一种建筑屋顶抗震减震结构

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体涉及一种建筑屋顶抗震减震结构。

背景技术

在房屋建筑中，屋顶是建筑最上层起覆盖作用的围护结构，又是房屋上层的承重结构，同时对房屋上部还起着水平支撑作用。现有的屋顶主要有坡屋顶和平屋顶，坡屋顶利于排水，但由于与风的接触面积大，易受风力影响，影响房屋的稳定性；平屋顶可以承重且受风力影响小，但不利于排水，雨雪或冰雹堆积导致房屋承重增加，易造成房屋结构损坏。

现有技术中，授权公告号为CN111622409B的中国发明专利就公开了一种建筑屋顶抗震减震结构，利用积雪的重力挤压减震弹簧，使两侧屋顶板的夹角逐渐减小，便于积雪滑落，但在大风天气下，外界气体的流速较快而屋内的气体流动慢会形成气压差，导致屋顶向上转动且两侧屋顶板的夹角增大，减震弹簧虽然能减少屋顶板的转动对房屋本体造成的震动，但屋顶板受风力和积雪重力频繁地转动会加快屋顶板的损坏。

发明内容

本发明提供一种建筑屋顶抗震减震结构，以解决现有屋顶板在减震过程中频繁转动易加剧损坏的问题。

本发明的一种建筑屋顶抗震减震结构采用如下技术方案：

一种建筑屋顶抗震减震结构，包括屋顶板、支架、调节机构和铰接座，铰接座下侧与支架通过弹性件连接；调节机构有两个，分别设置于铰接座的左右两侧，每个调节机构均包括转动板、滑板结构和限位件，两个调节机构的转动板分别绕第一轴向铰接于铰接座的左右两侧，转动板的与铰接座铰接的一端为内端，另一端为外端；转动板的下侧与支架通过弹性件连接；屋顶板有两个，两个屋顶板的一侧绕第一轴向设置的第一转轴铰接，第一转轴固定于铰接座，屋顶板位于转动板上方且两个屋顶板分别与两个转动板滑动连接；初始状态下，转动板的内端高于转动板的外端，滑板结构限制转动板的外端绕其内端转动；在风力对屋顶板的作用力与雨雪对屋顶板作用力的之差大于第一预设值时，限位件限制铰接座上下移动，滑板结构允许转动板的外端在屋顶板的带动下向上移动使转动板趋于水平；在雨雪对屋顶板的作用力与风力对屋顶板的作用力之差大于第二预设值时，限位件限制铰接座上下移动，滑板结构允许转动板的外端在屋顶板的带动下向下移动使转动板的倾斜角度进一步增加。

进一步地，调节机构还包括滑移板和滑动柱，滑移板沿转动板倾斜方向滑动安装于转动板且随转动板同步向上移动；滑板结构有两个，分别设置于滑移板的前后两侧，两个滑板结构分别通过第一弹簧与支架连接；每个滑板结构上均设置有竖直延伸的第一滑道；滑动柱可上下滑动地安装于支架，并与支架通过第二弹簧连接，且支架限制滑动柱的左右移动，滑动柱位于两个滑板结构之间；滑移板通过第一轴向设置的第二转轴转动安装于滑动柱，且第二转轴两端设置有方形的滑块，初始状态下第二转轴两端的两个滑块分别位于两个滑板结构的第一滑道，限制滑移板绕第二转轴转动，进而限制转动板绕铰接座转动，至滑块随滑移板向上移动至与第一滑道脱离后，允许滑移板绕第二转轴转动。

