(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210632360.8 (22)申请日 2022.06.07 (71)申请人 中国航空规划设计 研究总院有限公 司 地址 100120 北京市西城区德外大街12号 (72)发明人 葛家琪　刘金泰　马伯涛　朱鸿钧　 刘鑫刚　刘邦宁　 (74)专利代理 机构 北京中建联合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11004 专利代理师 李萌萌 (51)Int.Cl. E04G 23/02(2006.01) E04B 1/98(2006.01) E04H 9/02(2006.01) E04H 9/14(2006.01)G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 古建筑辅助稳定装置及其惯性 阻尼器确定 方法 (57)摘要 本发明涉及古建筑保护技术领域， 特别是涉 及古建筑辅助稳定装置包括下方固定在建筑基 础部分的支座， 以及上方固定在建筑横梁上的刚 性横杆， 横杆的左右两端铰接侧杆， 侧杆的底部 铰接在支座上， 支座、 横杆和两个侧杆围成平行 四边形机构； 平行四边形机构相对的两个铰接点 之间设置阻尼装置， 阻尼装置包括运动放大机构 和惯性阻尼器； 当横杆相对与底座运动时， 平行 四边形结构相对的两个铰接点距离发生变化， 运 动放大机构增大两铰接点运动量并带动惯性阻 尼器运动。 本发 明针对木结构古建筑变形吸能的 结构特点和分散受力的受力特点， 针对的设计了 一种能够变形以及提供阻尼作用的辅助稳定装 置。 避免刚性支撑结构在破坏 木结构古建筑原有 的受力特点。 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 CN 115110793 A 2022.09.27 CN 115110793 A 1.一种古建筑辅助稳定装置， 其特征在于， 包括下方固定在建筑基础 （6） 部分的支座 （1a） ， 以及上方固定在建筑横梁 （5） 上的刚性横杆 （1b） ， 横杆 （1b） 的左右两端铰接侧杆 （1c） ， 侧杆 （1c） 的底部铰接在支座 （1a） 上， 支座 （1a） 、 横杆 （1b） 和两个侧杆 （1c） 围成平行四 边形机构 （1） ； 平行四边形机构 （1） 对角位置的两个铰接点之间设置阻尼装置 （2） ， 阻尼装置 （2） 包括 运动放大机构 （2a） 和惯性阻尼器 （2b） ； 当横杆 （1b） 相对与底座运动时， 平行四边形结构对 角位置相对的两个铰接点距离发生变化， 运动放大机构 （2a） 增大两铰接点运动量并带动惯 性阻尼器 （2b） 运动。 2.根据权利要求1所述的一种古建筑辅助稳定装置， 其特征在于， 在所述平行四边形结 构上左右对称设置有两组阻尼装置 （2） ， 两组阻尼 装置 （2） 分别 连接平行四边形机构 （1） 的 两组对角位置的铰接点。 3.根据权利要求1所述的一种古建筑辅助稳定装置， 其特征在于， 所述阻尼装置 （2） 还 包括钢索 （2c） ， 钢索 （2c） 的两端分别设置在平行四边形机构 （1） 的两个对角位置相对的铰 接点处； 钢索 （2c） 底部连接在支座 （1a） 的一端， 钢索 （2c） 顶部连接在横杆 （1b） 的另外一端； 横杆 （1b） 上带有滑槽 （1b1）， 钢索 （2c） 的上端连接有与滑槽 （1b1） 滑动配合的滑块 （2d） ， 所述运动放大机构 （2a） 与钢索 （2c） 的上端连接， 由钢索 （2c） 的上端驱动运动放大机 构 （2a） 运动。 4.