高层结构抗倾覆隔震、减震、耗能体系-复审决定


发明创造名称:高层结构抗倾覆隔震、减震、耗能体系
外观设计名称:
决定号:201829
决定日:2020-01-21
委内编号:1F278469
优先权日:
申请(专利)号:201210252805.6
申请日:2012-07-11
复审请求人:赵世峰
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:万仁辉
合议组组长:曹阳
参审员:米婵娟
国际分类号:E04B1/98
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点:如果一项权利要求与一篇对比文件所公开的技术方案之间的区别技术特征是结合另一篇对比文件和本领域常规技术手段容易得到的,则该权利要求相对于这两篇对比文件与本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201210252805.6,名称为“高层结构抗倾覆隔震、减震、耗能体系”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为赵世峰。本申请的申请日为2012年7月11日,公开日为2014年1月29日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2019年3月4日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-4、9、10相对于对比文件1(CN102134883A,公开日为2011年7月27日)和本领域公知常识(证据1,“带加强层与错层高层结构设计与施工”,沈蒲生,第1-20页,机械工业出版社,2009年8月31日;证据2,《土木工程城防灾减灾学》,王茹,中国建材工业出版社,2008年3月31日)的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性,并在其它说明中指出,权利要求5相对于对比文件4(CN1048577A,公开日为1991年1月16日)和本领域公知常识的结合、权利要求6-8相对于对比文件1和本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为:2012年7月11日(申请日)提交的说明书第1-42段、说明书摘要;2013年1月22日提交的说明书附图、2013年1月22日提交的经审查员依职权修改的摘要附图;2019年1月23日提交的权利要求第1-10项。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种抗倾覆隔震、减震、耗能体系,设置了水平隔震层,其特征是:设置底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构,在底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分之间设置竖向的水平隔震或减震层,此竖向的水平隔震或减震层具有水平相对位移空间,或选择在竖向的水平隔震或减震层选择设置阻尼器、锁定装置、弹性支承,而底部固定的竖向抗侧力构件或结构的局部设置加强层或加强臂,增加底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构的水平刚度,加强层或加强臂与隔震结构部分的连接或选择采用水平隔震支座连接、铰连接、杆连接或固定连接;竖向抗侧力构件或结构的高度或选择与隔震主体不等高;或选择设置耗能抗震缝。
2. 根据权利要求1所述的抗倾覆隔震、减震、耗能体系,其特征是:加强层或加强臂或设置在中部或顶部,或选择在一个或多个高度位置设置;加强层或选择设外伸的加强臂或内连的加强臂;加强层或加强臂与抗侧力构件或结构的连接或选择设置为单向铰,即单向转动;加强层或加强臂或选择与基础或非隔震结构部分采取锚接措施;竖向的水平隔震或减震层中或选择不设置阻尼器、锁定装置、弹性支承。
3. 一种抗倾覆隔震、减震、耗能体系,设置了水平隔震层,其特征是:设置底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构,在底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分之间设置竖向的水平隔震或减震层,此竖向的水平隔震或减震层具有水平相对位移空间,或选择在竖向的水平隔震或减震层选择设置阻尼器、锁定装置、弹性支承,而底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分之间的局部位置在水平向或选择固定连接、铰接或杆连接;竖向抗侧力构件或结构高度或选择与隔震主体不等高;水平向的固定连接、铰接或杆连接或选择与权利要求1所述的结构体系的加强臂或加强层组合设置;或选择设置耗能抗震缝。
4. 根据权利要求3所述的抗倾覆隔震、减震、耗能体系,其特征是:水平向固定连接、铰接或杆连接的设定高度位置或选择设置在结构顶部或中部,或选择在一个或多个高度位置设置;竖向的水平隔震或减震层中或选择不设置阻尼器、锁定装置、弹性支承。
