磁悬浮在工程结构防振领域中的技术应用.pdf

本发明涉及建筑物，尤其是属于一种磁悬浮在工程结构防振领域中的技术应用。本发明所采取的技术方案是：它是由在工程结构内制有若干个子结构，在子结构的底层制有电磁体，电磁体的下方制有对应的结构电磁体，电磁体和结构电磁体在通电后的电磁极性相同，并且电磁体和结构电磁体与带有地震信号接收装置的电磁控制装置相连所组成。本发明的有益效果在于：本发明运用磁悬浮技术的工程结构由于完全隔绝了地震影响，因此，地震作用计算的种种假定，地震和结构的相互影响等难题都不复存在，无论地震的大小、地震的特性等均不受影响。

1.  一种磁悬浮在工程结构防振领域中的技术应用，其特征在于：它是由在工程结构(5)内制有若干个子结构(1)，在子结构(1)的底层(2)制有电磁体(3)，电磁体(3)的下方制有对应的结构电磁体(4)，电磁体(3)和结构电磁体(4)在通电后的电磁极性相同；并且电磁体(3)和结构电磁体(4)与带有地震信号接收装置(9)的电磁控制装置(10)相连所组成。

2.  根据权利要求1所述的磁悬浮在工程结构防振领域中的技术应用，其特征在于：所述的子结构(1)是指独立的结构体或设备；其数量为1个、2个、3个或3个以上。

3.  根据权利要求1所述的磁悬浮在工程结构防振领域中的技术应用，其特征在于：所述的电磁体(3)和结构电磁体(4)是指常导电磁体或超导电磁体。

4.  根据权利要求1所述的磁悬浮在工程结构防振领域中的技术应用，其特征在于：所述的底层(2)是指子结构(1)的全部底盘(21)。

5.  根据权利要求1所述的磁悬浮在工程结构防振领域中的技术应用，其特征在于：所述的底层(2)是指子结构(1)的承重构件底部(22)。

6.  根据权利要求1所述的磁悬浮在工程结构防振领域中的技术应用，其特征在于：所述的工程结构(5)是指单层、多层、高层或超高层建筑，工业建筑，公共建筑，大跨度空间结构，高耸塔架，海洋平台，核电站结构，特种结构或重要设备仪器。