进一步地，滑板结构上还设置有竖直延伸且与第一滑道连通的第二滑道，第二滑道位于第一滑道下方且宽于第一滑道，使得第二滑道与第一滑道的过渡处限定出台阶面；滑板结构的朝向铰接座的侧面设置有限位凹槽；限位件可左右滑动地安装于支架，且支架限制限位件上下移动和沿第一轴向移动；限位件的靠近铰接座的一端为内端，另一端为外端，限位件的内端固定连接有卡板，铰接座的靠近限位件的一侧设置有卡齿；限位件与支架之间设置有第三弹簧，初始状态下，第三弹簧促使限位件的外端与限位凹槽配合，至滑板结构向上或向下移动至使限位件的外端与限位凹槽脱离配合，限位件在滑板结构侧面的顶推下向靠近铰接座方向移动，并使卡板与卡齿卡接，进而限制铰接座上下移动；调节机构还包括推板，推板滑动安装于第二滑道，推板沿转动板倾斜方向滑动安装于转动板且与转动板绕第一轴向铰接；转动板带动滑移板向上移动至滑块与第一滑道脱离时，推板随转动板向上移动至与第一滑道和第二滑道之间的台阶面抵接，后转动板继续向上移动时通过推板带动滑板结构向上移动；转动板与滑板结构之间预留有间隔，转动板带动滑移板向下移动至滑块与第一滑道脱离时，转动板与滑板结构抵接，后转动板继续向下移动时顶推滑板结构向下移动。

进一步地，滑板结构的朝向铰接座的侧面设置有摩擦部和滚动部，摩擦部位于限位凹槽下方，限位件的外端与摩擦部抵接时的摩擦力大于与滚动部抵接时的摩擦力；滑板结构向上移动使限位件与限位凹槽脱离后，限位件的外端与摩擦部抵接，增加滑板结构向上移动的摩擦力，进而减缓转动板的外端向上转动的速度，避免屋顶板被快速掀起；滑板结构向下移动使限位件与限位凹槽脱离后，限位件的外端与滚动部抵接，减小滑板结构向下移动的摩擦力，进而增加转动板的外端向下移动的速度，加快屋顶板上的积雪滑落。

进一步地，支架上设置有第一安装孔，滑动柱可上下滑动地安装于第一安装孔；第一安装孔侧壁上设置有挡块，挡块在第四弹簧的作用下伸出至第一安装孔内，滑动柱侧面设置有与挡块配合的避让槽；挡块与避让槽配合时阻碍滑动柱进一步向上移动并允许滑动柱向下移动；初始状态下挡块在滑动柱的挤压下缩回第一安装孔侧壁，至滑动柱向上移动至预设位置时弹性挡块伸出与避让槽配合。

进一步地，挡块的上端面为斜面，挡块的下端面为水平面；避让槽的下端面为水平面，挡块与避让槽配合时，挡块的下端面与避让槽的下端面抵接阻碍滑动柱向上移动，滑动柱向下移动时，沿挡块的上端面挤压挡块缩回。

进一步地，每个滑板结构由两个滑板组成，两个滑板左右间隔分布，且两个滑板之间限定出第一滑道和第二滑道。

进一步地，铰接座与支架之间通过第五弹簧连接。

进一步地，滑板结构的摩擦部为粗糙面。

进一步地，滑板结构的滚动部设置有多个绕第一轴向转动的滚柱。

本发明的有益效果是：本发明的一种建筑屋顶抗震减震结构在大风和雨雪天气下，屋顶板在风力或雨雪的重力作用下带动转动板和铰接座上下移动，通过转动板和铰接座与支架之间的弹性件进行缓冲，减小屋顶板的移动对支架的影响；且风力对屋顶板的作用力与雨雪对屋顶板作用力之差大于第一预设值时，限位件限制铰接座上下移动，并允许转动板的外端在屋顶板的带动下向上移动使转动板趋于水平，减小风与屋顶板的接触面积，进而减弱风对屋顶板的作用力；在雨雪对屋顶板的作用力与风力对屋顶板的作用力之差时，限位件限制铰接座上下移动，并允许转动板的外端在屋顶板的带动下向下移动使转动板的倾斜角度进一步增加，进而使屋顶板的倾斜程度进一步增加，便于屋顶板上的雨雪或冰雹掉落。通过屋顶板在不同天气下产生转动使得本发明的屋顶板兼顾坡屋顶和平屋顶的优点，进而减小屋顶板对房屋结构的影响，使得支架更稳定；同时，在风力和雨雪的重力对屋顶板的作用力较小时，限制屋顶板的转动，使屋顶板和铰接座同步上下移动，利用弹性件进行缓冲减震，减少屋顶板的转动频次，避免屋顶板受外力影响频繁转动造成损坏。

