CN105201095B - 一种超高层建筑约束支撑抗震结构及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高层建筑约束支撑抗震结构及制作方法，该结构包括框柱以及设置在框柱之间的上部结构梁和下部结构梁，在下部结构梁的中央锚固有支撑座，两根支撑柱下端与支撑座连接固定，上端分别倾斜支撑在框柱与上部结构梁的两侧转角处，形成V字型约束支撑抗震结构。本发明为解决普通支撑受压屈曲以及滞回性能差的问题，在框架结构内设置V字型约束支撑抗震结构，该结构可以全面提高整个框架在中震和大震下的抗震性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种超高层建筑约束支撑抗震结构及制作方法，属于建筑施工技术领域。
背景技术
消能减震技术主要指的是在结构的某些部位，如层间空隙、节点连接部分或者连接缝等一些位置安装消能减震装置，或者是将结构的支撑、连接件或非承重剪力墙等一些次要构件设置为能够消能构件，在地震来临时，这些装置或者构件可以通过摩擦、塑性变形、粘滞液体流动等一些变化，为结构提供较大的阻尼，消耗地震动输入的能量，消减主体结构的地震动反应，从而起到保护主体结构安全的作用。历次震害表明消能减震技术能有效减轻结构损伤,大幅提高结构抗震能力，保障人民生命财产安全。目前，大多数超高层建筑仍是采用普通的支撑结构作为主体支撑，普通的支撑结构受压会产生屈曲现象，当支撑结构受压屈曲后，刚度和承载力会急剧降低，在地震或风的作用下，支撑结构在受压和受拉两种状态下往复变化，当支撑结构由压曲状态逐渐变至受拉状态时，支撑结构的内力以及刚度接近为零，因而普通支撑结构在反复荷载作用下滞回性能较差，导致其抗震能力较差。因此，有必要研究一种消能减震构件吸收、消耗地震能量，减小主体结构地震响应，提高建筑的使用安全性能。
发明内容
本发明的目的在于，针对传统支撑结构在反复荷载作用下滞回性能较差，导致其抗震能力较差的问题，提供一种结构简单、施工快捷、抗震能力较好的超高层建筑约束支撑抗震结构及制作方法，以克服现有技术的不足。
本发明的技术方案：一种超高层建筑约束支撑抗震结构，包括框柱以及设置在框柱之间的上部结构梁和下部结构梁，在下部结构梁的中央锚固有支撑座，两根支撑柱下端与支撑座连接固定，上端分别倾斜支撑在框柱与上部结构梁的两侧转角处，形成V字型约束支撑抗震结构。
为了进一步提高建筑结构的抗震能力，在上部结构梁与下部结构梁之间还设置有与框柱连接的中部结构梁，两根支撑柱上端呈V字型支撑在中部结构梁下方，同时在中部结构梁的上方两侧固定安装有延伸柱，延伸柱的上端倾斜支撑在框柱与上部结构梁的两侧转角处。
所述的支撑柱与延伸柱在同一条直线上。
所述的下部结构梁的上下两侧设置有预埋钢板，两侧的预埋钢板与其之间的工字型钢腹板肋焊接固定，支撑座焊接在上侧预埋钢板上。
在框柱与上部结构梁的转角处，所述框柱的左右两侧以及上部结构梁的上下两侧均设置有预埋钢板，两侧的预埋钢板与其之间的工字型钢腹板肋焊接固定，支撑柱或延伸柱的上端同时与框柱右侧以及上部结构梁下侧的预埋钢板焊接固定。
所述的中部结构梁两端的上下两侧分别设置有两对预埋钢板，每对预埋钢板与其之间的工字型钢腹板肋焊接固定，延伸柱的下端与上侧预埋钢板焊接固定，支撑柱的上端与下侧预埋钢板焊接固定。
同时，本发明还提供一种制作上述超高层建筑约束支撑抗震结构的方法，包括现有的超高层建筑框架结构施工方法，该方法是在施工框柱以及框柱之间的上部结构梁和下部结构梁时，在下部结构梁中部的上下两侧，以及在框柱与上部结构梁的转角处于框柱的左右两侧和上部结构梁的上下两侧均设置一对预埋钢板，并将每对预埋钢板与其之间的工字型钢腹板肋焊接固定，然后将支撑座焊接在下部结构梁的上侧预埋钢板上，再将两根支撑柱下端与支撑座连接固定，其上端分别倾斜焊接在框柱的右侧预埋钢板与上部结构梁的下侧预埋钢板上，形成V字型约束支撑抗震结构，此时浇筑框柱、上部结构梁和下部结构梁的混凝土，待混凝土达到设计强度后，则形成以V字型约束支撑抗震结构为支撑的混凝土框架结构。
