[發明專利]搖擺墻結構體系以及采用該體系的海洋平臺

無效

• 申請號: 201110391295.6
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN103132597A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 張紀剛;趙鐵軍;張同波;王勝;高嵩;禚煥文
• 申請（專利權）人: 青島理工大學;青建集團股份公司
• 主分類號: E04B1/00
• 分類號: E04B1/00;E04B1/98;E04B1/38;E02B17/02
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

技術領域

本發明涉及一種建筑結構體系，尤其涉及一種海洋平臺用的結構體系。

背景技術

構筑物在外力(地震)作用下，結構變形集中、耗能能力差，容易引起層倒塌，這在歷次地震中屢見不鮮。因此，有必要從結構體系角度出發，提出改善結構抗震性能的方法。

搖擺墻(Rocking-wall)是一種具有特殊構造的墻體，它在墻底鉸接，具有一定的轉動能力。將搖擺墻與框架結構結合，就形成了框架搖擺墻結構體系。框架搖擺墻結構體系附加了搖擺墻子結構后，有效控制了結構的屈服機制，使塑性鉸主要產生在梁端，充分發揮整個框架結構的耗能能力，提高了結構的抗震能力。

將搖擺墻與框架結構相結合，可以構成框架-搖擺墻結構，簡稱搖擺墻組件，搖擺墻組件與純框架結構相比較，可以增強結構的整體性，當外部作用過大導致結構產生破壞時，通過搖擺墻的有限旋轉可使外力造成破壞均勻分布或消除，當外部作用結束后使結構復位。例如地震發生時，結構的層間位移趨于一致，防止了局部屈服破壞機制的發生。因此，使用搖擺墻組件可以很大程度上提高建筑結構的抗震能力。

目前，搖擺墻的研究還處于起步階段，還沒有比較簡單且行之有效的構造方法，搖擺墻組件應用于建筑施工過程在技術上還不成熟，尚有墻體連接、節點構造、施工等技術問題需要解決。現有搖擺墻技術還不能實現經濟適用和施工方便的要求，制約了搖擺墻組件的廣泛應用。

發明內容

本發明的技術效果能夠克服上述缺陷，提供一種搖擺墻結構體系，用以解決現有技術中存在的搖擺墻體構造復雜、無法滿足構造簡單、施工方便的應用要求問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：其包括主體件、連接件、搖擺墻體，主體件底端固定設置在地基上，連接件分別與主體件側面、搖擺墻體側面鉸接，搖擺墻體底端與地基鉸接。

將所述連接件連接到預先設置在主體件側面、搖擺墻體側面的預埋件上，通過鉸接結構實現搖擺墻體相對所述主體件在設定角度范圍內擺動。通過連接件的設置，方便的實現了搖擺墻體和主體件之間的連接。施工比較簡單，具有釋放破壞力，允許扭轉的功能，是一種安全可靠、經濟適用、施工方便、構造簡單的搖擺墻結構。框架搖擺墻結構體系與一般框剪結構的區別在于：將剪力墻從固接變成了鉸接，結構體系基本周期顯著延長，墻體承載力需求減少；墻底彎矩被釋放，因此不必在墻底采取加強措施，對基礎的需求也隨之減少。采用搖擺墻加固，結構基本周期變化很小，所以地震中結構基底剪力(包括墻體部分)的增加也將不大，這是采用搖擺墻結構體系的一個優勢。另一方面，搖擺墻底部彎矩被釋放，墻體本身不會受彎破壞，對基礎的抗彎承載力需求少，這是搖擺墻結構體系的另一個優點。

連接件為阻尼器，阻尼器采用粘滯阻尼器或防屈曲支撐或摩擦阻尼器。阻尼器增加了搖擺墻結構體系的阻尼比，減少了搖擺墻結構體系在水平外力，特別是地震力作用下的動力響應。如果在搖擺墻與主體結構間設置阻尼器，則可以進一步增加結構耗能能力，在墻體和基礎間施加預應力還可以使結構有自復位能力。搖擺墻結構體系抗震性能優良，是一種有工程應用前景的新型結構體系。

搖擺墻體內間隔設有墻體縱筋，墻體縱筋采用雙向形狀記憶合金材料。解決了現有許多建筑結構在地震后因較大的殘余變形而不能滿足繼續使用的要求。殘余變形過大的建筑結構往往無法修復到正常使用狀態，最終只能拆除的問題。具備自復位能力的搖擺墻可以顯著減少甚至消除結構震后殘余變形，從而提高了建筑結構的使用壽命。搖擺墻組件性能優良，尤其適用于既有結構的加固，具有廣泛的工程應用前景。

本發明的另一個目的是提供一種采用上述結構體系的海洋平臺，其包括海洋平臺支架、連接件、搖擺墻體，海洋平臺支架底端固定設置在地基上，連接件分別與海洋平臺支架側面、搖擺墻體側面鉸接，搖擺墻體底端與地基鉸接。

連接件為阻尼器。阻尼器采用粘滯阻尼器或防屈曲支撐或摩擦阻尼器。阻尼器可以增強搖擺墻海洋平臺結構的耗能能力，同時，增加搖擺墻結構可使海洋平臺結構的加速度明顯變小，以保證生活區工作人員的舒適度。

搖擺墻體內間隔設有墻體縱筋，墻體縱筋采用雙向形狀記憶合金材料，代替現有的鋼筋。因為海洋環境鋼筋易腐蝕，容易破壞，所以宜采用形狀記憶合金棒材，可有利于復位，使該海洋平臺結構為自復位海洋平臺結構。

搖擺墻與框架結構相結合，構成搖擺墻組件，該結構與框架結構比較，可使水平外力作用時層間位移趨于一致，防止局部層屈服破壞機制的產生，可充分發揮整個結構的抗震、耗能能力，提高結構的抗震、抗倒塌能力。