5. 一种隔震、耗能体系,其特征是:设置水平隔震层,在水平隔震层上方的上部隔震结构中选择设置耗能缝把隔震结构部分水平分成两个或两个以上部分,耗能缝中选择设置阻尼器、锁定装置、弹性支承,具有回复能力、耗能能力、限位能力、调频能力,耗能缝两侧隔震结构部分之间具有调频质量阻尼作用,耗能缝局部单侧选择采用铰连接方式时,耗能缝两侧结构具有相对整体转动耗能能力。
6. 一种隔震、减震、耗能体系,设置了水平隔震层,其特征是:水平隔震层的竖向剖面或选择为折线形、弧形或曲线形,圆弧形的圆心在上方,隔震主体具有转动中心,隔震结构具有摆式隔震、转动隔震效果;隔震层或沿折线、弧、曲线方向选择设置同时具有水平隔震及转动隔震能力的隔震支座;隔震支座选择沿设计角度倾斜放置或水平放置;或选择设置耗能抗震缝;权利要求1、3、5任一项所述的结构体系或选择采用这种水平隔震层。
7. 根据权利要求6所述的隔震、减震、耗能体系,其特征是:或设置底部固定的竖向抗侧力构件或结构,底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分或选择在局部采用固定连接、铰接连接或杆连接;或选择在相应隔震主体的转动中心或转动中心附近固定连接、铰接连接或杆连接,或选择在结构顶部或顶部附近固定连接、铰接连接或杆连接;竖向抗侧力构件或结构的高度或选择与隔震主体不等高。
8. 根据权利要求6所述的隔震、减震、耗能体系,其特征是:或设置底部固定的竖向抗侧力构件或结构,而底部固定的竖向抗侧力构件或结构的局部设置加强层或加强臂,加强层或加强臂与隔震结构部分的连接或选择采用与水平隔震层变形相协调的隔震支座连接、铰连接、杆连接或固定连接;竖向抗侧力构件或结构的高度或选择与隔震主体不等高。
9. 一种抗倾覆转动隔震、减震、耗能体系,其特征是:设置底部固定的竖向抗侧力构件或结构,底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分之间设竖向的水平隔震或减震层,竖向的水平隔震或减震层中或选择设置弹性支承、阻尼器、锁定装置,局部或选择设置固定连接、铰接连接、杆连接、刚性连接,隔震主体部分设置的水平隔震层为具有整体转动能力的曲面,水平隔震层竖向剖面为具有转动能力的曲线形、弧形,隔震结构具有摆式隔震功能;竖向抗侧力构件或结构高度或选择与隔震主体不等高;或选择设置耗能抗震缝。
10. 一种抗倾覆减震、耗能体系,设置了竖向的水平减震或耗能层,其特征是:设置底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构,在底部固定的竖向抗侧力构件或结构与结构主体部分之间设置竖向的水平减震或耗能层,此竖向的水平减震或耗能层具有水平相对位移空间,或选择在竖向的水平减震或耗能层选择设置阻尼器、锁定装置、弹性支承;结构主体或选择设置薄弱层或变形能力大的结构层;形成减震、耗能体系;竖向抗侧力构件或结构的高度或选择与结构主体不等高;或选择设置耗能抗震缝;薄弱层或变形能力大的结构层或选择与水平隔震层组合设置;权利要求1、3、5、6、9任一项所述的结构体系或选择改变结构主体下部水平隔震层的隔震连接方式为固定连接而采用这种结构体系。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年3月26日向国家知识产权局提出了复审请求,未修改申请文件。复审请求人在意见陈述书中提出:(1)、权利要求1的加强层或加强臂与高层抗震结构中的加强层功能不同、连接约束方式与目的不同;权利要求2、3、4中加强层或加强臂与抗侧力构件或结构的连接设置为铰时,就是释放加强层或加强臂的转动约束,是与常规选择功能相反的;权利要求3导致隔震结构部分具备一定整体摆动能力,同时该连接也给隔震结构部分提供了较强的抗倾覆水平力,与对比文件1及常规选择的隔震位移方式不同,位移的自由度也不同。(2)、权利要求5的耗能缝实现了先隔震后耗能、先隔震后TMD。(3)、权利要求6和9设置的水平隔震层是一种特定的整体转动隔震层,没有水平位移能力,隔震支座倾斜放置而不是水平放置,与对比文件1的弧形隔震层隔震支座水平放置而仅具有水平位移能力是完全不同的,两者位移的自由度完全不同,也与常规选择的隔震方式、自由度完全不同;权利要求7在转动中心附近的铰连接等使隔震结构部分具有整体摆动能力、抗倾覆能力;权利要求8可以在加强臂上下处提供适应水平大位移的阻尼力、抗倾覆力。(4)、权利要求10中在设置抗倾覆抗震构件的同时,设置的耗能层是整体的变形能力大的耗能层,与常规选择的耗能减震结构是不同的结构形式;也与单独的结构薄弱层不同,本申请同时具有足够的抗侧力构件提供的抗倾覆能力。因此,本申请具备创造性。
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年4月12日依法受理了该复审请求,并将案卷转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为,本申请的抗震耗能体系是针对高层建筑结构的,设置加强层或加强臂,设置抗震耗能缝都是本领域的常规技术手段,因而坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组经审查后,于2019年9月11日向复审请求人发出复审通知书,同时,根据《专利审查指南》中的规定,引入如下公知常识性证据(证据3:“中国古代建筑全集”,肖瑶 等,第161页,西苑出版社,2010年6月30日)。