进一步地，滑板结构向上移动使限位件与限位凹槽脱离后，限位件的外端与摩擦部抵接，增加滑板结构向上移动的摩擦力，进而减缓转动板的外端向上转动的速度，避免屋顶板被快速掀起；滑板结构向下移动使限位件与限位凹槽脱离后，限位件的外端与滚动部抵接，减小滑板结构向下移动的摩擦力，进而增加转动板的外端向下移动的速度，加快屋顶板上的积雪滑落。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种建筑屋顶抗震减震结构的实施例整体结构示意图；

图2为本发明的一种建筑屋顶抗震减震结构的实施例中支架、调节机构和铰接座结构示意图；

图3为本发明的一种建筑屋顶抗震减震结构的实施例中支架、铰接座和单个调节机构结构示意图；

图4为本发明的一种建筑屋顶抗震减震结构的实施例中支架结构示意图；

图5为本发明的一种建筑屋顶抗震减震结构的实施例中调节机构和铰接座连接示意图；

图6为本发明的一种建筑屋顶抗震减震结构的实施例中调节机构部分结构与铰接座配合示意图；

图7为本发明的一种建筑屋顶抗震减震结构的实施例中滑动板与滑移柱连接示意图；

图8为本发明的一种建筑屋顶抗震减震结构的实施例中滑板结构、限位件与铰接座配合示意图；

图9为本发明的一种建筑屋顶抗震减震结构的实施例中转动板和推板连接示意图；

图10为本发明的一种建筑屋顶抗震减震结构的实施例中滑板结构示意图；

图11为本发明的一种建筑屋顶抗震减震结构的实施例中支架、铰接座和单个调节机构结构俯视图；

图12为图11中A-A向结构剖视图；

图13为图11中B-B向结构剖视图；

图中：100、屋顶板；110、第一转轴；200、支架；210、第一安装孔；220、挡块；230、安装槽；300、调节机构；310、转动板；311、铰接轴；330、限位件；331、第三弹簧；332、卡板；340、滑移板；341、第二转轴；342、滑块；350、滑板结构；351、滑板；352、第一弹簧；353、第一滑道；354、第二滑道；355、限位凹槽；356、摩擦部；357、滚动部；360、滑动柱；361、第二弹簧；362、避让槽；370、推板；400、铰接座；410、第五弹簧；420、铰接孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一种建筑屋顶抗震减震结构的实施例，如图1至图13所示，包括屋顶板100、支架200、调节机构300和铰接座400，

铰接座400下侧与支架200通过第五弹簧410连接；

调节机构300有两个，分别设置于铰接座400的左右两侧，每个调节机构300均包括转动板310、滑板结构350和限位件330，两个调节机构300的转动板310分别绕第一轴向铰接于铰接座400的左右两侧，转动板310的与铰接座400铰接的一端为内端，另一端为外端；具体地，转动板310的内端设置有沿第一轴向设置的铰接轴311，铰接座400上设置有两个沿第一轴向设置的铰接孔420，两个转动板310的铰接轴311分别对应安装于铰接座400上的两个铰接孔420；转动板310的下侧与支架200通过弹性件连接；

屋顶板100有两个，两个屋顶板100的一侧绕第一轴向设置的第一转轴110铰接，第一转轴110固定于铰接座400，屋顶板100位于转动板310上方且两个屋顶板100分别与两个转动板310平行且滑动连接，转动板310与屋顶板100面接触，使得转动板310与屋顶板100不产生相对转动；