根据权利要求3所述的一种古建筑辅助稳定装置， 其特征在于， 所述运动放大机构 （2a） 包括驱动端和输出端， 且输出端的运动距离大于驱动端， 运动放大机构 （2 a） 的输出端 连接惯性阻尼器 （2b） ； 所述运动放大机构 （2a） 为费力杠杆或剪叉机构或齿轮组或滑轮组。 5.根据权利要求4所述的一种古建筑辅助稳定装置， 其特征在于， 所述运动放大机构 （2a） 包括第一杠杆 （2a1） 和第二杠杆 （2a2） 两个费力杠杆， 所述第一杠杆 （2a1） 安装在横杆 （1b） 上， 第二杠杆 （2a2） 安装在支座 （1a） 上； 第一杠杆 （2a1） 的动力臂与钢索 （2c） 顶部连接， 第一杠杆 （2a1） 的阻力臂与第二杠杆 （2a2） 的动力臂通过绳索 （2a3） 和滑轮 （2a4） 连接， 第二 杠杆 （2a2） 的阻力臂连接惯性阻尼器 （2b） 。 6.根据权利要求1所述的一种古建筑辅助稳定装置， 其特征在于， 所述运动放大机构 （2a） 上还连接有复位结构 （4） ， 复位结构 （4） 能够在运动放大机构 （2a） 的驱动力解除后让运 动放大机构 （2a） 和惯性阻尼器 （2b） 回到原位。 7.根据权利要求1所述的一种古建筑辅助 稳定装置， 其特征在于， 横杆 （1b） 连接的横梁 （5） 为建筑门框、 窗框顶部的木梁或者建筑结构梁， 横杆 （1b） 上固定连接有若干抱箍 （3） ， 所 述抱箍 （3） 环抱紧横梁 （5） ； 横梁 （5） 与抱箍 （3） 接触部位进行清理去除腐蚀部分， 保持横梁 （5） 与抱箍 （3） 的接触界面平整无局部凸起。 8.根据权利要求1所述的一种古建筑辅助 稳定装置， 其特征在于， 所述横杆 （1b） 与横梁 （5） 的间隙不小于1cm， 横杆 （1b） 的抗弯刚度不小于相连木梁抗弯 刚度的3～5倍， 材料强度 不小于相连木梁材 料强度的7～10倍。 9.根据权利要求1所述的一种古建筑辅助 稳定装置， 其特征在于， 所述惯性阻尼器 （2b） 包括滚珠丝杠、 滚珠螺母、 飞轮以及外壳， 所述外壳安装在支座 （1a） 上， 滚珠螺母通过轴承 转动连接在支座 （1a） 上， 滚珠丝杠配合在滚珠螺母上， 滚珠丝杠的上端连接运送放大结构权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115110793 A 2的输出端， 所述飞轮固定在滚珠螺母； 运动放大机构 （2a） 带动滚珠丝杠 沿自身轴 线抽动， 丝杠螺母将滚珠丝杠的直线运动转 化为转动并带动飞轮运动。 10.一种古建筑辅助稳定装置的惯性阻尼器惯性质量确定方法， 针对权利要求1 ‑9任意 一项所述的古建筑辅助稳定装置以用于确定其惯性阻尼器 （2b） 的最佳惯性质量， 其特征在 于， 包括以下步骤： 步骤一， 测定建筑横梁 （5） 木材的弹性模量、 抗压强度、 泊松比； 步骤二， 测定建筑本身的结构尺寸， 结合平行四边形机构 （1） 的安装位置确定平行四边 形结构的支座 （1a） 、 横杆 （1b） 以及侧杆 （1c） 的大小； 步骤三， 根据步骤一和步骤而的数据建立仿真模型； 步骤四， 对步骤三的仿真模型的横梁 （5） 施加水平的动力载荷， 然后不断改变惯性阻尼 器 （2b） 的惯性质量， 获得不同惯性质量下对用的木柱顶部水平变形响应值， 得到惯性质量 阻尼器中的惯性质量me与木梁顶部水平变形u的me ‑u关系曲线； 步骤五， 取me ‑u关系曲线上的最低限umin所对应的惯性质量值为最佳惯性阻尼器 （2b） 惯性质量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115110793 A 3