本發明涉及建筑減震，具體為一種基于電生磁原理的建筑隔震裝置及方法。

背景技術：

1、建筑物在地震時主要是受地震橫波破壞較為嚴重，但在現有的結構設計中，多數采用結構抵抗地震力的原理來抵消地震作用力，此類結構設計一方面需結構本身具有較大的剛度(增大剛度最常用的方法就是增加抗側構件，抗側構件多數是剪力墻及筒體結構，該構件自重較大)；另一方面需減少建筑物自重來達到減輕地震作用力的目的，這是結構設計中常見的矛盾所在。同時，建筑物在地震過程中時常受到建筑物與地震作用力產生共振，增大了建筑物受地震破壞力。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種基于電生磁原理的建筑隔震裝置及方法，通過將建筑物分段構造，并在連接處設置磁引力層，在一定程度上解決需減少建筑物自重減輕地震作用力與需增加較重的抗側構件增大結構剛度抵抗水平地震作用之間的矛盾，同時解決建筑物共振及建筑物的“鞭梢效應”給建筑物帶來的地震破壞問題，解決了上述背景技術中提出的問題。

2、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

3、一種基于電生磁原理的建筑隔震裝置，包括位于底部的a段建筑物和上部的b段建筑物，所述a段建筑物和b段建筑物之間設置磁引力層，磁引力層包括第一磁力層和第二磁力層，第一磁力層設置于a段建筑物的頂部，第二磁力層設置于b段建筑物的底部，第一磁力層和第二磁力層中設置有電生磁裝置；

4、b段建筑物的底部設置有至少四個滑動支座，a段建筑物頂部設置有與滑動支座相配合的連接槽，滑動支座對應穿入連接槽中，在每個連接槽中至少水平設置8個阻尼器，阻尼器環繞設置在滑動支座的四周，阻尼器的一端安裝于連接槽的側壁，另一端安裝于滑動支座的側壁上；

5、b段建筑物的上部設置有鋼結構連接層，鋼結構連接層的外緣部與地面之間斜向架設鋼結構支撐。

6、優選的，所述電生磁裝置包括交流電源、橋式整流器、電容、繞線線圈a和繞線線圈b，繞線線圈a和繞線線圈b分別設置在第一磁力層和第二磁力層的內部，交流電源、橋式整流器、電容、繞線線圈a和繞線線圈b形成一個電流回路。

7、優選的，所述電生磁裝置與控制單元相配合。

8、優選的，所述a段建筑物采用剪力墻結構或筒體結構，b段建筑物采用鋼結構。

9、優選的，在所述b段建筑物的底部設置轉換層。

10、一種基于電生磁原理的建筑隔震方法，基于一種基于電生磁原理的建筑隔震裝置實現，包括以下步驟：

11、步驟一、在地震預警在地震預警系統檢測到即將來臨的地震活動時，啟動控制單元；

12、步驟二、確保交流電源穩定供應，并逐步激活橋式整流器，將交流電轉換為直流電；

13、步驟三、監控和管理電容的充電過程，并精確調節供給繞線線圈a和繞線線圈b的電流，使第一磁力層和第二磁力層之間產生磁引力，使地震發生時b段建筑物通過磁引力進行適當的移動，從而吸收和消散地震能量，b段建筑物移動時通過阻尼器消耗因位移產生的能量；

14、步驟四、根據a段建筑物和b段建筑物之間的相對位移動態調整磁場強度；

15、步驟五、當地震活動減弱時，逐漸減少磁場強度直到關閉狀態，并執行最終的安全斷電檢查。

16、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

17、1、本發明通過將高層建筑在水平方向上分為兩段，并使用較輕的鋼結構作為b段建筑物的主要結構,通過電生磁裝置產生的磁引力連接上下兩部分，使得a段建筑物可以采用簡單的剪力墻或筒體結構，而b段建筑物則利用鋼結構減輕自重，減少了建筑物整體的自重，從而降低了地震作用力的影響，a段建筑物重心降低，減少了所受地震作用力，b段建筑物下方有來自a段建筑物的電磁引力，能夠抵消部分地震作用力，實現減震目的。

18、2、本發明通過在a段建筑物和b段建筑物之間設置電生磁裝置，在地震來臨之前激活該裝置，使兩段建筑產生一定的磁引力，這種設計可以在地震過程中模擬阻尼器的作用，避免建筑物與地震波發生共振，對于“鞭梢效應”的緩解也有積極作用，即上部結構不會因為過度晃動而加劇破壞。

19、3、本發明通過設置第一磁力層31和第二磁力層32使其間產生磁引力，使地震發生時b段建筑物通過磁引力進行適當的移動，從而吸收和消散地震能量，在b段建筑物移動時通過阻尼器消耗因位移產生的能量，通過滑動支座和阻尼器的配合使用，能夠有效地降低建筑物在地震過程中的共振效應，進一步增強了抗震性能。

技術特征：

1.一種基于電生磁原理的建筑隔震裝置，包括位于底部的a段建筑物(1)和上部的b段建筑物(2)，其特征在于，所述a段建筑物(1)和b段建筑物(2)之間設置磁引力層(3)，磁引力層(3)包括第一磁力層(31)和第二磁力層(32)，第一磁力層(31)設置于a段建筑物(1)的頂部，第二磁力層(32)設置于b段建筑物(2)的底部，第一磁力層(31)和第二磁力層(32)中設置有電生磁裝置；

2.根據權利要求1所述的一種基于電生磁原理的建筑隔震裝置，其特征在于，所述電生磁裝置包括交流電源(9)、橋式整流器(10)、電容(11)、繞線線圈a(12)和繞線線圈b(13)，繞線線圈a(12)和繞線線圈b(13)分別設置在第一磁力層(31)和第二磁力層(32)的內部，交流電源(9)、橋式整流器(10)、電容(11)、繞線線圈a(12)和繞線線圈b(13)形成一個電流回路。

3.根據權利要求2所述的一種基于電生磁原理的建筑隔震裝置，其特征在于，所述電生磁裝置與控制單元相配合。

4.根據權利要求3所述的一種基于電生磁原理的建筑隔震裝置，其特征在于，所述a段建筑物(1)采用剪力墻結構或筒體結構，b段建筑物(2)采用鋼結構。

5.根據權利要求4所述的一種基于電生磁原理的建筑隔震裝置，其特征在于，在所述b段建筑物(2)的底部設置轉換層。

6.一種基于電生磁原理的建筑隔震方法，基于權利要求1-5任一項所述的一種基于電生磁原理的建筑隔震裝置實現，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發明公開了一種基于電生磁原理的建筑隔震裝置及方法，屬于建筑減震技術領域。本發明的一種基于電生磁原理的建筑隔震裝置，將一棟高層建筑在水平方向上分為至少兩段，包括位于底部的A段建筑物和上部的B段建筑物，在A段建筑物和B段建筑物之間設置磁引力層，磁引力層產生磁引力，使地震發生時B段建筑物通過磁引力進行適當的移動，從而吸收和消散地震能量。本發明解決了現有技術中減少建筑物自重與增加較重的抗側構件的矛盾、減少建筑物共振的問題。本發明通過將建筑物分段構造，并在連接處設置磁引力層，在一定程度上解決需減少建筑物自重減輕地震作用力與需增加較重的抗側構件增大結構剛度抵抗水平地震作用之間的矛盾。

技術研發人員：王圳,琚金建,楊小三,高偉剛
受保護的技術使用者：中國十七冶集團有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28