[發明專利]一種適用于懸掛式建筑結構中的自減振/震水池及其安裝方法

有效

• 申請號: 200810026649.5
• 申請日: 2008-03-06
• 公開（公告）號: CN101260690A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 陳星;李娜;王華林;江剛;朱耀洲;林撲強;郭偉杰;許瀅;郭勇超;張權;黃進雄;莊英武
• 申請（專利權）人: 廣東省建筑設計研究院
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04B1/18
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司
• 代理人: 劉小敏

技術領域

本發明涉及建筑結構中的減震裝置及其安裝方法，特別是涉及一種適用于懸掛式建筑結構中的自減振/震水池及其安裝方法。

背景技術

常規的建筑結構中，大部分的豎向構件先由基礎固定后，然后再支承起整個建筑結構，而在懸掛的空間結構中，僅設置了少量剛度較大的落地鋼筒體或混凝土核心筒，既承受豎向荷載，又作為結構的主要抗側力構件，在核心筒2的中部或頂部設置懸臂大梁或懸臂桁架1，再由懸臂大梁或懸臂桁架上伸出吊桿，懸掛起其下方的各懸掛樓層3(參見圖2)。懸掛的空間結構與一般形式的結構體系不同，豎向荷載首先通過吊桿傳到懸臂梁或懸臂桁架，再通過懸臂梁或懸臂桁架傳至核心筒，其傳力途徑不直接，結構受力情況復雜。在地震的情況下，核心筒承擔了整座建筑的地震作用，是結構中唯一的抗震防線；而且采用此體型的建筑重心多偏高，導致水平地震作用的合力位置偏高，傾覆力矩增長；另外，建筑結構對豎向振動很敏感。因此，懸掛空間結構的抗震性能比一般的結構體系相對較差。懸掛的空間結構中的大部分豎向桿件是從自身可變形的懸臂梁或懸臂桁架引伸出來的，其撓度隨著荷載變化，各構件的振動會相互影響、傳遞和疊加，甚至多振源產生共振等等，因此，這類結構的減振/震設計是至關重要的。另外，懸掛結構大多為大跨度的空間結構，除需考慮水平地震作用，更重要的是要考慮豎向地震作用，且人行荷載所產生的振動也不可忽視。

現有技術中，在基礎與建筑主體結構之間設置隔震設備以減小地震作用，或者柱與柱之間、梁與墻之間，或者在樓板下安裝大量的調諧質量阻尼器，從而達到減振/震效果。其不足之處是：(1)由于懸掛空間結構僅靠少量落地核心筒承受豎向荷載，筒體所需的基礎反力通常較大，若在基礎上設置隔震設備，則必然會對設備的承載力及剛度提出較高的要求，需要較大的經濟投入，且基礎隔震僅能減小水平地震作用下的變形，對豎向地震作用下結構的響應影響不大，也不能完全消除共振的危險性；(2)若在構件之間或樓板下安裝調諧質量阻尼器，那些宛如支撐的阻尼裝置會嚴重影響建筑美觀，甚至阻礙了建筑的分隔。

目前，尚缺乏只需簡單的利用建筑結構自身條件，通過增加少量附加構件，既可作為建筑結構的一部分，同時又能對結構本身起到阻尼減振/震的作用的減振/震裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于懸掛式建筑結構中的自減振/震水池及其安裝方法，通過在懸掛結構內跨，安裝建筑水池，形成建筑結構的自減振/震裝置，從而達到減小振動，特別是減小豎向振動的目的，在不影響建筑外觀效果的前提下，投資成本低，減振效果好。

本發明的技術方案可以通過以下的措施來實現：一種適用于懸掛式建筑結構中的自減振/震水池，包括水池主體和水池頂板，其特征在于所述的水池位于懸掛式建筑結構的內跨區，所述水池的至少一側用于與梁相連。本發明所述的自減振/震水池，可以在建筑結構中靈活布置，形式多樣，可以是一個獨立的水池；所述的自減振/震水池也可以由多個水池組成，此時，所述的構成自減振/震水池的每個水池的至少一側用于與梁相連。

本發明在懸掛式建筑結構中，在懸掛內跨區設有自減振/震水池，當建筑主體結構在荷載作用下發生振動時，水池內的液體也會相應的發生振蕩，但液體振蕩會滯后于主體結構的振動，液體振蕩時所產生的動水壓力會反作用于剛性容器——水池，并傳到主體結構上，從而對主體結構的振動產生影響，這個影響是慣性力和耗能作用的組合，利用水池內液體與主體結構間的不協調振動，阻尼的耗能作用和慣性的吸振作用，減小振動對主體結構的影響。由于將水池布置在懸掛結構的內跨區，除了減小振動外，同時還對懸臂部分產生的彎矩起到平衡作用。

當建筑結構無天井時，所述的自減振/震水池可以設置在懸掛結構內跨區中的任意位置，如設置在內跨區的建筑結構的樓面上。為使水池的作用最大化，本發明所述的自減振/震水池最好居中布置在懸掛結構的內跨區，且水池下面需設有樓面鋼梁。

當建筑結構中設有天井時，本發明可以作如下改進，所述的自減振/震水池可以為由多個水池組成的環狀水池，即多個水池沿天井周邊呈環形布置，從而使水池的作用最大化；所述的環狀水池的內圈應盡量沿著天井的邊緣，且環狀水池的內圈不可超出天井的邊緣，否則會影響建筑觀感。所述的構成環狀水池的每個水池的俯視輪廓可以為矩形、三角形等幾何形狀或不規則形狀，主要根據具體的設計要求而定。

本發明可以作如下改進，所述的自減振/震水池可以位于懸掛式建筑結構的頂部，所述水池的其中一側用于與樓層次梁的連接，另一側用于與桁架上弦弦桿的連接。