[發明專利]一種帶恢復功能的減隔震結構及其設計方法

有效

• 申請號: 201710843947.2
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107780444B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 陳偉;陶忠;余登;葉鑫
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: E02D31/08
• 分類號: E02D31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種帶恢復功能的減隔震結構的設計方法，其特征在于：帶恢復功能的減隔震結構，包括上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）、預制消能構件（4）、滑塊（5）、滑動曲面（6）和剛性地基基礎（7）；

所述上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）中的一種支撐在滑動曲面（6）上，上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）中的另一種支撐在剛性地基基礎（7）上，支撐在滑動曲面（6）上的上部結構底部與滑動曲面（6）之間放置滑塊（5），上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）均有各自獨立的外伸剛性連梁/樓板（3），通過預制消能構件（4）將上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）的剛性連梁/樓板（3）相互連接；

所述方法步驟如下：

S1、根據TMD減震原理，初步選定上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）的各構件截面尺寸和材料參數，初步確定滑動曲面（6）的曲面半徑和摩擦系數大小；其中材料參數包括材料種類、材料強度等級；

S2、根據建筑的空間尺度，選擇合適的預制消能構件（4）布置于減隔震結構相應位置中，通過時程分析的方法計算減隔震結構在小震作用下的響應，計算后，上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）彈性余度處于50%-80%范圍時，通過調整上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）的截面尺寸、材料參數以及預制消能構件（4）的材料參數，確保上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）在小震作用下處于彈性狀態。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述通過預制消能構件（4）將上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）的剛性連梁/樓板（3）相互鉸接。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：還包括步驟S3：

S3、通過時程分析的方法計算步驟S2中調整后的結構在中震作用下的響應，計算后，上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）彈性余度處于30%-60%范圍時，以改變上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）的固有頻率為原則，調整上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）的截面尺寸、結構布置；通過調整上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）的截面尺寸及結構布置仍不能滿足要求時，調整滑動曲面（6）的滑面半徑；調整后的結構必須令上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）在中震作用下處于彈性狀態。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：還包括步驟S4：

S4、通過時程分析的方法計算步驟S3中調整后的結構在大震作用下的響應，計算后，上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）不處于彈性狀態時，先通過步驟S3中的方法進行調整，調整后仍不能滿足上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）處于彈性狀態時，應增大滑動曲面（6）的摩擦系數或采用更高效的預制消能構件（4）；調整后的結構在大震作用下，上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）應處于彈性狀態。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：還包括步驟S5：

S5、將步驟S4中確定的結構在小震及中震工況下再驗算一次，確保上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）處于彈性狀態。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：還包括步驟S6：

S6、將步驟S4中確定的結構進行超罕遇地震驗算，至少確保上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）不達到承載能力極限，若上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）超過承載能力極限時，則通過增大滑動曲面（6）的摩擦系數和更換更高效的預制消能構件（4）進行調整，使上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）不超過承載能力極限，并滿足上部結構Ⅰ（1）、上部結構Ⅱ（2）在小震、中震、大震下處于彈性狀態。