴合的滑动装置, 而使其彼此间的滑动摩擦系数大幅降低, 进而能辅助降伏 地震发生时所产生的水平振动。 所述的 T形滑块 27下面另设有一等径弧的中空 环状板件 28 ,所述的中空环状板件 28周边是以螺栓锁固于所述的向下内凹曲面
0 承载座 26下, 其两者间的空间刚好足以让所述的 T形滑块 27作适度的水平滑 动而又不会掉落。
上述装置里面有部分容纳空间 29, 本发明可利用所述的容纳空间 29, 用以 打入油脂或注入润滑油剂, 作为储存润滑所述的等滑动装置之用。 所述的双凹 曲面承栽多层滑动装置的水平位移幅度, 远大于单凹曲面多层堆叠结构 23。 两 5 者同样具有能将地震水平振动动能转化成建筑 物垂直位能的功能。 而可在地震 结束时, 使建筑物回到原来最低最稳定的位置。
请再参阅图 9 , 所述的油压承载系统 3是与多层滑动系统 2间隔排列, 其用 以负载建筑物或消除建筑物的负载。 又所述的油压承载系统 3 在平常亦可当作 所述的免震建筑结构吸振元件 12等耗材的抽换更新, 或者定期与大地震过后多 :0 层堆叠结构 23润滑油脂的补充更换保养, 现成的油压承载系统 3, 能使上述的 保养更新作业, 不必另求其他起重工具设备即能顺利进行, 此为其另一附加功 能。
如图 1 或图 3 所示, 建筑物底部及周边平常由二组以上的油压承载 系统 3 撑起固定, 使用二组以上的油压承载系统 3 具有循环轮替支撑建筑物的功效。 :5 又, 建筑物周边或侧边设有数具油压承载系统 3 辅助支撑, 如此则能使建筑物 不受强风吹袭的影响而产生摇晃, 而能避免建筑物内的住户产生不适。
所述的处理单元 4是电连接油压承载系统 3 ,用以接收地震波讯号以启动油 压承载系统 3 消除建筑物的负载; 所述的震波感测系统 5是间隔一预定距离而 设置, 用以感测一地震波, 并且分别 居所述的地震波以及一时间资讯产生一 讯号, 图 20所示。 依据上述建筑物免震避震系统, 更包括有一震波感测系统 5 , 使所述的处理单元 4分别以通讯连接或无线连接至所述的震波感 系统 5 ,用以 接收所述的等地震波讯号, 并且根据一准则产生一警示讯号; 在实际应用中, 所述的震波感测系统 5 进而包括有通讯装置, 当地震发生时, 所述的震波感测 系统 5以通讯装置传送一讯号给处理单元 4 ,所述的处理单元 4即启动油压承载 系统 3消除建筑物的负载, 如此, 使所述的吸震系统 1及多层滑动系统 2可充 分发挥其所应有的免震隔震功能, 以确保建筑物的安全;
所述的通讯装置进而包含一无线电波感测系统 , 用以将所述的警示讯号通 过一无线电波传递网络,如一超高频 (Ultra High Frequency , UHF)电波传递网络、 一特高频(Very High Frequency , VHF)电波传递网络、 一行动电话通讯网络以及 一固网电话网络等, 传输至所述的处理单元 4 ; 在实际应用中, 所述的通讯装置 可包含一卫星讯号感测系统, 用以将所述的警示讯号通过一卫星, 如一海事卫 星 (maritime satellite)传输至所述的处理单元 4。 所述的处理单元 4可内建接收装 置接收来自远方地震监测站内的震波感测系统 5 所发射 (或传送)出来的地震波 讯号。 所述的地震波讯号是由地震监测站所设的震波 感测系统 5 在感测到地震 波到达瞬间, 由震波感测系统 5同步启动所述的发射 (或传送)装置, 所述的震波 感测系统 5可将地震波自动转换成一地震波讯号而发射 (或传送)出去, 而处理单 元 4在接收到讯号后, 随即启动免震建筑所预设的油压承载系统 3 , 在地震波尚 未到达前, 预先为建筑物启动免震防护机制, 以确保建筑物的安全。