进一步，在施工框柱以及框柱之间的上部结构梁和下部结构梁时，在上部结构梁与下部结构梁之间增设与框柱连接的中部结构梁，并在中部结构梁两端的上下两侧分别设置两对预埋钢板，将每对预埋钢板与其之间的工字型钢腹板肋焊接固定，然后将延伸柱的上端同时与框柱右侧以及上部结构梁下侧的预埋钢板焊接固定，延伸柱的下端与中部结构梁上侧的预埋钢板焊接固定，同时将支撑柱的上端与中部结构梁下侧预埋钢板焊接固定，支撑柱下端与支撑座焊接固定，使支撑柱与延伸柱保持在同一条直线上。
由于采用了上述技术方案，本发明的优点在于：本发明为解决普通支撑受压屈曲以及滞回性能差的问题，在框架结构内设置V字型约束支撑抗震结构，该结构可以全面提高整个框架在中震和大震下的抗震性能。因此，本发明不仅坚固耐用、绿色环保、施工简单、刚度大、组合简便，而且通过合理的设计满足受力要求，传力明确，支撑结构受拉与受压承载力差异很小，可大大减小与支撑相邻构件的内力，减小构件截面尺寸，降低结构造价，保证结构安全。此外，本发明的V字型约束支撑抗震结构在受力破坏后可更换，全钢结构，基本无废料产生，绿色环保，安装后可隐蔽在二次结构中，对建筑物使用没有影响。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图；
图3为图1和图2的A放大图；
图4为图2的B放大图；
图5为图1和图2的C放大图。
附图标记说明：1-框柱，2-上部结构梁，3-下部结构梁，4-支撑座，5-支撑柱，6-延伸柱，7-中部结构梁，8-预埋钢板，9-工字型钢腹板肋。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
如图1所示，本发明的一种超高层建筑约束支撑抗震结构，包括框柱1以及设置在框柱1之间的上部结构梁2和下部结构梁3，在下部结构梁3的中央锚固有支撑座4，两根支撑柱5下端与支撑座4连接固定，上端分别倾斜支撑在框柱1与上部结构梁2的两侧转角处，形成V字型约束支撑抗震结构。参见图3，所述的下部结构梁3的上下两侧设置有预埋钢板8，两侧的预埋钢板8与其之间的工字型钢腹板肋9焊接固定，支撑座4焊接在上侧预埋钢板8上。参见图5，在框柱1与上部结构梁2的转角处，所述框柱1的左右两侧以及上部结构梁2的上下两侧均设置有预埋钢板8，两侧的预埋钢板8与其之间的工字型钢腹板肋9焊接固定，支撑柱5或延伸柱6的上端同时与框柱1右侧以及上部结构梁2下侧的预埋钢板8焊接固定。
在施工框柱1以及框柱1之间的上部结构梁2和下部结构梁3时，在下部结构梁3中部的上下两侧，以及在框柱1与上部结构梁2的转角处于框柱1的左右两侧和上部结构梁2的上下两侧均设置一对预埋钢板8，并将每对预埋钢板8与其之间的工字型钢腹板肋9焊接固定，然后将支撑座4焊接在下部结构梁3的上侧预埋钢板8上，再将两根支撑柱5下端与支撑座4连接固定，其上端分别倾斜焊接在框柱1的右侧预埋钢板8与上部结构梁2的下侧预埋钢板8上，形成V字型约束支撑抗震结构，此时浇筑框柱1、上部结构梁2和下部结构梁3的混凝土，待混凝土达到设计强度后，则形成以V字型约束支撑抗震结构为支撑的混凝土框架结构。
实施例2
如图2所示，本发明的一种超高层建筑约束支撑抗震结构，包括框柱1以及设置在框柱1之间的上部结构梁2和下部结构梁3，在下部结构梁3的中央锚固有支撑座4，两根支撑柱5下端与支撑座4连接固定，上端分别倾斜支撑在框柱1与上部结构梁2的两侧转角处，形成V字型约束支撑抗震结构。为了进一步提高建筑结构的抗震能力，在上部结构梁2与下部结构梁3之间还设置有与框柱1连接的中部结构梁7，两根支撑柱5上端呈V字型支撑在中部结构梁7下方，同时在中部结构梁7的上方两侧固定安装有延伸柱6，延伸柱6的上端倾斜支撑在框柱1与上部结构梁2的两侧转角处；所述的支撑柱5与延伸柱6在同一条直线上。参见图3，所述的下部结构梁3的上下两侧设置有预埋钢板8，两侧的预埋钢板8与其之间的工字型钢腹板肋9焊接固定，支撑座4焊接在上侧预埋钢板8上。参见图5，在框柱1与上部结构梁2的转角处，所述框柱1的左右两侧以及上部结构梁2的上下两侧均设置有预埋钢板8，两侧的预埋钢板8与其之间的工字型钢腹板肋9焊接固定，支撑柱5或延伸柱6的上端同时与框柱1右侧以及上部结构梁2下侧的预埋钢板8焊接固定。参见图4，所述的中部结构梁7两端的上下两侧分别设置有两对预埋钢板8，每对预埋钢板8与其之间的工字型钢腹板肋9焊接固定，延伸柱6的下端与上侧预埋钢板8焊接固定，支撑柱5的上端与下侧预埋钢板8焊接固定。
