[發(fā)明專利]一種滑動式承載-減振/震雙功能組合柱

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• 申請日: 2022-05-05
• 公開（公告）號: CN114737712A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設計）人: 房曉俊
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州大學
• 主分類號: E04C3/34
• 分類號: E04C3/34;E04C3/32;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 廣州高炬知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44376
• 代理人: 劉志敏

本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)件技術領域，公開了一種滑動式承載?減振/震雙功能組合柱，包括中心對稱布置的中空夾層鋼管混凝土外柱和實心鋼管混凝土內(nèi)柱；外柱與內(nèi)柱之間沿高度方向布置若干橫向連接的彈簧和阻尼器；內(nèi)柱柱頂和柱底各設置一個滑動裝置；外柱通過在柱頂和柱底各設置一塊連接鋼板與內(nèi)柱組成一個整體。該滑動式承載?減振/震雙功能組合柱，在靜荷載作用下內(nèi)柱和外柱共同承受豎向荷載，具備與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)柱等同的承載能力；在地震作用下，可視為結(jié)構(gòu)?TMD系統(tǒng)，其中外柱相當于主體結(jié)構(gòu)部分，內(nèi)柱與彈簧和阻尼器共同組成TMD系統(tǒng)，實現(xiàn)“調(diào)頻諧振”的作用，通過結(jié)構(gòu)改進與能量分配之間的協(xié)同作用，從而保護主體結(jié)構(gòu)的安全。

技術領域

本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)件技術領域，具體涉及一種滑動式承載-減振/震雙功能組合柱。

背景技術

隨著工程建造技術的快速發(fā)展和結(jié)構(gòu)形式的不斷豐富，各種高聳結(jié)構(gòu)的建筑或者路橋不斷被興建。由于高聳結(jié)構(gòu)自身的固有阻尼較低，在受到強烈的地震作用時會產(chǎn)生過大的不利響應，可能導致結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴重破壞甚至倒塌，危及人員的生命安全，給經(jīng)濟和社會造成嚴重的不利影響。因此，有必要采取措施減輕此類結(jié)構(gòu)的不利振動，以提高結(jié)構(gòu)的安全性，延長其使用壽命。

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)因其卓越的抗震性能被廣泛應用于高聳結(jié)構(gòu)。然而，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在高聳結(jié)構(gòu)中作為主要的受力構(gòu)件，其自身的耗能能力有限，在地震中損傷破壞較嚴重，且震后不易修復，不符合韌性結(jié)構(gòu)的抗震設計新理念。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種滑動式承載-減振/震雙功能組合柱，在靜荷載作用下內(nèi)柱和外柱共同承受豎向荷載，具備與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)柱等同的承載能力；在地震作用下，可視為結(jié)構(gòu)-TMD系統(tǒng)，其中外柱相當于主體結(jié)構(gòu)部分，內(nèi)柱與彈簧和阻尼器共同組成TMD系統(tǒng)，實現(xiàn)“調(diào)頻諧振”的作用，通過結(jié)構(gòu)改進與能量分配之間的協(xié)同作用，從而保護主體結(jié)構(gòu)的安全。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種滑動式承載-減振/震雙功能組合柱，包括中空夾層鋼管混凝土外柱和實心鋼管混凝土內(nèi)柱，其特征在于：所述中空夾層鋼管混凝土外柱和實心鋼管混凝土內(nèi)柱之間沿高度方向布置若干橫向連接的彈簧和阻尼器，所述實心鋼管混凝土內(nèi)柱柱頂和柱底各設置一個滑動裝置，所述中空夾層鋼管混凝土外柱柱頂和柱底各設置一個連接鋼板與實心鋼管混凝土內(nèi)柱組成一個整體。

優(yōu)選的，所述中空夾層鋼管混凝土外柱包括外鋼管、內(nèi)鋼管和澆筑兩鋼管之間的夾層混凝土。

優(yōu)選的，所述實心鋼管混凝土內(nèi)柱包括外鋼管和澆筑鋼管內(nèi)的約束混凝土。

優(yōu)選的，所述彈簧和阻尼器的性能參數(shù)可根據(jù)TMD優(yōu)化控制理論獲得，其數(shù)量可根據(jù)實際高度進行選取。

優(yōu)選的，所述滑動裝置通過高強螺栓連接或焊接與實心鋼管混凝土內(nèi)柱的柱頂和柱底實現(xiàn)可靠連接，滑動裝置可采用滑動支座。

優(yōu)選的，所述連接鋼板通過焊接與中空夾層鋼管混凝土外柱的柱頂和柱底實現(xiàn)可靠連接。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

1.該滑動式承載-減振/震雙功能組合柱，通過結(jié)構(gòu)改進與能量分配之間的協(xié)同作用，避免傳統(tǒng)技術中構(gòu)件連接的復雜化和施工難度，節(jié)省造價，實現(xiàn)經(jīng)濟效益，同時給鋼管混凝土柱賦予“減振/震”的功能。

2.該滑動式承載-減振/震雙功能組合柱，在靜荷載作用下內(nèi)柱和外柱共同承受豎向荷載，具備與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)柱等同的承載能力。

3.該滑動式承載-減振/震雙功能組合柱，在地震作用下，可視為結(jié)構(gòu)-TMD系統(tǒng)，其中外柱相當于主體結(jié)構(gòu)部分，內(nèi)柱與彈簧和阻尼器共同組成TMD系統(tǒng)，實現(xiàn)“調(diào)頻諧振”的作用，從而保護主體結(jié)構(gòu)的安全。