复审通知书指出权利要求1-10相对于对比文件1、对比文件4和本领域的公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。合议组认为:(1)、在高层结构中设置的加强层是为了增强外围结构与核心结构之间的联系,增大结构整体刚度和减小结构在水平荷载和地震作用下的侧向变形,而权利要求中的体系也相当于框架-核心筒结构,其中的加强层或加强臂显然也起着增大结构整体刚度的作用。而且,加强层或加强臂与抗侧力构件或结构的连接方式是本领域技术人员熟知的,其对结构所起的作用,例如整体摆动,抗倾覆作用等,也是本领域技术人员可以预期的。尽管权利要求与对比文件1及常规选择的隔震方式不同,但其可以由对比文件1和对比文件4及公知常识相结合而得到,因而不具备创造性。(2)、权利要求5的耗能缝实现先隔震后耗能这一结论并没有理论依据,本领域技术人员公知,结构地震反应非常复杂,隔震耗能不可能截然分开。对比文件4中公开的耗能缝起到了减震耗能的作用,本领域技术人员为了获得更好的减震耗能效果,有动机将设置抗震耗能缝和水平隔震层这两种常用的减震措施组合在一起。(3)、权利要求6和9设置的水平隔震层为整体转动隔震层,其隔震支座的放置虽然与对比文件1不同,但是在证据3提供了设置转动隔震方式的启示下,进行隔震支座的不同设置是本领域技术人员的常规技术手段。进一步地,在该隔震方式下,其设置铰连接和加强臂的技术手段及其效果也是本领域技术人员熟知的。(4)、权利要求10中设置的耗能层是整体的变形能力大的耗能层,与常规选择是不同的结构形式,也与单独的结构薄弱层不同。然而,本领域技术人员公知,结构地震反应非常复杂,刚度突变会引起结构传力途径的改变,在地震作用下容易出现薄弱层,影响结构安全,这是建筑要避免的情形,对设置了变刚度的复杂高层建筑的受力分析也是技术人员的研究方向(参见证据1,第8页,第19页)。可见,这些技术措施的应用是本领域的公知常识,而复审请求人声称的方案带来的异于常规结构的能力并没有提供可信的理论证据,只是声称具有突出的效果,也没有实际计算分析结果予以支持。因此,对于复审请求人的意见不予支持。
复审请求人于2019年10月26日提交了意见陈述书,2019年10月27日再次提交了意见陈述书并修改了权利要求书,对权利要求1作了进一步限定。复审请求人坚持认为:修改后的权利要求1-10相对于对比文件1、对比文件4和本领域公知常识的结合符合专利法第22条第3款的规定。修改后的权利要求书为:
“1. 一种抗倾覆隔震、减震、耗能体系,设置了水平隔震层,其特征是:设置底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构,在底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分之间设置竖向的水平隔震或减震层,此竖向的水平隔震或减震层具有水平相对位移空间,或选择在竖向的水平隔震或减震层选择设置阻尼器、锁定装置、弹性支承,而底部固定的竖向抗侧力构件或结构的局部设置加强层或加强臂,底部固定的竖向抗侧力构件或结构与加强层或加强臂两者之间固定连接时增加底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构的水平刚度,加强层或加强臂与隔震结构部分的连接或选择采用水平隔震支座连接、铰连接、杆连接或固定连接;竖向抗侧力构件或结构的高度或选择与隔震主体不等高;或选择设置耗能抗震缝。
2. 根据权利要求1所述的抗倾覆隔震、减震、耗能体系,其特征是:加强层或加强臂或设置在中部或顶部,或选择在一个或多个高度位置设置;加强层或选择设外伸的加强臂或内连的加强臂;加强层或加强臂与抗侧力构件或结构的连接或选择设置为单向铰,即单向转动;加强层或加强臂或选择与基础或非隔震结构部分采取锚接措施;竖向的水平隔震或减震层中或选择不设置阻尼器、锁定装置、弹性支承。
3. 一种抗倾覆隔震、减震、耗能体系,设置了水平隔震层,其特征是:设置底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构,在底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分之间设置竖向的水平隔震或减震层,此竖向的水平隔震或减震层具有水平相对位移空间,或选择在竖向的水平隔震或减震层选择设置阻尼器、锁定装置、弹性支承,而底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分之间的局部位置在水平向或选择固定连接、铰接或杆连接;竖向抗侧力构件或结构高度或选择与隔震主体不等高;水平向的固定连接、铰接或杆连接或选择与权利要求1所述的结构体系的加强臂或加强层组合设置;或选择设置耗能抗震缝。
4. 根据权利要求3所述的抗倾覆隔震、减震、耗能体系,其特征是:水平向固定连接、铰接或杆连接的设定高度位置或选择设置在结构顶部或中部,或选择在一个或多个高度位置设置;竖向的水平隔震或减震层中或选择不设置阻尼器、锁定装置、弹性支承。
5. 一种隔震、耗能体系,其特征是:设置水平隔震层,在水平隔震层上方的上部隔震结构中选择设置耗能缝把隔震结构部分水平分成两个或两个以上部分,耗能缝中选择设置阻尼器、锁定装置、弹性支承,具有回复能力、耗能能力、限位能力、调频能力,耗能缝两侧隔震结构部分之间具有调频质量阻尼作用,耗能缝局部单侧选择采用铰连接方式时,耗能缝两侧结构具有相对整体转动耗 能能力。