在施工框柱1以及框柱1之间的上部结构梁2和下部结构梁3时，在上部结构梁2与下部结构梁3之间增设与框柱1连接的中部结构梁7,在下部结构梁3中部的上下两侧、中部结构梁7两端的上下两侧、以及在框柱1与上部结构梁2的转角处于框柱1的左右两侧和上部结构梁2的上下两侧均设置一对预埋钢板8，并将每对预埋钢板8与其之间的工字型钢腹板肋9焊接固定，然后将支撑座4焊接在下部结构梁3的上侧预埋钢板8上，再将两根支撑柱5下端与支撑座4连接固定，其上端与中部结构梁7下侧预埋钢板8焊接固定，同时将延伸柱6的上端同时与框柱1右侧以及上部结构梁2下侧的预埋钢板8焊接固定，延伸柱6的下端与中部结构梁7上侧的预埋钢板8焊接固定，使支撑柱5与延伸柱6保持在同一条直线上，形成V字型约束支撑抗震结构，此时浇筑框柱1、上部结构梁2和下部结构梁3的混凝土，待混凝土达到设计强度后，则形成以V字型约束支撑抗震结构为支撑的混凝土框架结构。
Claims (6)
1.一种超高层建筑约束支撑抗震结构，包括框柱（1）以及设置在框柱（1）之间的上部结构梁（2）和下部结构梁（3），其特征在于：在下部结构梁（3）的中央锚固有支撑座（4），两根支撑柱（5）下端与支撑座（4）连接固定，在上部结构梁（2）与下部结构梁（3）之间设置有与框柱（1）连接的中部结构梁（7），两根支撑柱（5）上端呈V字型支撑在中部结构梁（7）下方，同时在中部结构梁（7）的上方两侧固定安装有延伸柱（6），延伸柱（6）的上端倾斜支撑在框柱（1）与上部结构梁（2）的两侧转角处。
2.根据权利要求1所述的超高层建筑约束支撑抗震结构，其特征在于：所述的支撑柱（5）与延伸柱（6）在同一条直线上。
3.根据权利要求1或2所述的超高层建筑约束支撑抗震结构，其特征在于：所述的下部结构梁（3）的上下两侧设置有预埋钢板（8），两侧的预埋钢板（8）与其之间的工字型钢腹板肋（9）焊接固定，支撑座（4）焊接在上侧预埋钢板（8）上。
4.根据权利要求1所述的超高层建筑约束支撑抗震结构，其特征在于：在框柱（1）与上部结构梁（2）的转角处，所述框柱（1）的左右两侧以及上部结构梁（2）的上下两侧均设置有预埋钢板（8），两侧的预埋钢板（8）与其之间的工字型钢腹板肋（9）焊接固定，延伸柱（6）的上端同时与框柱（1）右侧以及上部结构梁（2）下侧的预埋钢板（8）焊接固定。
5.根据权利要求1所述的超高层建筑约束支撑抗震结构，其特征在于：所述的中部结构梁（7）两端的上下两侧分别设置有两对预埋钢板（8），每对预埋钢板（8）与其之间的工字型钢腹板肋（9）焊接固定，延伸柱（6）的下端与上侧预埋钢板（8）焊接固定，支撑柱（5）的上端与下侧预埋钢板（8）焊接固定。
6.一种制作权利要求1～5任意一项所述的超高层建筑约束支撑抗震结构的方法，包括现有的超高层建筑框架结构施工方法，其特征在于：在施工框柱以及框柱之间的上部结构梁和下部结构梁时，在下部结构梁中部的上下两侧，以及在框柱与上部结构梁的转角处于框柱的左右两侧和上部结构梁的上下两侧均设置一对预埋钢板，并将每对预埋钢板与其之间的工字型钢腹板肋焊接固定，然后将支撑座焊接在下部结构梁的上侧预埋钢板上，同时在上部结构梁与下部结构梁之间增设与框柱连接的中部结构梁，并在中部结构梁两端的上下两侧分别设置两对预埋钢板，将每对预埋钢板与其之间的工字型钢腹板肋焊接固定，然后将延伸柱的上端同时与框柱右侧以及上部结构梁下侧的预埋钢板焊接固定，延伸柱的下端与中部结构梁上侧的预埋钢板焊接固定，同时将支撑柱的上端与中部结构梁下侧预埋钢板焊接固定，支撑柱下端与支撑座焊接固定，使支撑柱与延伸柱保持在同一条直线上，此时浇筑框柱、上部结构梁和下部结构梁的混凝土，待混凝土达到设计强度后，则形成以V字型约束支撑抗震结构为支撑的混凝土框架结构。
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