CN107023089A - 一种分层摇摆式减震系统 - Google Patents

一种分层摇摆式减震系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107023089A
CN107023089A CN201710188471.3A CN201710188471A CN107023089A CN 107023089 A CN107023089 A CN 107023089A CN 201710188471 A CN201710188471 A CN 201710188471A CN 107023089 A CN107023089 A CN 107023089A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flexible main
main structure
mitigation system
rigid
shock mitigation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710188471.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107023089B (zh
Inventor
项平
贾良玖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongji University
Original Assignee
Tongji University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongji University filed Critical Tongji University
Priority to CN201710188471.3A priority Critical patent/CN107023089B/zh
Publication of CN107023089A publication Critical patent/CN107023089A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107023089B publication Critical patent/CN107023089B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E04H9/0235—Anti-seismic devices with hydraulic or pneumatic damping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

本发明涉及一种分层摇摆式减震系统，包括柔性主结构和刚性副结构，柔性主结构与刚性副结构之间通过提供刚度和阻尼的连接部件连接，柔性主结构为分层摇摆式梁柱铰接的钢框架，刚性副结构为刚接框架或与地面刚接的剪力墙。与现有技术相比，本发明减震系统将竖向承重结构与水平抗侧力结构分离，柔性主结构承受结构大部分重力，刚性副结构抵抗水平向荷载，通过提供刚度和阻尼的连接部件相连，耗散大部分地震输入能量，达到较大程度地减少层间位移又大幅降低楼层加速度的减震效果。

Description

一种分层摇摆式减震系统
技术领域
本发明属于减震技术领域，具体涉及一种分层摇摆式减震系统。
背景技术
许多按现行抗震规范设计的建筑结构在大震下将由于产生过大的塑性变形而发生严重的破坏，需要进行大规模修补甚至不可再继续使用。有专家提出将能量消耗集中到某些震后方便修复或易于更换的次结构构件，而保证主结构在强震下仍保持弹性状态。相邻建筑之间安装连结减震装置，通过建筑结构之间的相互作用达到减震效果，这类减震方式被称为连结减震。该减震方式也可以解决相邻建筑物之间由于空隙过小若产生相位外振动而发生碰撞，即pounding effect现象。对于连结减震体系，减震效果一方面取决于连接部件的特性，另一方面，主结构与副结构的周期之比和自身阻尼比对减震效果亦有影响，但目前的减震结构效果并不理想。
发明内容
本发明提出一种分层摇摆式减震系统，该减震系统分层摇摆式柔性主结构与刚性副结构通过提供刚度和阻尼的连接部件相连，主副结构之间周期之比大，相对位移大，连接阻尼器耗散大部分地震输入能量，达到既较大程度地减少层间位移又大幅降低楼层加速度的减震效果。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种分层摇摆式减震系统，包括柔性主结构和刚性副结构，柔性主结构与刚性副结构之间通过提供刚度和阻尼的连接部件连接，所述的柔性主结构为分层摇摆式梁柱铰接的钢框架，所述的刚性副结构为刚接框架或与地面刚接的剪力墙。
所述的柔性主结构由分层式两端铰接柱、连续梁及楼面板组成，所述的铰接柱两端与连续梁铰接。
所述的柔性主结构的底层柱底部与地面通过地脚螺栓铰接。
所述的主结构和刚性副结构之间的连接部件包括阻尼器和弹簧，所述的阻尼器和弹簧并联，弹簧提供所需的侧向刚度，阻尼器提所需的阻尼，同时采用弹簧和阻尼器的减震效果优于仅使用阻尼器的连结减震，阻尼器能消耗较大的能量，输入结构的能量大幅减少。
本发明通过采用稳定度最大化法及H2控制算法数值计算，实现同时减少主副结构的层间变形和绝对加速度。稳定度最大化法使结构体系的特征值的最大实部最小化，实现让结构震后的振动在最短时间内衰减；H2控制算法使频域响应函数曲线包络的面积最小，若柔性主结构的层间位移频域响应设为目标函数，可有效控制柔性主结构的层间位移。
本发明减震系统将竖向承重结构与水平抗侧力结构分离，柔性主结构承受结构大部分重力，刚性副结构抵抗水平向荷载。分层摇摆式柔性主结构与刚性副结构通过提供刚度和阻尼的连接部件相连，主副结构之间由于周期差异大，在地震等水平荷载作用下相对位移亦大，连接阻尼器能耗散大部分地震输入能量，从而达到既较大程度地减少层间位移又大幅降低楼层加速度的减震效果。同时，柔性主结构所需的构件截面小，经济效益可观，为新型减隔震结构体系的开发和实现提供技术支持，为我国减隔震技术的发展提供新的工程解决方案。
附图说明
图1为本发明减震系统的俯视结构示意图；
图2为本发明减震系统的主视结构示意图；
图3为本发明柔性主结构的局部示意图；
图4为本发明柔性主结构底层柱的结构示意图；
图5为本发明阻尼器与弹簧的结构示意图；
图中：1-刚性副结构；2-柔性主结构；3-楼面板；4-铰接柱；5-连续梁；6-连接部件；7-垫板；8-加劲肋；9-螺栓；10-地脚螺栓；11-弹簧；12-阻尼器；13-牛腿。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种分层摇摆式减震系统，如图1，2所示，包括柔性主结构2和刚性副结构1，柔性主结构2与刚性副结构1之间通过提供刚度和阻尼的连接部件6连接，在每一层，刚性副结构1与柔性主结构2之间均设有连接部件6。柔性主结构2为分层摇摆式梁柱铰接的钢框架，刚性副结构1为刚接框架或与地面刚接的剪力墙，本实施例中，柔性主结构2由分层式两端铰接柱4、连续梁5及楼面板3组成，如图3、4所示，铰接柱4两端与连续梁5通过螺栓9铰接，之间设置垫板7，连续梁5之间设置楼面板3，并设置加劲肋8加固，柔性主结构2的底层柱底部与地面通过地脚螺栓10铰接，柔性主结构2和刚性副结构1之间的连接部件包括阻尼器12和弹簧11，并联设于牛腿13上，如图5所示，弹簧11提供所需的侧向刚度，阻尼器12提所需的阻尼，阻尼器12能消耗较大的能量，输入结构的能量大幅减少。
本减震系统将竖向承重结构与水平抗侧力结构分离，柔性主结构承受结构大部分重力，刚性副结构抵抗水平向荷载，通过阻尼器和弹簧耗散大部分地震输入能量，较大程度地减少层间位移又大幅降低楼层加速度。