6. 一种隔震、减震、耗能体系,设置了水平隔震层,其特征是:水平隔震层的竖向剖面或选择为折线形、弧形或曲线形,圆弧形的圆心在上方,隔震主体具有转动中心,隔震结构具有摆式隔震、转动隔震效果;隔震层或沿折线、弧、曲线方向选择设置同时具有水平隔震及转动隔震能力的隔震支座;隔震支座选择沿设计角度倾斜放置或水平放置;或选择设置耗能抗震缝;权利要求1、3、5任一项所述的结构体系或选择采用这种水平隔震层。
7. 根据权利要求6所述的隔震、减震、耗能体系,其特征是:或设置底部固定的竖向抗侧力构件或结构,底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分或选择在局部采用固定连接、铰接连接或杆连接;或选择在相应隔震主体的转动中心或转动中心附近固定连接、铰接连接或杆连接,或选择在结构顶部或顶部附近固定连接、铰接连接或杆连接;竖向抗侧力构件或结构的高度或选择与隔震主体不等高。
8. 根据权利要求6所述的隔震、减震、耗能体系,其特征是:或设置底部固定的竖向抗侧力构件或结构,而底部固定的竖向抗侧力构件或结构的局部设置加强层或加强臂,加强层或加强臂与隔震结构部分的连接或选择采用与水平隔震层变形相协调的隔震支座连接、铰连接、杆连接或固定连接;竖向抗侧力构件或结构的高度或选择与隔震主体不等高。
9. 一种抗倾覆转动隔震、减震、耗能体系,其特征是:设置底部固定的竖向抗侧力构件或结构,底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分之间设竖向的水平隔震或减震层,竖向的水平隔震或减震层中或选择设置弹性支承、阻尼器、锁定装置,局部或选择设置固定连接、铰接连接、杆连接、刚性连接,隔震主体部分设置的水平隔震层为具有整体转动能力的曲面,水平隔震层竖向剖面为具有转动能力的曲线形、弧形,隔震结构具有摆式隔震功能;竖向抗侧力构件或结构高度或选择与隔震主体不等高;或选择设置耗能抗震缝。
10. 一种抗倾覆减震、耗能体系,设置了竖向的水平减震或耗能层,其特征是:设置底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构,在底部固定的竖向抗侧力构件或结构与结构主体部分之间设置竖向的水平减震或耗能层,此竖向的水平减震或耗能层具有水平相对位移空间,或选择在竖向的水平减震或耗能层选择设置阻尼器、锁定装置、弹性支承;结构主体或选择设置薄弱层或变形能力大的结构层;形成减震、耗能体系;竖向抗侧力构件或结构的高度或选择与结构主体不等高;或选择设置耗能抗震缝;薄弱层或变形能力大的结构层或选择与水平隔震层组合设置;权利要求1、3、5、6、9任一项所述的结构体系或选择改变结构主体下部水平隔震层的隔震连接方式为固定连接而采用这种结构体系。”
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,本申请主旨内容均在驳回决定和复审通知书中详细评述,可以作出审查决定。
二、决定的理由
(一)审查文本的认定
复审请求人在答复复审通知书时提交了修改的权利要求书,其于2019年10月27日提交的权利要求书是为了消除复审通知书和驳回决定指出的缺陷所做的修改,符合专利法实施细则第61条第1款的规定,因此,予以接受;同时,经审查该修改文本符合专利法第33条的规定。故本复审请求审查决定针对的审查文本为:2012年7月11日(申请日)提交的说明书第1-42段、说明书摘要;2013年1月22日提交的说明书附图、2013年1月22日提交的经审查员依职权修改的摘要附图;2019年10月27日提交的权利要求第1-10项。
(二)具体理由的阐述
专利法第22条第3款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果一项权利要求与一篇对比文件所公开的技术方案之间的区别技术特征是结合另一篇对比文件和本领域常规技术手段容易得到的,则该权利要求相对于这两篇对比文件与本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
1、关于权利要求1和2的创造性
权利要求1请求保护一种抗倾覆隔震、减震、耗能体系,对比文件1公开了一种高层建筑结构抗倾覆隔震体系,即一种抗倾覆隔震、耗能体系,并具体公开了(参见说明书第[0004]-[0011]段,图1-6):设置了水平隔震层,设置底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构,在底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分之间设置竖向的水平隔震层,此竖向的水平隔震层具有较大的水平相对位移能力,并在竖向的水平隔震层设置阻尼器、锁定装置、弹簧或弹性支承。
权利要求1与对比文件1的区别特征为:(1)、底部固定的竖向抗侧力构件或结构的局部设置加强层或加强臂,底部固定的竖向抗侧力构件或结构与加强层或加强臂两者之间固定连接时增加底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构的水平刚度,加强层或加强臂与隔震结构部分的连接选择采用水平隔震支座连接、铰连接、杆连接或固定连接;竖向抗侧力构件或结构的高度与隔震主体不等高;(2)、设置耗能抗震缝。基于上述区别特征,权利要求1实际解决的技术问题为:如何增强结构的抗震能力。