所述的处理单元 4的震波感测器 41是属于一种备用系统, 所述的震波感测 器 41是指如果前述震波感测系统 5因故损坏失灵, 无法启动, 则可在地震波到 达第一时间, 通过处理单元 4内部所预设的震波感测器 41同步传送一地震波讯 号给油压承载系统 3, 同时命令油压承载系统 3启动以消除建筑物的负载, 使建 筑物得以避免受到随后而来的震波袭击, 以保障建筑物的安全, 如图 2 与图 4 所示。 依据上述建筑物免震避震系统, 本发明亦由处理单元 4 启动油压承载系 统 3, 亦即是指将承载建筑物的油压承载系统 3(不管是全部承载或部分承载)以 及建筑物周边平常作稳固支撑用的油压承载系 统 3 全部释放掉压力, 而由预先 所设计安置的免震建筑结构承载建筑物全部重 量, 使其恢复可作水平运动相对 位移状态。
处理单元 4 进而包括一选择设定装置, 所述的选择设定装置附属于震波感 测器 41或处理单元 4 , 所述的选择设定装置配合一电脑软件而可视实 际需要, 各别将建筑物设定在发生某种程度的地震, 处理单元 4 才会自动启动所述的建 筑物的免震机制。 又, 所述的建筑物在象限单位内设置感测器 7以提供侧倾角参数 (或水平变 化)给处理单元 4做侧倾感测判断及控制, 当建筑物的工作象限有走向与倾斜, 所述的感测器 7将收集的侧倾角参数提供给处理单元 4判读运算, 处理单元 4 将工作象限的侧倾角参数换算成油压承载系统 3 的阻尼系数, 并使油压承载系 5 统 3 以对应的阻尼力来调控分配建筑物的平衡, 又所述的处理单元 4根据工作 象限的走向与倾斜的状况自动判断油压承载系 统 3对应的阻尼力的优先顺序。
所述的油压承载系统 3是垂直设置于第三承载构件 3 1上, 所述的油压承载 系统 3平常供撑起固定建筑物, 当地震发生时, 上述处理单元 4依据工作象限 的侧倾角参数控制油压承载系统 3 的阻尼系数, 驱使油压承载系统 3 以对应的 0 阻尼力来调控分配建筑物平衡不倾斜。 又, 建筑物周边或侧边设有数具水平方 向设置的油压承载系统 3 辅助支撑, 如此则能使建筑物不受强风吹袭的影响而 产生摇晃, 当地震发生时周边或侧边的油压承载系统 3 亦可达成上述分配建筑 物平衡的优点。
因此, 上述即为本发明所提供一较佳实施例的建筑物 免震避震系统的各部
5 构件及其组装方式介绍, 接着再将本发明的使用方式及特点介绍如下:
首先, 并请参阅图 1与图 3 , 建筑物底部及周边平时由吸震系统 1与油压承 载系统 3撑起固定于一定位置下, 使吸振元件 12不会因为长期承受建筑物重压 造成吸震系统 1的吸振元件 12弹性疲乏及材料疲劳老化, 并能延长元件使用寿 命。 再如图 9所示, 所述的油压承载系统 3是与多层滑动系统 2间隔排列, 其0 用以负载建筑物或消除建筑物的负载。 由于建筑物在垂直方向与水平方向的油 压承载系统 3 的承载支撑下, 亦可对抗风压, 能使建筑物不因强风吹袭而摇摆 晃动。 当需要保养及替换元件 (如吸振元件 12的弹性体)油压承载系统 3可撑起 建筑物, 不必另求其他起重工具设备即可进行。 建筑物与油压承载系统 3 之间 设有若干的第一承载构件 1 1, 所述的第一承载构件 1 1除了能支撑建筑物外, 第
:5 —承载构件 1 1也避免油压承载系统 3因分配阻尼力而伤害建筑物底部, 致使建 筑物有损害的情况发生, 并且第一承载构件 1 1 上设有吸振元件 12 , 吸振元件 12吸收地震对建筑物所施加的垂直振动动能, 免建筑物因为地震而造成损害, 使所述的建筑物更能有效地减少建筑物上下振 动及水平振动。又油压承载系统 3 分配阻尼力时所产生微小的振动, 也能通过吸振元件 12将振动吸收延长油压承
10 载系统 3的寿命。
请参阅图 2、 图 4以及图 12 , 当发生地震时, 所述的与感测器 7连接的处 理单元 4系电连接油压承载系统 3, 用以接收地震波讯号以启动油压承载系统 3 消除负载, 即是指将承载建筑物垂直方向与水平方向的油 压承载系统 3 释放压 力緩速下降至一位置, 让预先所设计安置的免震避震系统承载建筑物 全部重量, 使其恢复可作水平运动相对位移状态。 同时, 设置于建筑物内部用于感测建筑
