CN103233526B - 一种可变阻尼的加强层 - Google Patents
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Abstract
一种可变阻尼的加强层，包括建筑中间的核心筒及设置于建筑外围的若干框架柱，核心筒与框架柱之间连接有可变阻尼的伸臂桁架，外围框架柱之间的连接采用连接为一个整体的可变阻尼的环向桁架，可变阻尼的伸臂桁架可以增大整体结构抗侧刚度，减少结构的水平侧移，可变阻尼的环向桁架能加强外围框架柱的联系，增强了结构整体性，协调了框架竖向变形，减小了竖向变形差，使结构受力均匀，可变阻尼斜腹杆采用防屈曲支撑上设置粘滞阻尼器，可以使得结构在温度荷载下变形和徐变得到放松，减少结构的内力，在风荷载作用下，结构主要耗能构件主要为粘滞阻尼器，在设防烈度及以上地震作用下，结构的主要耗能构件为防屈曲支撑。
Description
技术领域
本发明属于土木结构工程领域，特别涉及一种可变阻尼的加强层。
背景技术
随着经济的发展，大量兴建超高层建筑已成为城市建设的主要趋势，其中很多超高层建筑采用了中间核心筒与外围框架相结合的结构形式，通过设置加强层来协调核心筒与框架间的受力和变形。加强层通常布置在技术层(建筑设备层,避难层)，其高度往往是一层楼高,刚度比其它水平构件大数十倍,因此也称加强层为刚性层,加强层构件有三种类型：一是伸臂,二是环向构件,三是腰桁架和帽桁架。
加强层可以有效的提高结构的抗侧刚度,减少结构在风荷载或地震作用下的水平侧移，但是在加强层及其附近楼层，结构的刚度突变，在地震作用下，结构的损伤机理难以呈现“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的延性屈服机制,加强层及其附近楼层由于应力集中很容易形成薄弱层,导致结构的破坏甚至倒塌，因此对于加强层的刚度，一方面考虑到增加整体结构的抗侧刚度，加强层的刚度越大越好；另一方面考虑到结构刚度突变的问题，加强层的刚度不宜过大，所以研发一种加强层，使整体结构达到预定的抗震性能目标，在罕遇地震作用下，能起到消能减震作用，具有重要的现实意义。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可变阻尼的加强层，可以有效的提高结构抗侧刚度及抗风和抗震性能。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种可变阻尼的加强层，包括设置于建筑中间的核心筒1及设置于建筑外围的若干框架柱2，所述核心筒1与框架柱2之间连接可变阻尼的伸臂桁架3。
可以以腰桁架或帽桁架替代所述伸臂桁架3。
所述可变阻尼斜腹杆5由防屈曲支撑11以及与防屈曲支撑11配合的粘滞阻尼器10构成。
所述上弦杆6、下弦杆9和竖腹杆8采用钢结构。
所述可变阻尼的加强层高度为一层层高或两层层高。
所述伸臂桁架3与框架柱2垂直，多个伸臂桁架3形成网格状结构。
绕所述框架柱2设置有可变阻尼的环向桁架4。
所述环向桁架4与伸臂桁架3均包括有平行的上弦杆6和下弦杆9，上弦杆6和下弦杆9之间设置竖腹杆8、可变阻尼斜腹杆5和普通斜腹杆7。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：能够将结构在温度荷载下变形和徐变得到放松，减少结构的内力，在风荷载作用下，结构主要耗能构件主要为粘滞阻尼器，当结构在设防烈度及以上地震作用下，结构的主要耗能构件为防屈曲支撑，有效的提高结构抗侧刚度及抗风和抗震性能，同时又可以根据结构的需要较为灵活的调整加强层的刚度，防止结构在地震作用下加强层及其附近楼层由于应力集中很容易形成薄弱层。
附图说明
图1是本发明平面示意图。