对于区别特征(1),根据证据1的记载:在高层建筑中,为了增大结构整体刚度,减小结构在水平荷载和地震作用下的侧向变形,沿房屋高度方向的某一层或某几层设置刚度较大水平构件的楼层(图1-1),由于设置刚度较大的水平构件以后,使楼层的刚度比其他楼层的刚度大很多,故称为加强层。水平加强构件有时也称刚臂或伸臂(参见第1-2页,图1-1、1-2)。可见,在底部固定的竖向抗侧力构件或结构的局部设置加强层或加强臂,当底部固定的竖向抗侧力构件或结构与加强层或加强臂两者之间固定连接时,用来增加底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构的水平刚度是本领域的公知常识。对于加强层或加强臂与隔震结构部分的连接关系,证据1还记载了:将复杂带加强层框架-核心筒结构简化为简单计算模型,这种简化模型的基本要点之一为伸臂与外围框架柱铰接(参见第17页)。加强层或加强臂与隔震结构部分的连接采用水平隔震支座连接、铰连接、杆连接或固定连接是本领域的常规技术手段;而竖向抗侧力构件或结构的高度与隔震主体不等高只是常规的技术选择,且会带来体系沿高度方向的刚度变化,没有产生积极效果。
对于区别特征(2),对比文件4公开了一种摩擦耗能抗震结构,并具体公开了(参见说明书第1页第9-11段、第2页第6-12段):将建筑物的整体结构沿竖直方向分成两个以上部分,其间设置抗震缝2,缝内设滑动节点,由滑动阻尼器8连接相邻两部分,当地震发生时,建筑物的各分离部分产生有限的滑动和摩擦,从而消耗了地震能,抗震能力大大提高。由此可见,对比文件4公开了设置耗能抗震缝,而且该特征在对比文件4中和在本申请权利要求中的作用相同,也起到减震耗能的作用。
综上,在对比文件1的基础上结合对比文件4和本领域的公知常识,得出该权利要求的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2对权利要求1作了进一步限定。参见证据1图1-1,本领域技术人员可以根据实际的工程抗震需要将加强层或加强臂设置在对受力有利的位置,比如在中部或顶部,或在一个或多个高度位置设置。外伸的加强臂或内连的加强臂是常规的水平加强构件,加强层或加强臂与抗侧力构件或结构的连接为单向铰,即单向转动,或与基础或非隔震结构部分采取锚接措施,均是加强层与建筑结构抗震部分采取的常规连接方式;本领域技术人员还可以根据不同结构的抗震需求在竖向的水平隔震或减震层中不设置阻尼器、锁定装置、弹性支承。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、关于权利要求3和4的创造性
权利要求3要求保护一种抗倾覆隔震、减震、耗能体系,对比文件1也公开了一种抗倾覆隔震、耗能体系,并具体公开了:设置了水平隔震层,设置底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构,在底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分之间设置竖向的水平隔震层,此竖向的水平隔震层具有水平相对位移空间,并在竖向的水平隔震层设置阻尼器、锁定装置、弹簧或弹性支承。
权利要求3与对比文件1的区别特征为:(1)、底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分之间的局部位置在水平向固定连接、铰接或杆连接;水平向的固定连接、铰接或杆连接与权利要求1所述的加强臂或加强层组合设置;竖向抗侧力构件或结构高度与隔震主体不等高;(2)、设置耗能抗震缝。基于上述区别特征,权利要求3实际解决的技术问题为:如何增强结构的抗震能力。
对于区别特征(1),将底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体之间进行适当连接,其方式选择固定连接、铰接或杆连接,以加强体系的整体性是本领域技术人员的常规技术措施;其中关于权利要求1所述的加强臂或加强层为本领域的公知常识,具体参见对权利要求1的相关评述,进一步地,将水平向的固定连接、铰接或杆连接与加强臂或加强层组合设置是本领域技术人员容易想到的;而竖向抗侧力构件或结构的高度与隔震主体不等高只是常规的技术选择,且会带来体系沿高度方向的刚度变化,没有产生积极效果。
对于区别特征(2),具体参见对权利要求1的相关评述,可知,对比文件4公开了设置耗能抗震缝,而且该特征在对比文件4中和在本申请权利要求中的作用相同,也起到减震耗能的作用。
综上,在对比文件1的基础上结合对比文件4和本领域的公知常识,得出该权利要求的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求4对权利要求3作了进一步限定。本领域技术人员可以根据实际的工程抗震需要将水平向固定连接、铰接或杆连接的设定高度位置设置在对受力有利的位置,比如在中部或顶部,或在一个或多个高度位置设置;本领域技术人员还可以根据不同结构的抗震需求在竖向的水平隔震或减震层中不设置阻尼器、锁定装置、弹性支承。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于权利要求5的创造性