磁悬浮在工程结构防振领域中的技术应用
技术领域
本发明涉及建筑物，尤其是属于一种磁悬浮在工程结构防振领域中的技术应用。
背景技术
在现有技术中对地震的防治多采用加强建筑物的强度或在建筑物的底层安装橡胶等隔震装置的方式来达到防治地震的目的，这些方法虽然在防震减灾中发挥了巨大的作用，但并不能从根本上消除地震对建筑物的影响。而对于高层或超高层建筑，由于建筑物自身特性，地震时更容易产生过大变形及加速度，造成工程结构、内部设施的破坏和人员伤亡。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磁悬浮在工程结构防振领域中的技术应用，使得人们可以完全隔绝地震的威胁，达到防治地震的目的。
本发明所采取的技术方案是：它是由在工程结构内制有若干个子结构，在子结构的底层制有电磁体，电磁体的下方制有对应的结构电磁体，电磁体和结构电磁体在通电后的电磁极性相同，并且电磁体和结构电磁体与带有地震信号接收装置的电磁控制装置相连所组成。
本发明的有益效果在于：1、由于磁悬浮技术具有不存在机械接触的特点因此它可以保证做到(1)完全无磨损、无污染，可长期使用；(2)完全无机械摩擦，功耗小、噪声低、效率高，不需润滑和密封；(3)电磁力、刚度、阻尼可控可调，可保证工程结构处于平衡状态，不会发生振动，且便于振动的主动控制；(4)悬浮体的全部运动特性可由位置传感器获得，便于实现运行状态诊断和监测。2、本发明运用磁悬浮技术的工程结构由于完全隔绝了地震影响，因此，地震作用计算的种种假定，地震和结构的相互影响等难题都不复存在，无论地震的大小、地震的特性等均不受影响。3、由于本发明的方案不受地震的影响，因此，建筑物造型不再受现有规则性的束缚，人们可以按照设想创造出各种建筑结构体。4、本发明可以很方便的进行检验和换修，可以杜绝其它抗(减)隔震技术在工程实施中一些可能的伪劣所造成的重大事故的发生。5、本发明和TMD技术综合运用可以完全解决高层、超高层建筑的抗震、抗风等建筑难题。
附图说明
图1为本发明的原理图
图2为工程结构的俯视示意图
其中：1、子结构 2、底层 21、全部底盘 22、承重构件底部 3、电磁体4、结构电磁体 5、工程结构 6、承重柱体 7、地面 8、电梯管道井9、地震信号接收装置 10、电磁控制装置 11、导线
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明
如图1、图2所示，本发明是由在工程结构5内制有若干个子结构1，在子结构1的底层2制有电磁体3，电磁体3的下方制有对应的结构电磁体4，电磁体3和结构电磁体4在通电后的电磁极性相同，并且电磁体3和结构电磁体4与带有地震信号接收装置9的电磁控制装置10相连所组成。
本发明中所述的子结构1是指独立的结构体 或设备；其数量为1个、2个、3个或3个以上。
本发明中所述的电磁体3和结构电磁体4是指常导电磁体或超导电磁体。
本发明中所述的底层2是指子结构1的全部底盘21或承重构件底部22。
本发明中所述的工程结构5是指单层、多层、高层或超高层建筑，工业建筑，公共建筑，大跨度空间结构，高耸塔架，海洋平台，核电站结构，特种结构或重要设备仪器。
以下对本发明的设想和前景作一描述，该描述有助于对本发明进行全面的了解。
磁悬浮在工程结构防振领域中的技术应用设想：
在一般的单层、多层房屋等工程结构5的底部设置电磁体3，电磁体3的下方工程结构5的基础上制有对应的结构电磁体4，在没有地震发生的日常情况下，制有电磁体3的上部结构搁置在结构电磁体4上，当地震发生时，上部结构接收到预警信号，即时启动电磁控制装置10，给电磁体3和结构电磁体4输入电流，电磁体3和结构电磁体4之间产生排斥力，上部结构随即升起，离开地面，不再受地表振动的影响，数十秒地震动结束后，缓缓减小电流，上部结构也缓缓回到原位，由此彻底消除了地震对上部结构的不利作用。
对于高层和超高层建筑工程结构5，首先应满足工程结构5的抗风需要，为此，采用设计成主、子结构体系的巨型结构等，结合现有消能减震和TMD技术等进行抗风设计。在工程结构5内部，每一个子结构1均采用磁悬浮免震设计方法，即，在每一个子结构1的底层2设置电磁体3，在主结构的水平构件上设置对应的结构电磁体4，在地震来临，工程结构5收到信号时，启动电磁控制装置10，电磁体3和结构电磁体4之间通电后产生排斥力，子结构1随即升起，离开主结构，不再受主结构振动的影响。按传统抗震方法设计的主结构，其竖向构件(如剪力墙)内可设置电梯、楼梯、通风井等，因地震时子结构1悬浮，该部分质量不产生水平力，从而工程结构5主体所受的地震力大为减小，主结构也将比传统抗震设计更经济更安全。总之，对于高层或超高层建筑，建议工程结构设计采用主、子结构体系，利用减(隔)震技术进行抗风设计，利用传统抗震技术进行主结构抗震设计，利用磁悬浮技术进行子结构1设计，充分发挥各种技术优点，保证子结构1免震，保证子结构1安全和内部设施的安全。
随着科技的进步，在能耗低、体积小、电流大、电磁力大大提高的超导材料技术获得突破后，上述高层和超高层建筑可象一般房屋的磁悬浮免震设计方法一样，通过结构底部超导电磁体和基础间超导电磁体相互作用而实现整体悬浮，从而彻底实现免震。在对整体结构抗风计算满足，即风载下整体结构免倾覆时，也可以此法实现免风振。
磁悬浮在工程结构防振领域中的技术应用前景：
磁悬浮技术特别是振动的主动控制技术发展到今天，已成为集控制、电磁振动等科学于一身的科学技术高度密集型机电一体化智能型技术，有着广泛的应用范围和发展前景，磁悬浮技术在工程结构防振领域中的应用是磁悬浮技术在土木工程领域中突破性运用，可涵盖包括一般房屋建筑、多层、高层和超高层建筑、工业建筑、公共建筑、大跨度空间结构、高耸塔架、海洋平台、核电站结构及各种重要结构或特种结构、重要设备仪器等几乎一切工程。随着能使电磁力大大提高的超导材料的突破性进展，必将给磁悬浮技术带来更大的发展。