初始状态下，转动板310的内端高于转动板310的外端；大风天气下，屋顶板100在风力作用下带动转动板310和铰接座400向上移动，雨雪或冰雹天气下，屋顶板100在雨雪或冰雹的堆积下带动转动板310和铰接座400向下移动；在风力对屋顶板100的作用力与雨雪对屋顶板100作用力之差小于第一预设值，且雨雪对屋顶板100的作用力与风力对屋顶板100的作用力之差小于第二预设值时，滑板结构350限制转动板310的外端绕其内端转动；在风力对屋顶板100的作用力与雨雪对屋顶板100作用力之差大于第一预设值时，限位件330限制铰接座400上下移动，滑板结构350允许转动板310的外端在屋顶板100的带动下向上移动使转动板310趋于水平，减小风与屋顶板100的接触面积，进而减弱风对屋顶板100的作用力；并在雨雪对屋顶板100的作用力与风力对屋顶板100的作用力之差大于第二预设值时，限位件330限制铰接座400上下移动，滑板结构350允许转动板310的外端在屋顶板100的带动下向下移动使转动板310的倾斜角度进一步增加，进而使屋顶板100的倾斜程度进一步增加，便于屋顶板100上的雨雪或冰雹掉落。其中，第一轴向为前后方向，即图11中的上下方向。

在本实施例中，调节机构300还包括滑移板340和滑动柱360，滑移板340沿转动板310倾斜方向滑动安装于转动板310且随转动板310同步上下移动，滑移板340与转动板310面接触，使得滑移板340与转动板310不产生相对转动；滑板结构350有两个，分别设置于滑移板340的前后两侧，两个滑板结构350均可上下滑动地安装于支架200，且分别通过第一弹簧352与支架200连接，具体地，第一弹簧352竖直延伸且位于滑板结构350下方；每个滑板结构350上均设置有竖直延伸且与滑板结构350上端连通的第一滑道353；滑动柱360可上下滑动地安装于支架200，并与支架200通过第二弹簧361连接，具体地，第二弹簧361竖直延伸且位于滑动柱360下方。支架200限制滑动柱360的左右移动，滑动柱360位于两个滑板结构350之间；滑移板340通过第一轴向设置的第二转轴341转动安装于滑动柱360，且第二转轴341两端设置有方形的滑块342，初始状态下第二转轴341两端的两个滑块342分别位于两个滑板结构350的第一滑道353，限制滑移板340绕第二转轴341转动，进而限制转动板310绕铰接座400转动，至滑块342随滑移板340向上移动至与第一滑道353脱离后，滑移板340可绕第二转轴341转动。

在本实施例中，滑板结构350上还设置有竖直延伸且与第一滑道353完全连通的第二滑道354，第二滑道354位于第一滑道353下方且宽于第一滑道353，使得第二滑道354与第一滑道353的过渡处限定出台阶面；滑板结构350的朝向铰接座400的侧面设置有限位凹槽355，限位凹槽355的上侧面和下侧面均为斜面；

限位件330可左右滑动地安装于支架200，且支架200限制限位件330上下移动和沿第一轴向移动，具体地，支架200上设置有与限位件330配合的安装槽230，限位件330只可在安装槽230内左右滑动；限位件330的靠近铰接座400的一端为内端，另一端为外端，限位件330的内端固定连接有卡板332，铰接座400的靠近限位件330的一侧设置有卡齿（图中未示出）；限位件330与支架200之间设置有第三弹簧331，初始状态下，第三弹簧331促使限位件330的外端与限位凹槽355配合，至滑板结构350向上或向下移动至使限位件330的外端沿限位凹槽355的上侧斜面或下侧斜面与限位凹槽355脱离配合，限位件330在滑板结构350侧面的顶推下向靠近铰接座400方向移动，并使卡板332与卡齿卡接，进而限制铰接座400上下移动；具体地，卡板332上设置有与卡齿配合的卡槽，卡板332通过卡槽与卡齿卡接。