权利要求5要求保护一种隔震、耗能体系,对比文件4公开了一种摩擦耗能抗震结构,并具体公开了:包括主体结构、抗震缝和减震装置,将建筑物的整体结构水平分成两个以上部分,其间设置抗震缝,缝内设滑动节点,由滑动阻尼器连接,当地震发生时,建筑物的各分离部分产生有限的滑动和摩擦,从而消耗了地震能,抗震能力大大提高。
权利要求5与对比文件4的区别特征为:(1)、设置水平隔震层,上部隔震结构位于水平隔震层上方;(2)、耗能缝中还设置锁定装置、弹性支承,具有回复能力、耗能能力、限位能力、调频能力,耗能缝两侧隔震结构部分之间具有调频质量阻尼作用,耗能缝局部单侧采用铰接连接,两侧结构具有相对整体转动耗能能力。基于上述区别特征,权利要求5实际解决的技术问题为:如何提高减震能力,提高整体转动耗能能力。
对于区别特征(1),对比文件1公开了一种高层建筑结构抗倾覆隔震体系,并具体公开了:设置了水平隔震层,在底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分之间设置竖向的水平隔震层,并在竖向的水平隔震层设置阻尼器、锁定装置、弹簧或弹性支承。事实上,设置水平隔震层是本领域的公知常识,因此本领域技术人员为了提高减震效果,有动机将设置抗震耗能缝和水平隔震层组合在一起,从而获得更好的抗震效果。
对于区别特征(2),对比文件1公开了设置锁定装置、弹簧或弹性支承,也具有回复能力、耗能能力、限位能力、调频能力,并且分隔的结构部分之间具有调频质量阻尼作用;而耗能缝局部单侧采用铰接连接是本领域技术人员的常规技术选择,给结构带来了非对称作用的影响。
由此可知,在对比文件4的基础上结合对比文件1和本领域公知常识以获得该权利要求所要求保护的技术方案,对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
4、关于权利要求6-8的创造性
权利要求6要求保护一种隔震、减震、耗能体系。对比文件1公开了一种高层建筑结构抗倾覆隔震体系,并具体公开了:设置了水平隔震层,设置底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构,在底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分之间设置竖向的水平隔震层;竖向的隔震层与水平隔震层相交,其竖向剖面可以是斜线、折线、曲线,水平剖面也可以是折线、曲线。
其中权利要求1、3、5任一项所述的体系不具备创造性,具体分别参见对权利要求1、3、5的评述。
可见,权利要求6与对比文件1的区别特征还有:(1)、水平隔震层的竖向剖面还可以选择弧形,圆弧形的圆心在上方,隔震主体有转动中心,隔震结构具有摆式隔震、转动隔震效果;隔震层可沿折线、弧、曲线方向选择设置同时具有水平隔震及转动隔震能力的隔震支座,隔震支座选择沿设计角度倾斜放置或水平放置;(2)、设置耗能抗震缝。基于上述区别特征,权利要求6实际解决的技术问题为:如何增强结构的抗震能力。
对于区别特征(1),水平隔震层竖向剖面的实际形式的选择,本领域技术人员可以根据实际建筑结构的不同选择弧形,圆弧形的圆心在上方,隔震主体有转动中心,选择隔震结构具有摆式隔震、转动隔震效果以及隔震层沿折线、弧、曲线方向选择设置同时具有水平隔震及转动隔震能力的隔震支座,以及隔震支座选择沿设计角度倾斜放置或水平放置是本领域的常规技术手段。例如,古建小雁塔的结构,塔基就是一个弧形半圆球体,像一个不倒翁一样(参见证据3),设有转动中心,具有摆式隔震、转动隔震效果。
对于区别特征(2),具体参见对权利要求1的相关评述,可知,对比文件4公开了设置耗能抗震缝,而且该特征在对比文件4中和在本申请权利要求中的作用相同,也起到减震耗能的作用。
综上,在对比文件1的基础上结合对比文件4和本领域的公知常识,得出该权利要求的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求7对权利要求6作了进一步限定。对比文件1公开了隔震体系设置底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构。本领域技术人员可以根据实际工程的抗震需要将底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分在局部采用固定连接、铰接连接或杆连接,以加强体系的整体性,这是本领域技术人员的常规技术措施;类似地,也容易想到在相应隔震主体的转动中心或转动中心附近固定连接、铰接连接或杆连接,或在结构顶部或顶部附近固定连接、铰接连接或杆连接;而设置竖向抗侧力构件或结构的高度与隔震主体不等高只是常规的技术选择,且会带来体系沿高度方向的刚度变化,没有产生积极效果。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求8对权利要求6作了进一步限定。对比文件1公开了隔震体系设置底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构。由对权利要求1关于加强层的评述可知,这是公知常识,因此在底部固定的竖向抗侧力构件或结构的局部设置加强层或加强臂,进一步地,加强层或加强臂与隔震结构部分的连接采用与水平隔震层变形相协调的隔震支座连接、铰连接、杆连接或固定连接是本领域的常规技术手段;而竖向抗侧力构件或结构的高度与隔震主体不等高只是常规的技术选择,且会带来体系沿高度方向的刚度变化,没有产生积极效果。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