5 物侧倾角参数的感测器 7 即对建筑物工作象限的走向及倾斜产生出侧倾 角参数 提供给处理单元 4进行侧倾感测判断及控制。
请参阅图 13至图 15所示的工作象限的 A象限产生倾斜的情形, 感测器 Ί 即对 A 象限垂直及水平方向的倾斜程度产生出侧倾角 参数传输给处理单元 4 , 所述的处理单元 4就会依据感测器 7所提供的侧倾角参数调整 A象限上油压承
0 载系统 3的阻尼系数, 并且油压承载系统 3就以对应的阻尼力来调控分配建筑 物平衡, 使建筑物不会有倾斜损坏的情况发生。 值得一提的是所述的油压承载 系统 3 的阻尼力是以多频次逐渐递增或递减的方式进 行调整, 其最后传导到建 筑物的动能微乎其微。
再者, 如图 16所示, 本发明处理单元 4接收到工作象限发生侧倾及走向的
.5 侧倾角参数时, 所述的处理单元 4 自动判断是要驱动垂直方向油压承载系统 3、 水平方向油压承载系统 3、 或者是垂直及水平方向的油压承载系统 3同时动作, 如此一来工作象限垂直方向、 水平方向或者垂直及水平方向发生侧倾及走向 时, 皆能动作油压承载系统 3平衡建筑物; 简单来说, 若 A象限在垂直方向产生走 向及倾斜, 处理单元 4即依据感测器 7所传送的侧倾角参数自动判断驱动 A象
!0 限垂直方向的油压承载系统 3调整阻尼力; 若 A象限上在水平方向产生走向及 倾斜, 则如同上述驱动 A象限水平方向的油压承载系统 3的阻尼力; 或者是 A 象限上同时产生垂直及水平方向侧倾及走向时 , 则 A象限垂直及水平方向的油 压承载系统 3 同时动作调整阻尼力, 如此一来, 建筑物随时皆能保持垂直状态 而不会有产生倾斜的情形发生。
15 另外, 当地震发生而产生水平振动时, 所述的多层堆叠结构 23上的滑动块
22依受力方向往复摆动, 使每片碟状滑片 23 1 间, 碟状滑片 23 1与其所承载的 承载基座 24间产生相对滑动, 消除地震所产生的水平应力, 且碟状滑片 23 1边 缘处具有一凸缘 233, 使碟状滑片 23 1不会因摇摆力量造成碟状滑片 23 1脱落, 并且吸震系统 1 会緩冲吸收上下振动及水平微量振动, 而使建筑物受到可靠的
!0 安全保护。
又所述的多层堆叠结构 23的每片碟状滑片 23 1分布有适当数量的长条形或 长椭圓形及若干大小不一的孔洞 232 ,其每相邻的碟状滑片 231的长条形或长椭 圓形全部互呈纵横交错状态,如此设计可使涂 抹或储存于所述的多层滑动系统 2 的油脂 (如黄油)或润滑油剂, 在地震发生水平震动, 而使其每片碟状滑片 23 1产 生相对位移互相来回往复滑动时, 上述的油脂或润滑油剂容易互相渗透、 涂抹
5 及滋润整个多层滑动系统 2 , 使每个组成的滑动元件: 如滑动块 22、 碟状滑片 231及承载基座 24全部可得到充分的润滑, 而使每个多层滑动系统 2间(即滑动 块 22与碟状滑片 23 1 间、 每片碟状滑片 23 1、 磔状滑片 231及承载基座 24间) 的滑动摩擦系数大幅降低; 而在地震发生水平震动时, 其动能将通过上述层层 低摩擦力滑动元件之间传送, 而可作几何级数的逐层衰减, 最后再经上面第一
0 承载构件 1 1 所设置的吸振元件 12吸收, 其最后所能传送到建筑物的震动能量 将微乎其微, 使建筑物几乎可达到免震状态。 另外所述的碟状滑片 231 可将地 震的水平运动动能转换成建筑物的垂直位能, 而使建筑物在地震过后, 仍能回 到原来最低最稳定的位置。
请参阅图 17为本发明建筑物免震避震系统的油压承载结 另一实施例, 所