图2是本发明伸臂桁架示意图。
图3是本发明可变阻尼斜腹杆示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，一种可变阻尼的加强层，其目的是为了提高结构抗侧刚度及抗风和抗震性能，由可变阻尼的伸臂桁架3和环向桁架4结合原结构体系组成，原结构体系包括设置于建筑中间的核心筒1及设置于建筑外围的若干框架柱2，伸臂桁架3连接在核心筒1与框架柱2之间，与框架柱2垂直，多个伸臂桁架3形成网格状结构。环向桁架4绕多个框架柱2设置。在实际应用中，有时仅设置伸臂桁架3，不设置环向桁架4。伸臂桁架3的目的是增大框架柱2的轴力，使得框架的抗倾覆力矩也得到提高，从而起到增大整体结构抗侧刚度的目的。环向桁架4能加强外围框架柱2的联系，起到加强结构整体性的作用，也同时起到协调框架竖向变形，减小竖向变形差的作用，可使其受力均匀。可变阻尼的伸臂桁架3和可变阻尼的环向桁架4一般采用钢结构。
伸臂桁架3与环向桁架4结构一致，如图2所示，包括有平行的上弦杆6和下弦杆9，上弦杆6和下弦杆9之间设置竖腹杆8、可变阻尼斜腹杆5和普通斜腹杆7。实际中伸臂桁架3利用一个楼层的高度，上弦杆6和下弦杆9为原结构体系的梁，竖腹杆8为原结构体系的柱和核心筒，受压斜腹杆为普通斜腹杆7，采用防屈曲支撑，受拉斜腹杆采用可变阻尼斜腹杆5。
如图3所示，可变阻尼斜腹杆5由防屈曲支撑11以及与防屈曲支撑11配合的粘滞阻尼器10构成，粘滞阻尼器10可以使得结构在温度荷载下变形和徐变得到放松，减少结构的内力，在风荷载作用下，可变阻尼斜腹杆5的速度较小，粘滞阻尼器10出力较小，防屈曲支撑11受力较小，结构主要耗能构件主要为粘滞阻尼器10，当结构在设防烈度及以上地震作用下，可变阻尼斜腹杆5的速度增大，粘滞阻尼器10出力增大，防屈曲支撑11受力增大，结构的主要耗能构件为防屈曲支撑11。
Claims (8)
1.一种可变阻尼的加强层，包括设置于建筑中间的核心筒(1)及设置于建筑外围的若干框架柱(2)，其特征在于，所述核心筒(1)与框架柱(2)之间连接可变阻尼的伸臂桁架(3)，所述伸臂桁架(3)包括有平行的上弦杆(6)和下弦杆(9)，上弦杆(6)和下弦杆(9)之间设置竖腹杆(8)、可变阻尼斜腹杆(5)和普通斜腹杆(7)，受压斜腹杆为普通斜腹杆(7)，采用防屈曲支撑，受拉斜腹杆采用可变阻尼斜腹杆(5)，所述可变阻尼斜腹杆(5)由防屈曲支撑(11)以及与防屈曲支撑(11)配合的粘滞阻尼器(10)构成。
2.根据权利要求1所述的可变阻尼的加强层，其特征在于，以腰桁架或帽桁架替代所述伸臂桁架(3)。
3.根据权利要求1所述的可变阻尼的加强层，其特征在于，所述上弦杆(6)、下弦杆(9)和竖腹杆(8)采用钢结构。
4.根据权利要求1所述的可变阻尼的加强层，其特征在于，所述可变阻尼的加强层高度为一层层高或两层层高。
5.根据权利要求1所述的可变阻尼的加强层，其特征在于，所述伸臂桁架(3)与框架柱(2)垂直，多个伸臂桁架(3)形成网格状结构。
6.根据权利要求1所述的可变阻尼的加强层，其特征在于，绕所述框架柱(2)设置有可变阻尼的环向桁架(4)。
7.根据权利要求6所述的可变阻尼的加强层，其特征在于，所述环向桁架(4)包括有平行的上弦杆(6)和下弦杆(9)，上弦杆(6)和下弦杆(9)之间设置竖腹杆(8)、可变阻尼斜腹杆(5)和普通斜腹杆(7)，其中可变阻尼斜腹杆(5)和普通斜腹杆(7)相互垂直，并设置于上弦杆(6)与下弦杆(9)之间。
8.根据权利要求7所述的可变阻尼的加强层，其特征在于，所述可变阻尼斜腹杆(5)由防屈曲支撑(11)以及与防屈曲支撑(11)配合的粘滞阻尼器(10)构成。
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