[發(fā)明專利]一種可變阻尼的加強(qiáng)層

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310139429.4
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN103233526A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸新征;蔣慶;盧嘯
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，特別涉及一種可變阻尼的加強(qiáng)層。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量興建超高層建筑已成為城市建設(shè)的主要趨勢，其中很多超高層建筑采用了中間核心筒與外圍框架相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，通過設(shè)置加強(qiáng)層來協(xié)調(diào)核心筒與框架間的受力和變形。加強(qiáng)層通常布置在技術(shù)層(建筑設(shè)備層,避難層)，其高度往往是一層樓高,剛度比其它水平構(gòu)件大數(shù)十倍,因此也稱加強(qiáng)層為剛性層,加強(qiáng)層構(gòu)件有三種類型：一是伸臂,二是環(huán)向構(gòu)件,三是腰桁架和帽桁架。

加強(qiáng)層可以有效的提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度,減少結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載或地震作用下的水平側(cè)移，但是在加強(qiáng)層及其附近樓層，結(jié)構(gòu)的剛度突變，在地震作用下，結(jié)構(gòu)的損傷機(jī)理難以呈現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”的延性屈服機(jī)制,加強(qiáng)層及其附近樓層由于應(yīng)力集中很容易形成薄弱層,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞甚至倒塌，因此對于加強(qiáng)層的剛度，一方面考慮到增加整體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，加強(qiáng)層的剛度越大越好；另一方面考慮到結(jié)構(gòu)剛度突變的問題，加強(qiáng)層的剛度不宜過大，所以研發(fā)一種加強(qiáng)層，使整體結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定的抗震性能目標(biāo)，在罕遇地震作用下，能起到消能減震作用，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種可變阻尼的加強(qiáng)層，可以有效的提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度及抗風(fēng)和抗震性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種可變阻尼的加強(qiáng)層，包括設(shè)置于建筑中間的核心筒1及設(shè)置于建筑外圍的若干框架柱2，所述核心筒1與框架柱2之間連接可變阻尼的伸臂桁架3。

所述伸臂桁架3為伸臂或腰桁架或帽桁架。

所述可變阻尼斜腹桿5由防屈曲支撐11以及與防屈曲支撐11配合的粘滯阻尼器10構(gòu)成。

所述上弦桿6、下弦桿9和豎腹桿8采用鋼結(jié)構(gòu)。

所述可變阻尼的加強(qiáng)層高度為一層層高或兩層層高。

所述伸臂桁架3與框架柱2垂直，多個(gè)伸臂桁架3形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。

繞所述框架柱2設(shè)置有可變阻尼的環(huán)向桁架4。

所述環(huán)向桁架4與伸臂桁架3均包括有平行的上弦桿6和下弦桿9，上弦桿6和下弦桿9之間設(shè)置豎腹桿8、可變阻尼斜腹桿5和普通斜腹桿7。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)在溫度荷載下變形和徐變得到放松，減少結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，在風(fēng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)主要耗能構(gòu)件主要為粘滯阻尼器，當(dāng)結(jié)構(gòu)在設(shè)防烈度及以上地震作用下，結(jié)構(gòu)的主要耗能構(gòu)件為防屈曲支撐，有效的提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度及抗風(fēng)和抗震性能，同時(shí)又可以根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要較為靈活的調(diào)整加強(qiáng)層的剛度，防止結(jié)構(gòu)在地震作用下加強(qiáng)層及其附近樓層由于應(yīng)力集中很容易形成薄弱層。

附圖說明

圖1是本發(fā)明平面示意圖。

圖2是本發(fā)明伸臂桁架示意圖。

圖3是本發(fā)明可變阻尼斜腹桿示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

如圖1所示，一種可變阻尼的加強(qiáng)層，其目的是為了提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度及抗風(fēng)和抗震性能，由可變阻尼的伸臂桁架3和環(huán)向桁架4結(jié)合原結(jié)構(gòu)體系組成，原結(jié)構(gòu)體系包括設(shè)置于建筑中間的核心筒1及設(shè)置于建筑外圍的若干框架柱2，伸臂桁架3連接在核心筒1與框架柱2之間，與框架柱2垂直，

多個(gè)伸臂桁架3形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。環(huán)向桁架4繞多個(gè)框架柱2設(shè)置。在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)僅設(shè)置伸臂桁架3，不設(shè)置環(huán)向桁架4。伸臂桁架3的目的是增大框架柱2的軸力，使得框架的抗傾覆力矩也得到提高，從而起到增大整體結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的目的。環(huán)向桁架4能加強(qiáng)外圍框架柱2的聯(lián)系，起到加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性的作用，也同時(shí)起到協(xié)調(diào)框架豎向變形，減小豎向變形差的作用，可使其受力均勻。可變阻尼的伸臂桁架3和可變阻尼的環(huán)向桁架4一般采用鋼結(jié)構(gòu)。

伸臂桁架3與環(huán)向桁架4結(jié)構(gòu)一致，如圖2所示，包括有平行的上弦桿6和下弦桿9，上弦桿6和下弦桿9之間設(shè)置豎腹桿8、可變阻尼斜腹桿5和普通斜腹桿7。實(shí)際中伸臂桁架3利用一個(gè)樓層的高度，上弦桿6和下弦桿9為原結(jié)構(gòu)體系的梁，豎腹桿8為原結(jié)構(gòu)體系的柱和核心筒，受壓斜腹桿為普通斜腹桿7，采用防屈曲支撐，受拉斜腹桿采用可變阻尼斜腹桿5。

如圖3所示，可變阻尼斜腹桿5由防屈曲支撐11以及與防屈曲支撐11配合的粘滯阻尼器10構(gòu)成，粘滯阻尼器10可以使得結(jié)構(gòu)在溫度荷載下變形和徐變得到放松，減少結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，在風(fēng)荷載作用下，可變阻尼斜腹桿5的速度較小，粘滯阻尼器10出力較小，防屈曲支撐11受力較小，結(jié)構(gòu)主要耗能構(gòu)件主要為粘滯阻尼器10，當(dāng)結(jié)構(gòu)在設(shè)防烈度及以上地震作用下，可變阻尼斜腹桿5的速度增大，粘滯阻尼器10出力增大，防屈曲支撐11受力增大，結(jié)構(gòu)的主要耗能構(gòu)件為防屈曲支撐11。