5、关于权利要求9的创造性
权利要求9要求保护一种抗倾覆转动隔震、减震、耗能体系。对比文件1公开了一种高层建筑结构抗倾覆隔震体系,并具体公开了:设置了水平隔震层,设置底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构,在底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分之间设置竖向的水平隔震层,并在竖向的水平隔震层设置阻尼器、锁定装置、弹簧或弹性支承。竖向的隔震层与水平隔震层相交,其竖向剖面可以是斜线、折线、曲线,水平剖面也可以是折线、曲线。
权利要求9与对比文件1的区别特征为:(1)、局部选择设置固定连接、铰接连接、杆连接、刚性连接,隔震主体部分设置的水平隔震层为具有整体转动能力的曲面,水平隔震层竖向剖面为具有转动能力的曲线形、弧形,隔震结构具有摆式隔震功能;竖向抗侧力构件或结构高度可与隔震主体不等高;(2)、设置耗能抗震缝。基于上述区别特征,权利要求9实际解决的技术问题为:如何增加结构的抗震能力。
对于区别特征(1),局部选择设置固定连接、铰接连接、杆连接、刚性连接,以加强体系的整体性是本领域技术人员的常规技术措施;进一步地,选择摆动减震方式,将隔震主体部分设置的水平隔震层为具有整体转动能力的曲面,水平隔震层竖向剖面为具有转动能力的曲线形、弧形,隔震结构具有摆式隔震功能是本领域的常规技术手段。例如,古建小雁塔的结构,塔基就是一个弧形半圆球体,像一个不倒翁一样(参见证据3),设有转动中心,具有摆式隔震、转动隔震效果。而竖向抗侧力构件或结构的高度与隔震主体不等高只是常规的技术选择,且会带来体系沿高度方向的刚度变化,没有产生积极效果。
对于区别特征(2),具体参见对权利要求1的相关评述,可知,对比文件4公开了设置耗能抗震缝,而且该特征在对比文件4中和在本申请权利要求中的作用相同,也起到减震耗能的作用。
综上,在对比文件1的基础上结合对比文件4和本领域的公知常识,得出该权利要求的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
6、关于权利要求10的创造性
权利要求10要求保护一种抗倾覆减震、耗能体系。对比文件1公开了一种高层建筑结构抗倾覆隔震体系,也具备耗能效果,并具体公开了:设置底部固定的竖向抗水平侧力构件或结构,在底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分之间设置竖向的水平隔震层,此竖向的水平隔震层具有水平相对位移空间,并在竖向的水平隔震层设置阻尼器、锁定装置、弹簧或弹性支承。
其中权利要求1、3、5、6、9任一项所述的体系不具备创造性,具体参见上述关于权利要求1、3、5、6、9的评述。
权利要求10与对比文件1相比,其他区别特征为:(1)、结构主体设置薄弱层或变形能力大的结构层,形成减震、耗能体系;薄弱层或变形能力大的结构层与水平隔震层组合设置;结构主体下部的连接方式为固定连接而采用这种结构体系;竖向抗侧力构件或结构的高度与结构主体不等高;(2)、设置耗能抗震缝。基于上述区别特征,权利要求10实际上为结构主体下部不设水平隔震层的减震体系,其实际解决的技术问题为:如何增强结构的减震能力。
对于区别特征(1),结构主体设置薄弱层或变形能力大的结构层,形成减震、耗能体系,是本领域技术人员的公知常识,但通常设置在非承重的部位,容许出现破坏,以保护主体结构和构件;进一步地,选择薄弱层或变形能力大的结构层与水平隔震层组合设置是本领域的常规技术手段。而竖向抗侧力构件或结构的高度与隔震主体不等高只是常规的技术选择,且会带来体系沿高度方向的刚度变化,没有产生积极效果。
对于区别特征(2),具体参见对权利要求1的相关评述,可知,对比文件4公开了设置耗能抗震缝,而且该特征在对比文件4中和在本申请权利要求中的作用相同,也起到减震耗能的作用。
综上,在对比文件1的基础上结合对比文件4和本领域的公知常识,得出该权利要求的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
7、针对复审请求人意见陈述的答复:
复审请求人的答复复审意见归纳如下:
(1)、本申请中的加强层用于隔震结构,加强层或加强臂上下具有大位移、大变形能力,不会在加强层附近形成破坏;加强层或加强臂上下不会形成复杂应力状态,隔震结构部分对加强臂或加强层反而有卸载作用;加强臂或加强层仅仅受到隔震支座或铰支座或二力杆连接产生的水平或竖向力,而水平力极小,导致底部固定的抗震结构部分受到的水平力也远小于常规选择的抗震结构加强层受力;而常规选择及证据1中加强层上下与结构是刚性连接,不允许任何大位移,导致应力集中。常规选择的加强层与本申请中的加强层或加强臂是完全不同的。
(2)、常规选择是设置抗震缝或在抗震缝中设置阻尼器,或者在隔震层中设置阻尼器形成隔震耗能层,这与本申请中的耗能抗震缝不同,本申请对耗能抗震缝有明确的定义。本申请的耗能抗震缝既与抗震结构抗震缝不同,又与在抗震结构抗震缝中设置阻尼器的抗震缝不同,更与耗能减震结构体系中的局部内部耗能缝不同,而且这些对比结构均为抗震结构,而本申请却是隔震结构。在两者中缝的功能、位置、机制均不同。