调节机构300还包括推板370，推板370滑动安装于第二滑道354，且推板370安装于第二滑道354内的部分宽度大于第一滑道353的宽度，推板370沿转动板310倾斜方向滑动安装于转动板310且与转动板310绕第一轴向铰接；转动板310带动滑移板340向上移动至滑块342与第一滑道353脱离时，推板370随转动板310向上移动至与第一滑道353和第二滑道354之间的台阶面抵接，具体地，可通过使初始状态下滑块342与滑板结构350上端的距离和推板370与第一滑道353和第二滑道354之间的台阶面的距离相等，使得滑块342与第一滑道353脱离和推板370与台阶面的抵接同步；后转动板310继续向上移动时通过推板370带动滑板结构350向上移动；

转动板310与滑板结构350之间预留有间隔，转动板310带动滑移板340向下移动至滑块342与第一滑道353脱离时，转动板310与滑板结构350抵接，具体地，可通过使初始状态下转动板310与滑板结构350之间预留的间隙和滑块342与第一滑道353下端的距离相等，使得滑块342与第一滑道353脱离和转动板310与滑板结构350抵接同步；后转动板310继续向下移动时顶推滑板结构350向下移动。

在本发明的其他实施例中，限位件330滑动安装于支架200且限位件330可由电控元件控制，具体地，在风力对屋顶板100的作用力与雨雪对屋顶板100作用力之差大于第一预设值时，或在雨雪对屋顶板100的作用力与风力对屋顶板100的作用力之差大于第二预设值时，屋顶板100会在风力或雨雪重力作用下在竖直方向上产生一定的位移，利用传感器感知屋顶板100在风力或雨雪重力作用下的位移量，触发限位件330滑动至与铰接座400抵接，从而限制铰接座400上下移动。

在本实施例中，滑板结构350的朝向铰接座400的侧面设置有摩擦部356和滚动部357，其中，摩擦部356为粗糙面，用于增加限位件330外端与滑板结构350相对移动的阻力；滚动部357设置有多个绕第一轴向转动的滚柱，用于减小限位件330外端与滑板结构350相对移动的阻力。摩擦部356位于限位凹槽355下方，限位件330的外端与摩擦部356抵接时的摩擦力大于与滚动部357抵接时的摩擦力。滑板结构350向上移动使限位件330与限位凹槽355脱离后，限位件330的外端与摩擦部356抵接，增加滑板结构350向上移动的摩擦力，进而减缓转动板310的外端向上转动的速度，避免屋顶板100被快速掀起；滑板结构350向下移动使限位件330与限位凹槽355脱离后，限位件330的外端与滚动部357抵接，减小滑板结构350向下移动的摩擦力，进而增加转动板310的外端向下移动的速度，加快屋顶板100上的积雪滑落。

在本实施例中，支架200上设置有第一安装孔210，滑动柱360可上下滑动地安装于第一安装孔210；第一安装孔210侧壁上设置有挡块220，挡块220在第四弹簧（图中未示出）的作用下伸出至第一安装孔210内，滑动柱360侧面设置有与挡块220配合的避让槽362；挡块220与避让槽362配合时阻碍滑动柱360进一步向上移动并允许滑动柱360向下移动；初始状态下挡块220在滑动柱360的挤压下缩回第一安装孔210侧壁，至滑动柱360向上移动至预设位置时弹性挡块220伸出与避让槽362配合。

在本实施例中，挡块220的上端面为斜面，挡块220的下端面为水平面；避让槽362的下端面为水平面，挡块220与避让槽362配合时，挡块220的下端面与避让槽362的下端面抵接阻碍滑动柱360向上移动，滑动柱360向下移动时，沿挡块220的上端面挤压挡块220缩回。