Claims (5)

1.一种分层摇摆式减震系统，其特征在于，包括柔性主结构和刚性副结构，柔性主结构与刚性副结构之间通过提供刚度和阻尼的连接部件连接，所述的柔性主结构为分层摇摆式梁柱铰接的钢框架，所述的刚性副结构为刚接框架或与地面刚接的剪力墙。
2.根据权利要求1所述的一种分层摇摆式减震系统，其特征在于，所述的柔性主结构由分层式两端铰接柱、连续梁及楼面板组成，所述的铰接柱两端与连续梁铰接。
3.根据权利要求2所述的一种分层摇摆式减震系统，其特征在于，所述的柔性主结构的底层柱底部与地面通过地脚螺栓铰接。
4.根据权利要求1所述的一种分层摇摆式减震系统，其特征在于，所述的连接部件包括阻尼器和弹簧。
5.根据权利要求4所述的一种分层摇摆式减震系统，其特征在于，所述的阻尼器与弹簧并联。
CN201710188471.3A 2017-03-27 2017-03-27 一种分层摇摆式减震系统 Active CN107023089B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710188471.3A CN107023089B (zh) 2017-03-27 2017-03-27 一种分层摇摆式减震系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710188471.3A CN107023089B (zh) 2017-03-27 2017-03-27 一种分层摇摆式减震系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107023089A true CN107023089A (zh) 2017-08-08
CN107023089B CN107023089B (zh) 2019-10-18

Family

ID=59525446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710188471.3A Active CN107023089B (zh) 2017-03-27 2017-03-27 一种分层摇摆式减震系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107023089B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109811881A (zh) * 2019-03-22 2019-05-28 青岛理工大学 一种全装配式框架结构体系
CN112942424A (zh) * 2021-03-15 2021-06-11 上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司 实现复合墙地铁车站不同刚度的弹性隔震结构及施工方法
CN113958017A (zh) * 2021-10-14 2022-01-21 北京市建筑设计研究院有限公司 一种带有铰接柱的多层抑振结构