(3)、本申请中底部固定的竖向抗侧力构件或结构与隔震主体部分之间的局部位置在水平向设置固定连接、铰接或杆连接,可以实现水平隔震与摆动隔震的组合,是对比文件1以及常规抗震结构不具备的功能。
(4)、证据3中的结构不能在上部结构与基础之间形成隔震层,只有大震下才有转动能力,而且转动后无法复位,并非隔震结构,而本申请地基与基础之间通过整体转动隔震层连接。两者是完全不同的。
(5)、竖向抗侧力构件或结构的高度与隔震主体不等高,给结构体系带来沿高度方向的刚度变化,是本申请的优势和灵活性。
(6)、对比文件1是水平隔震,无整体转动能力,而本申请隔震大位移自由度是整体转动方向,无水平方向大位移能力,两者是完全不同的隔震方式和隔震自由度。
(7)、本申请专门设置水平或转动薄弱层,是与常规的抗震结构、耗能结构不同的结构形式,没有倒塌的可能性,起到了抗倾覆作用。
(8)、本申请的隔震层与耗能层是分开的,实现了先隔震后耗能,本申请特定的结构形式有安全储备及冗余度,是与常规结构形式完全不同的,通过其构造进行常规的功能分析可以清晰得出明确结论。
合议组经审查后认为:(1)、在高层结构中设置加强层是为了增强外围结构与核心结构之间的联系,增大结构整体刚度和减小结构在水平荷载和地震作用下的侧向变形,而权利要求中的体系也相当于框架-核心筒结构,其中的加强层或加强臂显然也起着增大结构整体刚度的作用。而且,加强层或加强臂与抗侧力构件或结构的连接方式是本领域技术人员熟知的,其对结构所起的作用,例如整体摆动,抗倾覆作用等,也是本领域技术人员可以预期的,不能因为加强层与隔震结构之间有了连接就认为这不是加强层了。尽管权利要求与证据1及常规选择的隔震方式不完全相同,但本领域技术人员为了达到结构体系抗倾覆减震的目的,基于对就加强层或加强臂的技术效果的认识,容易想到在设置了水平隔震层的体系中,在结构局部设置加强层或加强臂,因此可以由对比文件1和对比文件4及公知常识相结合而得到权利要求的技术方案,因而权利要求不具备创造性。
(2)、抗震缝是为避免建筑物破坏案抗震要求设置的垂直的构造缝,该缝一般设置在结构变形的敏感部位,沿着房屋基础顶面全面设置,使得建筑分成若干刚度均匀的单元独立变形。本申请中的耗能抗震缝的定义为:隔震主体各部分之间需要设置抗震缝时,抗震缝可设计为具有回复能力、耗能能力、限位能力、调频能力,因此可在抗震缝中选择设置阻尼器、锁定装置、弹性支承。在对比文件4中,将建筑物的整体结构沿竖直方向分成两个以上部分,其间设置抗震缝2,缝内设滑动节点,由滑动阻尼器8连接相邻两部分,消耗了地震能。可见,对比文件4公开了耗能抗震缝。复审请求人声称的对比文件4公开的不是耗能抗震缝的意见不能被接受。
(3)、在筒体结构,即本申请中底部固定的竖向抗侧力构件或结构,与隔震主体部分之间的局部位置在水平向设置固定连接、铰接或杆连接,是高层结构中常规的连接构造,其作用也是本领域技术人员可以预期的。
(4)、证据3只是提供了设置转动隔震方式的启示,事实上转动隔震方式存在很多,而且进行隔震支座的不同设置是本领域技术人员的常规技术手段。进一步地,在该隔震方式下,竖向抗侧力构件或结构与隔震主体之间设置固定连接、铰接连接或杆连接,以及局部设置加强臂的技术手段及其效果也是本领域技术人员熟知的。
(5)、复审请求人声称,竖向抗侧力构件或结构的高度与隔震主体不等高是本申请的优势和灵活性。具体说明了竖向抗侧力构件或结构的高度低于隔震结构主体高度,可以有效避免转动中心上方的结构碰撞,保证隔震结构部分的整体性,但对于竖向抗侧力构件或结构的高度高于隔震主体高度的情形,没有说明其有益效果,在说明书的实施例中,也给出了竖向抗侧力构件或结构的高度等于隔震主体高度的情形。由此可见,复审请求人的意见基础与权利要求明显不相应。竖向抗侧力构件或结构的高度与隔震主体高度的关系是本领域技术人员的常规选择。
(6)、对比文件1虽然没有公开大位移自由度能力,但是由对权利要求创造性的评述可知,这些区别技术特征可以由本领域技术人员根据需求结合公知常识而得到。
(7)、关于设置水平或转动薄弱层后没有倒塌的可能性,这一结论过于绝对并不可信。本领域技术人员对结构出现薄弱层已有认识(参见证据1,第8页第2段),基于该认识而采取相应技术措施来保证结构总体安全是本领域的公知常识。
(8)、本申请的耗能抗震缝能够实现先隔震后耗能这一主张并没有理论依据,复审请求人承认只是通过常规的功能分析得出结论。但是本领域技术人员公知,结构地震反应非常复杂,地震发生时,产生横波和纵波,水平作用和竖向作用同时存在,隔震耗能两个作用不可能截然分开。对竖向地震的研究表明,竖向隔震刚度与结构承载力存在矛盾,高层结构振型复杂、频率密集,受力性能复杂,目前对三维隔震的研究正是研究热点,可见,仅凭常规推理显然不能得出令人信服的结论。
综上所述,合议组对复审请求人的陈述意见不予支持。
基于上述事实和理由,合议组依法作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2019年3月4日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。


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