[发明专利]在地震期间消减楼层惯性水平力的反向消减设备及方法

权利要求书

1.一种在地震期间消减楼层惯性水平力的反向消减设备，其特征在于，所述反向消减设备包括：

感测装置，所述感测装置采集地震频谱信息；

控制器，所述控制器配置为从所述感测装置接收所述地震频谱信息，根据所述地震频谱信息和预先存储的关于所述建筑结构的结构动力参数计算出地震将作用在所述建筑结构的各个楼层对应的各个水平楼板或钢梁处的楼层惯性水平力的大小、方向和作用时间，并基于所述楼层惯性水平力的大小和方向以及预设的消减目标计算出所述各个水平楼板或钢梁处的消减力的大小和方向；

引导作动器，所述引导作动器以与地壳同步运动的方式固定至大地；以及

跟随作动器，所述跟随作动器固定至所述各个水平楼板或钢梁处，

其中，所述控制器进一步配置为发送指令给所述引导作动器和所述跟随作动器并控制所述引导作动器和所述跟随作动器于所述作用时间在所述各个水平楼板或钢梁处施加与所述楼层惯性水平力反向的所述消减力。

2.根据权利要求1所述的反向消减设备，其特征在于，所述控制器根据所述消减力的大小和方向计算出需要输入所述导引作动器和所述跟随作动器的电流并且发送所述指令以控制所述电流输入至所述导引作动器和所述跟随作动器，所述导引作动器和所述跟随作动器配置为根据所输入的电流产生用于形成所述消减力的电磁力。

3.根据权利要求2所述的反向消减设备，其特征在于，所述引导作动器固定至地面或者预埋在所述地面下方，并且所述感测装置以与地壳同步运动的方式固定至地面或者预埋在所述地面下方。

4.根据权利要求2所述的反向消减设备，其特征在于，所述建筑结构包括地下室，所述引导作动器固定至所述地下室的地板或者预埋在所述地下室的地板中，所述感测装置以与地壳同步运动的方式固定至所述地下室的地板或者预埋在所述地下室的地板中。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的反向消减设备，其特征在于，所述消减力不大于所述楼层惯性水平力。

6.根据权利要求5所述的反向消减设备，其特征在于，所述控制器设置有存储器，所述结构动力参数和所述预设的消减目标预先存储在所述存储器中。

7.根据权利要求6所述的反向消减设备，其特征在于，所述跟随作动器预埋在所述建筑结构的各个楼层的水平楼板中。

8.根据权利要求7所述的反向消减设备，其特征在于，所述各个水平楼板或钢梁处均设置有一组所述跟随作动器，一组所述跟随作动器沿水平方向均匀间隔设置。

9.根据权利要求8所述的反向消减设备，其特征在于，所述地震频谱信息包括三向地震加速度、速度或位移随时间的变化关系，所述结构动力参数包括所述建筑结构的质量分布、结构前n阶振型和对应的频率。

10.一种利用根据权利要求1至9中任一项所述的在地震期间消减楼层惯性水平力的反向消减设备进行的反向消减方法，其特征在于，所述方法包括：

利用所述感测装置采集地震频谱信息；

所述控制器从所述感测装置接收所述地震频谱信息，根据所述地震频谱信息和预先存储在所述反向消减设备中的关于所述建筑结构的结构动力参数计算出地震将作用在所述建筑结构的各个楼层对应的各个水平楼板或钢梁处的楼层惯性水平力的大小、方向和作用时间，并基于所述楼层惯性水平力的大小和方向以及预设的消减目标计算出所述各个水平楼板或钢梁处的消减力的大小和方向；

所述控制器将所述指令发送给所述引导作动器和所述跟随作动器并且控制所述引导作动器和所述跟随作动器于所述作用时间在所述各个水平楼板或钢梁处施加与所述楼层惯性水平力反向的消减力。