[實用新型]一種組合式高層結構消能減震加強層

有效

• 申請號: 201420020153.8
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN203716325U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 蔣歡軍;祝玉龍
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本實用新型屬于土木結構工程領域，涉及消能減震結構，特別涉及高層結構的消能減震結構。

背景技術

近一百年來，高層建筑的設計和建造技術取得了迅猛發展。隨著經濟的發展，超高層建筑結構大量興建，已經成為城市快速建設發展的主要趨勢，其中很多超高層建筑采用了中間核心筒與外圍框架相結合的結構形式，通過設置結構加強層來協調核心筒與框架的受力和變形，構成一種高效的抗側力結構體系。加強層通常布置在技術層（設備層、避難層），其高度往往是單層或多層樓高，其抗側剛度比其他樓層大數倍，因此也稱為剛性層。加強層內構件體系一般分為伸臂桁架和環帶桁架兩種形式。二者功能不同，不一定同時設置，但如果設置，一般設在同一層。

加強層的設置可加強中間核心筒和外圍框架柱之間的聯系，加強外圍框架角柱、翼緣柱的連接，減少剪力滯后效應，進一步提高結構的抗側剛度，減小結構的震（振）動反應。在風荷載下，設置加強層是一種減少結構水平位移的有效方法；但是在地震作用下，加強層的設置會引起加強層及其附近樓層處結構剛度突變和內力突變，改變結構的整體傳力路徑，使結構的破壞較易集中在加強層及其附近樓層，由于應力集中而形成薄弱層，導致結構的破壞甚至倒塌，結構的損傷機理難以呈現延性屈服機制。

近年來結構減震控制技術快速發展，在結構的某個部位加設某種附加裝置以調整結構的動力特性或消耗地震能量，使結構在地震作用下的動力響應（如位移、速度和加速度）控制在合理的范圍內。消能減震技術主要是通過在結構的某些部位增設消能器或消能部件，為結構提供一定的附加剛度或附加阻尼，在風荷載或地震作用下主要通過消能部件來耗散輸入結構的能量，以減輕結構的動力反應，從而更好地保護主體結構的安全。綜合以上，對于結構層的剛度，一方面考慮到增加整體結構的抗側剛度，為盡可能減少結構反應，加強層的剛度越大越好；另一方面考慮到結構剛度突變的問題，加強層的剛度不宜過大。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種組合式高層結構消能減震加強層，既能有效提高結構整體抗側剛度，又能緩和結構剛度突變和內力劇增帶來的負面影響，使整體結構達到預定的抗風和抗震性能目標，實現罕遇地震下消能減震、“延性屈服”的機制。

為達到上述目的，本實用新型的解決方案是：

一種組合式高層結構消能減震加強層，包括設置于建筑中間的核心筒和設置于建筑外圍的框架柱，所述核心筒與框架柱之間連接消能減震伸臂桁架，所述消能減震伸臂桁架與框架柱垂直，多個消能減震伸臂桁架形成網格狀結構，繞所述框架柱還設置有消能減震環帶桁架，所述消能減震環帶桁架與框架柱垂直，多個消能減震環帶桁架形成方框狀結構，所述消能減震伸臂桁架包括平行設置的上弦桿和下弦桿，所述上弦桿和下弦桿的兩端分別連接一對框架柱，所述一對框架柱的中段位置處分別設有金屬屈曲型阻尼器，所述上弦桿和下弦桿之間設置多根豎腹桿以及多根普通斜腹桿，位于邊跨處的普通斜腹桿經由金屬屈服型阻尼器連接于框架柱的中段；位于內跨處的多根普通斜腹桿兩端分別連接于上弦桿、下弦桿和豎腹桿的交叉處。

所述消能減震環帶桁架包括平行設置的上弦桿和下弦桿，所述上弦桿、下弦桿串聯連接位于一邊上的多根框架柱，所述上弦桿和下弦桿之間設置有多根普通斜腹桿和四個粘滯阻尼器；所述粘滯阻尼器設置于消能減震環帶桁架的兩側邊跨處，粘滯阻尼器兩端連接于上弦桿、下弦桿和框架柱的交叉處；所述多根普通斜腹桿設置于消能減震環帶桁架內跨處，普通斜腹桿兩端分別連接于上弦桿、下弦桿和框架柱的交叉處。

所述豎腹桿為核心筒的邊緣豎向鋼骨桿件，豎腹桿的位置和數量依據消能減震伸臂桁架與核心筒相互交接貫穿的位置進行設置。

所述上弦桿、下弦桿和普通斜腹桿為普通鋼結構桿件。

所述消能減震加強層高度為一層或兩層層高。

由于采用上述方案，本實用新型的有益效果是：在風荷載作用及眾值烈度地震作用下，結構主要耗能構件主要為粘滯阻尼器；在設防烈度及以上地震作用下，結構主要耗能構件為金屬屈服型阻尼器；能有效地提高結構的整體抗側剛度，實現結構的抗風和抗震性能目標，同時又可以根據結構的實際需求較為靈活地調整加強層的剛度和阻尼，防止結構在地震作用下加強層及其附近樓層由于應力集中而形成薄弱層，使整體結構達到預定的抗震性能目標，實現罕遇地震下消能減震、“延性屈服”的機制。

附圖說明

圖1為本實用新型組合式高層結構消能減震加強層一實施例的平面示意圖；

圖2是圖1所示實施例中消能減震伸臂桁架示意圖；