5 述的油压承载系统 3进而包括一第二油压单元 32,所述的第二油压单元 32系设 置于第二承载构件 21上, 而油压承载系统 3 系设置于第三承载构件 31上, 当 地震发生时, 处理单元 4启动油压承载系统 3与第二油压单元 32 , 同时, 使所 述的多层堆叠结构 23上的滑动块 22依水平振动往复摆动; 进而进行侧倾感测 判断及控制油压承载系统 3与第二油压单元 32对应的阻尼力的优先顺序, 并以
:0 分段处理(Stage treatment)的方式控制阻尼力的优先顺序, 当地震所产生的摇晃 通过第二油压单元 32以分段处理的方式逐渐调整适当阻尼力即可 除地震波所 产生微小侧倾角。
或者结合用于承载建筑物的油压承载系统 3以及第一承载构件 1 1之间的第 二油压单元 32;而所述的油压承载系统 3以及第二油压单元 32的功能如同上述;
:5 ^地震发生时油压承载系统 3 支撑住建筑物不会倾倒外, 所述的第二油压单元 32则以分段处理的方式调整阻尼值, 如此, 通过上述第一承载构件 1 1之间第二 油压单元 32及油压承载系统 3间分配阻尼值使建筑物更能有效地减少建筑 上 下振动及水平振动达到避震的效果。 并且多层滑动系统 2 间的每一滑动接触面 皆涂有、镀有或贴有耐磨易滑的材质(即滑动 块 22与碟状滑片 23 1间、每片碟状
0 滑片 231、碟状滑片 231及承载基座 24间)而可使所述的多层滑动系统 2的滑动 摩擦系数大幅降低; 而在地震发生水平震动时, 其动能将通过上述层层低摩擦 力滑动元件之间传送, 而可作几何级数的逐层衰减, 最后再经上面第一承载构 件 1 1所设置的吸震装置吸收,其最后所能传送到 筑物的震动能量将微乎其微, 使建筑物几乎可达到免震状态。 另外所述的碟状滑片 231 可将地震的水平运动 动能转换成建筑物的垂直位能, 而使建筑物在地震过后, 仍能回到原来最低最 5 稳定的位置。
图 18为本发明再一实施例, 油压承载系统 3因处理单元 4软件的切换而转 换成消除垂直震动应力的避震机制。 图 19则为图 18实施例辅以吸震元件 12用 以吸收消除地震垂直震动的另一实施例。
本发明所提供的建筑物免震避震系统, 与其他现有技术相互比较时, 更具 0 有下列的优点:
1 .由于建筑物平时由油压承载系统 3撑起固定, 在保养时, 不必另求其他起 重工具设备即可进行。
2.吸振元件 12吸收垂直振动动能,更能够有效减少建筑物 直及水平振动, 同时也延长了油压承载系统 3寿命。
5 3.感测器 7配合处理单元 4的运用无论是垂直、水平方向的地震波都能 确 实掌握, 并调整油压承载系统 3的阻尼系数达到避震的功效。
4.通过本发明建筑物免震避震系统让建筑物能 持平衡不倾倒保障人们的 生命财产外, 油压承载系统 3 以多频次逐渐递增或递减调整阻尼力, 其最后传 导到建筑物的动能微乎其微。
:0 5.多层滑动系统 2的设计,其动能将通过上述层层低摩擦力滑 元件之间传 送, 而可作几何级数的逐层衰减, 最后再经上面第一承载构件 1 1所设置的吸振 元件 12吸收, 其最后所能传送到建筑物的震动能量将微乎其 微, 使建筑物几乎 可达到免震状态。
6.第一承载构件 1 1之间设有第二油压单元 32以分段处理(Stage treatment) :5 的方式控制阻尼力的优先顺序, 当地震所产生的摇晃通过第二油压单元 32以分 段处理的方式多频次逐渐调整适当阻尼力即可 消除地震波所产生微小侧倾角, 并且当第二油压单元 32损坏时也易于维修更换。
7.结合震波感测系统 5以通讯装置传送一讯号给处理单元 4 , 所述的处理单 元 4即启动油压承载系统 3 消除建筑物的负载, 启动避震机制充分发挥其所应
;0 有的避震功能, 以确保建筑物的安全。
以上说明对本发明而言只是说明性的, 而非限制性的, 本领域普通技术人 员理解, 在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范 围的情况下, 可做出许 多修改, 变化, 或等效, 但都将落入本发明的保护范围内。