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1168943A (zh) * 1997-05-23 1997-12-31 东南大学 具有多功能抗震控制机构的高层和超高层巨型结构体系
CN1281525A (zh) * 1997-10-20 2001-01-24 史蒂文·B·逖平 控制建筑物受地震引起的力、加速度和偏移的方法和装置
CN2791136Y (zh) * 2005-04-30 2006-06-28 北京工业大学 三阶段控制型巨型框架上部悬挂减震结构体系
CN101117819A (zh) * 2007-08-30 2008-02-06 江苏科技大学 附加阻尼装置的悬挂式巨型钢框架支撑结构
CN104790549A (zh) * 2015-03-19 2015-07-22 同济大学 一种释放多方向自由度的高层构筑物楼板减震结构
CN204703329U (zh) * 2015-03-31 2015-10-14 孟玲 建筑抗震连接结构
CN205100365U (zh) * 2015-10-30 2016-03-23 上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司 一种主次框架柔性连接节点

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1168943A (zh) * 1997-05-23 1997-12-31 东南大学 具有多功能抗震控制机构的高层和超高层巨型结构体系
CN1281525A (zh) * 1997-10-20 2001-01-24 史蒂文·B·逖平 控制建筑物受地震引起的力、加速度和偏移的方法和装置
CN2791136Y (zh) * 2005-04-30 2006-06-28 北京工业大学 三阶段控制型巨型框架上部悬挂减震结构体系
CN101117819A (zh) * 2007-08-30 2008-02-06 江苏科技大学 附加阻尼装置的悬挂式巨型钢框架支撑结构
CN104790549A (zh) * 2015-03-19 2015-07-22 同济大学 一种释放多方向自由度的高层构筑物楼板减震结构
CN204703329U (zh) * 2015-03-31 2015-10-14 孟玲 建筑抗震连接结构
CN205100365U (zh) * 2015-10-30 2016-03-23 上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司 一种主次框架柔性连接节点

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109811881A (zh) * 2019-03-22 2019-05-28 青岛理工大学 一种全装配式框架结构体系
CN112942424A (zh) * 2021-03-15 2021-06-11 上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司 实现复合墙地铁车站不同刚度的弹性隔震结构及施工方法
CN113958017A (zh) * 2021-10-14 2022-01-21 北京市建筑设计研究院有限公司 一种带有铰接柱的多层抑振结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN107023089B (zh) 2019-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kadid et al. Seismic assessment of braced RC frames
CN108952290B (zh) 高架独柱车站的消能减震体结构
CN102912889A (zh) 双面斜肋防屈曲耗能钢板墙
CN107989180B (zh) 一种偏心支撑框架
CN104790563B (zh) 一种泡沫钢板剪力墙结构
JP5567094B2 (ja) 長周期化建築物
CN107023089A (zh) 一种分层摇摆式减震系统
Labo et al. Diagrid solutions for a sustainable seismic, energy, and architectural upgrade of European RC buildings
CN105201261A (zh) 一种框支剪力墙结构及其设计方法
CN102912896A (zh) 分离式钢板剪力墙
CN107916722B (zh) 一种用于高烈度地区的框架结构体系
CN102268878A (zh) 一种用于地下结构的剪切型耗能减震控制方法
CN210422092U (zh) 一种阻尼接地型钢支撑填充质量调谐阻尼支架
JP2014101749A (ja) 長周期化建築物
CN106760839A (zh) 一种超高巨型钢结构减振集成系统
CN106480997A (zh) 可更换核心模块的模块化装配联肢钢板剪力墙
CN112575944A (zh) 惯性增强浮置楼板结构体系
CN212613011U (zh) 一种装配式减震框架
CN211285970U (zh) 用于装配式建筑的耗能减震梁柱节点构造
CN108824920B (zh) 一种新型屈曲约束耗能钢板剪力墙、结构体系及其施工方法
CN214461612U (zh) 惯性增强浮置楼板结构体系
CN219240925U (zh) 一种用于砼结构带阻尼装置的钢构件
CN216142174U (zh) 一种具有偏心支撑结构的支撑结构体系
Suresh et al. Influence of Concrete and Steel outrigger and belt truss in high rise Moment Resisting Frames
Roshan et al. Analyzing the Effectiveness of Bracing Patterns in High-Rise Building

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant