[實用新型]剪刀撐機構伸臂桁架消能減震系統

有效

• 申請號: 201822125980.4
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN209620734U
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 薛建陽;劉錦洋;羅崢;隋*
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本實用新型公開了一種剪刀撐機構伸臂桁架消能減震系統，包括設置在核心筒和框架柱之間的伸臂桁架，伸臂桁架端部連接一個由兩對相互鉸接的連接桿鉸接一阻尼器的減震機構；其中兩對連接桿一端與伸臂桁架的上弦桿連接處的外端鉸接，另一端鉸接在框架柱的斜下方，與伸臂桁架的下弦桿在同一水平面上。通過滿足剪刀撐和阻尼器連接的長度與角度以及伸臂桁架自核心筒伸出長度和伸臂桁架高度的關系，實現伸臂杠桿的放大作用來提高阻尼器的耗能效率。本實用新型的位移放大系數為10.0左右，本實用新型系統減震效果好，工作效率高。

技術領域

本實用新型涉及土木結構工程領域，特別是在一種剪刀撐機構伸臂桁架消能減震系統。

背景技術

隨著我國社會經濟的發展和城市化進程的加快，超高層建筑發展迅速。在地震和風荷載作用下，建筑本身消耗的能量比較有限，目前普遍采用消能減震技術來耗散或吸收地震輸入結構中的能量。阻尼器因能有效提高結構的抗震性能和經濟性，已逐漸應用于超高層建筑設計中。但是阻尼器的布置方式對其工作效率影響很大，通常用位移放大系數來判斷阻尼器工作效率的好壞，傳統的阻尼器布置形式主要有對角布置機構(見圖1)、人字布置機構、剪刀撐布置機構和套索布置機構(見圖2)。對角支撐、人字支撐和套索支撐是利用結構層間剪切變形來發揮阻尼器的作用，對角機構和人字形機構的位移放大系數f＜1，放大系數過小，工作率較低。單獨設置的剪刀式機構雖然屬于放大型機構，但是對一些高剛度結構來說，這種布置結構的放大系數f依然不夠高，減震效果一般。而加強層中在伸臂桁架端部豎向布置阻尼器是利用結構彎曲變形來發揮阻尼器的作用，可以通過伸臂杠桿的放大作用來提高阻尼器的耗能效率，該種布置阻尼器位移放大系數f與伸臂長度和伸臂桁架高度正相關。

超高層建筑框架-核心筒結構體系通常在建筑設備層(或避難層)設置伸臂桁架，形成剛性加強層，增強結構整體抗側剛度和抗傾覆能力。但這樣設置以后結構的整體剛度變大導致周期變短，地震作用增大，同時還會引起核心筒內力突變，形成薄弱層，致使核心筒破壞嚴重，后期修復難度大。為了解決結構抗震設計問題，需要對現有的伸臂桁架進行改進。

實用新型內容

為解決現有技術中存在的上述缺陷，本實用新型的目的在于提供一種剪刀撐機構伸臂桁架消能減震系統，在傳統的剛性伸臂桁架中布置阻尼器形成一種帶阻尼器的伸臂桁架(又稱柔性加強層)；第二提供了一種放大阻尼器耗能效果的剪刀式變形布置裝置；二者結合最終提供了一種剪刀撐機構伸臂桁架消能減震系統，該布置機構創造性地將結構側移在阻尼器兩端進行有效放大，充分發揮阻尼器的耗能效率，提高風荷載和地震作用下結構的附加阻尼比，減震效果更好。為保證剪刀撐結構在罕遇地震下的安全性，確保阻尼器發揮作用，本實用新型采用相關的構造措施來防止裝置在罕遇地震作用下平面外失穩。

本實用新型是通過下述技術方案來實現的。

一種剪刀撐機構伸臂桁架消能減震系統，包括設置在核心筒和框架柱之間的伸臂桁架，伸臂桁架端部連接一個由兩對相互鉸接的連接桿鉸接一阻尼器的減震機構；其中兩對連接桿一端與伸臂桁架上弦桿與斜腹桿連接處的外端鉸接，另一端鉸接在框架柱的斜下方，與伸臂桁架的下弦桿在同一水平面上；

對于上述技術方案，本實用新型還有進一步優選的方案：

優選的，所述伸臂桁架包括上弦桿、下弦桿及斜腹桿，斜腹桿呈斜對角交叉連接在上弦桿和下弦桿之間；伸臂桁架一端與核心筒相連，另一端斜腹桿與上弦桿交叉連接處通過端板與耳板相連。

優選的，所述端板采用焊接或螺栓連接將端板與兩個耳板固定連接,所述第三連桿和第四連桿的上端與耳板通過轉動軸鉸接。

優選的，所述減震機構包括相互鉸接的第一連桿和第三連桿、第二連桿和第四連桿，阻尼器通過蓋板分別與第三連桿和第四連桿鉸接；在各連桿的端部分別鉸接有耳板。

優選的，所述耳板分別將第三連桿和第四連桿通過端板與伸臂桁架外端上弦桿與斜腹桿交叉處連接；所述耳板分別將第一連桿和第二連桿通過節點板與框架柱相連。