[發明專利]一種地震免損雙核心自復位搖擺模塊

有效

• 申請號: 201810432436.6
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108590303B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 胡書領;王偉
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

本發明涉及一種地震免損雙核心自復位搖擺模塊，包括：布置在地基上的兩個鉸接基座(3)；底端與所述鉸接基座(3)鉸接的兩個剛性搖擺核心結構(1)；自復位耗能組件(4)：沿豎向布置在兩個剛性搖擺核心結構(1)之間，其兩側分別連接所述兩個剛性搖擺核心結構(1)。與現有技術相比，本發明構造簡單，結構作用機理清晰明確，耗能能力強，自復位性能穩定，且震后無需修復或更換，可用于既有結構的抗震加固，也可作為新建結構的抗側力體系，具有廣泛的推廣應用價值。

技術領域

本發明屬于建筑工程技術領域，涉及一種地震免損雙核心自復位搖擺模塊。

背景技術

以往的震害調查表明，大部分既有框架抗側結構體系不滿足最新抗震規范要求，如既有混凝土框架結構體系、抗彎鋼框架結構體系、中心支撐鋼框架結構體系等，在大震作用下，結構的塑性變形集中在某一層，而其他樓層抗側構件損傷較小，或依然處于彈性狀態，從而產生薄弱層破壞，嚴重的將導致結構倒塌。已有研究表明，底部鉸接的剛性搖擺核心可以防止結構在大震作用下出現薄弱層破壞，防止結構倒塌。自復位耗能搖擺核心具有有效控制結構變形模式、使結構構件充分發揮耗能能力和震后可恢復性等優勢。自復位耗能搖擺核心在既有框架結構體系抗震加固中，具有很大的應用前景。

目前關于底部鉸接的自復位耗能搖擺核心多停留在概念和理論研究，實物和實際工程應用較少，且目前關于自復位耗能搖擺核心的研究多采用預應力筋實現搖擺核心自復位，但預應力筋需要現場張拉，施工過程繁瑣。預應力筋與基礎的錨固施工困難，甚至實際工程中很難實現。且預應力筋的緊固件長時間會產生松動，造成預應力筋的應力松弛，嚴重影響結構性能。預應力筋的變形能力有限，如果在地震過程中，結構發生較大變形，預應力筋的應變超過其屈服應變，則震后需要對預應力筋進行更換并重新錨固張拉，過程繁瑣且價格昂貴。目前，搖擺核心的耗能主要通過金屬阻尼器在地震作用下發生塑性變形實現。已有研究表明，金屬阻尼器在一次地震產生較大塑性變形后，其耗能能力顯著降低，無法保證結構在余震作用下的安全。由于金屬阻尼器產生較大的塑性變形，震后拆卸困難，全部更換的費用也較高。本發明正是基于上述問題而提出的。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種地震免損雙核心自復位搖擺模塊，利用具有過載保護的自復位耗能組件(環簧組機構)為剛性搖擺核心結構提供耗能和自復位能力，可以通過調整環簧組中內、外環的個數，靈活設計剛性搖擺核心結構的抗側剛度和變形能力。在整個地震過程中，地震免損雙核心自復位搖擺模塊中的各組件均保持彈性，震后無需修復或更換。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明的目的在于提出一種地震免損雙核心自復位搖擺模塊，包括：

布置在地基上的兩個鉸接基座；

底端與所述鉸接基座鉸接的兩個剛性搖擺核心結構；

自復位耗能組件：沿豎向布置在兩個剛性搖擺核心結構之間，其兩側分別連接所述兩個剛性搖擺核心結構。

所述的自復位耗能組件可以通過自身的滯回特性為剛性搖擺核心結構提供耗能和自復位能力，其優選包括剛性螺桿、第一連接件、第二連接件、兩個限位件和兩套自復位耗能單元，其中，所述第一連接件套設在剛性螺桿外側并可沿其軸向滑動，所述第二連接件套在第一連接件上并可與其發生沿軸向的相對滑動，所述兩個限位件分別布置在剛性螺桿上下兩端，所述兩套自復位耗能單元設置在剛性螺桿上，并分別位于所述第一連接件或第二連接件與限位件之間，所述的第一連接件和第二連接件還分別連接所述兩個剛性搖擺核心結構。

更優選的，所述的自復位耗能單元始終處于受壓狀態。

更優選的，所述的自復位耗能單元為環簧組，其包括間隔套設在剛性螺桿上并可沿其移動的內環，在兩個相鄰內環上還套有一個外環，所述外環的內側表面分別抵住相鄰兩個內環的外側表面，并對所述兩個相鄰內環施加使其相對遠離的擠壓力。