在本实施例中，每个滑板结构350由两个滑板351组成，两个滑板351左右间隔分布，且两个滑板351之间限定出第一滑道353和第二滑道354。

本发明的一种建筑屋顶抗震减震结构在初始状态下，两个屋顶板100的铰接侧高于屋顶板100的另一侧，使得转动板310的内端高于转动板310的外端，且滑动柱360在第二弹簧361的支撑下使第二转轴341两端的滑块342位于第一滑道353。

在风力对屋顶板100的作用力与雨雪对屋顶板100作用力之差小于第一预设值，且雨雪对屋顶板100的作用力与风力对屋顶板100的作用力之差小于第二预设值时，由于第一滑道353限制滑移板340转动，进而限制转动板310绕铰接轴311转动和屋顶板100绕第一转轴110转动，屋顶板100在风力和第二弹簧361、第五弹簧410的作用下上下振动，或在雨雪重力和第二弹簧361、第五弹簧410的作用下上下振动，通过第二弹簧361和第五弹簧410减小屋顶板100受力对支架200的影响。

在大风天气且风力对屋顶板100的作用力与雨雪对屋顶板100作用力之差大于第一预设值时，屋顶板100在风力作用下带动转动板310和滑移板340向上移动至滑块342与第一滑道353脱离，推板370随转动板310向上移动至与第一滑道353和第二滑道354之间的台阶面抵接，后转动板310继续向上移动时通过推板370带动滑板结构350向上移动。滑板结构350向上移动时使限位件330的外端与限位凹槽355脱离配合后与摩擦部356抵接，同时限位件330在滑板结构350侧面的顶推下向靠近铰接座400方向移动，并使卡板332与卡齿卡接，进而限制铰接座400上下移动。后屋顶板100在风力作用下绕第一转轴110向上转动，并带动转动板310绕铰接轴311向上转动和滑移板340绕第二转轴341向上转动，同时转动板310通过推板370带动滑板结构350向上移动，滑移板340通过第二转轴341带动滑动柱360向上移动；在滑板结构350向上移动的过程中，由于限位件330的外端与摩擦部356抵接，使得滑板结构350向上移动的阻力增加，进而减缓转动板310的外端向上转动的速度，避免屋顶板100被快速掀起。至滑动柱360向上移动至预设位置，挡块220在第四弹簧的作用下与避让槽362配合，阻碍滑动柱360进一步向上移动，进而通过滑移板340和转动板310阻碍屋顶板100进一步向上转动，限制屋顶板100向上转动的最大角度，避免屋顶板100越过水平位置被反向掀起。

在雨雪对屋顶板100的作用力与风力对屋顶板100的作用力之差大于第二预设值时，屋顶板100在雨雪或冰雹的重力作用下带动转动板310和滑移板340向下移动至与第一滑道353脱离，转动板310向下移动至与滑板结构350抵接，后转动板310随屋顶板100继续向下移动时顶推滑板结构350向下移动。滑板结构350向下移动时使限位件330的外端与限位凹槽355脱离配合后与滚动部357抵接，同时限位件330在滑板结构350侧面的顶推下向靠近铰接座400方向移动，并使卡板332与卡齿卡接，进而限制铰接座400上下移动。后屋顶板100在雨雪或冰雹的重力作用下绕第一转轴110向下转动，并带动转动板310绕铰接轴311向下转动和滑移板340绕第二转轴341向下转动，同时转动板310顶推滑板结构350向下移动，在滑板结构350向下移动的过程中，由于限位件330的外端与滚动部357的滚柱滚动接触，使得滑板结构350向下移动的阻力减小，进而加快转动板310的外端向下转动的速度，使得屋顶板100快速向下转动，加快屋顶板100上的雨雪或冰雹滑落。

在大风停止或屋顶板100上的雨雪或冰雹滑落后，滑动柱360在第二弹簧361的作用下回到初始位置，滑板结构350在第一弹簧352的作用下回到初始位置，限位件330在第三弹簧331的作用下向远离铰接座400方向移动使卡板332与卡齿脱离，铰接座400在第五弹簧410的作用下回到初始位置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。