[发明专利]一种屋面隔热板改装的绿色TMD多维减震装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种屋面隔热板改装的绿色TMD多维减震装置，该装置在保证建筑结构屋面有效隔热的前提下，结合绿色环保建筑的宗旨，实现了建筑结构的多维减隔震目标。

背景技术

地震是能量巨大且严重危害人类的自然灾害之一，给人类造成了非常惨重的生命财产损失。据统计，地球上平均每年发生震级为8级以上、震中烈度11度以上的毁灭性地震2次；震级为7级以上、震中烈度在9度以上的大地震不下20次；震级在2.5级以上的有感地震在15万次以上。在频繁的地震灾害作用下，房屋或类似建筑结构需要在满足使用功能要求的同时，也保持足够承载力。

现代振动控制理论对减震技术的研究主要针对水平地震作用，然而大量地震记录表明，竖向地震峰值加速度与水平地震加速度比值为1/2～2/3，因此建筑结构竖向地震作用也需重点关注。建筑结构的多维减隔震成为了学术界与工程界的一个热点与难题。

调谐质量阻尼器（Toned Mass Damper，简称TMD）是国内外研究较早的一种振动控制方式，且在研究与应用中均取得了有效的成果。其原理在于：当主结构受激振动时，子结构将产生一个与主结构振动方向相反的惯性力，使得主结构动力响应衰减而达到减震控制的目标。由于TMD构造简单、经济、减震效果较好，目前已被广泛应用于工程结构的振动控制中。

随着资源节约与环境保护的国家发展战略政策的执行，绿色环保理念势必会成为土木结构设计的热点和潮流。绿色土木结构可提高城市绿化覆盖率，减轻城市污染，使人类生活更加亲近自然。两千多年前的古巴比伦空中花园是现代屋顶植被种植的雏形。近几十年，美国、日本等国家也开展了屋顶植被的种植与研究工作，并逐渐得到较为广泛的应用。2005年，我国武汉理工大学提出在高层建筑屋顶建造花园并与调谐质量阻尼器（TMD）系统结合实现高层建筑的消能减震，然而其未体现利用已有设备或设施实现建筑结构消能减震的思想。

发明内容

发明目的：为了改善建筑结构的减震能力，本发明提供了一种屋面隔热板改装的绿色TMD多维减震装置，实现建筑结构的多维减震效果。

发明内容：一种屋面隔热板改装的绿色TMD多维减震装置，它包括屋面隔热板、水生植物、纵向弹簧单元、纵向阻尼器单元、限位装置、混凝土楼盖、混凝土挡墙、横向弹簧单元、横向阻尼器单元；其中，种植有水生植物的屋面隔热板竖向通过纵向弹簧单元、纵向阻尼器单元与混凝土楼盖连接，边缘屋面隔热板水平向通过横向弹簧单元、横向阻尼器单元与混凝土挡墙连接，相邻的屋面隔热板之间水平向通过限位装置连接。

其中，所述的限位装置包括第一半结构和第二半结构，两个半结构均具有一板状的主体，主体的相对两端分别形成第一端和第二端；第一半结构的主体中部具有缺口，第二半结构的主体稍窄于第一半结构主体中部的缺口、并从第一半结构的缺口中穿过；两个主体的中部销轴连接，并且两个主体可以相互绕转；两个半结构的第一端分别形成钩持结构，用以固定在一屋面隔热板上；两个半结构的第二端分别设有螺孔，通过高强螺栓固定在另一屋面隔热板上，从而实现两个隔热板的互连。

其中，为了使限位装置能在互连中提供足够的弹性和回复力，在第一半结构和第二半结构的第一端之间还设有限位弹簧，第一半结构和第二半结构的第二端之间也对称地设置有限位弹簧；或者在第一半结构和第二半结构的销轴上设置扭簧。

其中，屋面隔热板为设有凹槽的混凝土预制板，凹槽内种植有水生植物。

有益效果：综上所述，本发明中结合水生植物可提高屋面隔热板的隔热性能，该减震系统利用屋面隔热板、弹簧单元与阻尼器单元在水平向与竖向均形成了TMD减震系统，利用建筑结构原有的附属设施达到了减弱地震作用的效果，可实现建筑结构多维减震的目标，在建筑业的装配整体式结构具有广泛的应用前景与实用价值。本发明的限位装置可以保证屋面隔热板在正常使用时的平面内具有足够的刚度，且在地震作用下不会发生碰撞，可使所有相邻屋面板协同工作。

附图说明

图1是本发明一实施例的结构剖面图；

图2是图1实施例在边缘屋面隔热板的大样图；

图3是图1实施例中限位装置的结构示意图；

图4是图3中限位装置的第一半结构的侧视图；

图5是图3中限位装置的第一半结构的主视图；

图6是图3中限位装置的第一半结构的后视图；

图7是图3中限位装置的第二半结构的侧视图；

图8是图3中限位装置的第二半结构的主视图；

图9是图3中限位装置的第二半结构的后视图；