CN107269088B - 可更换框架的耗能支撑装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可更换框架的耗能支撑装置，其包括：框架结构，其内侧设有至少三个框架端耳板；中间连接件，布置在所述至少三个框架端耳板所围成的多边形内部；在中间连接件与每个框架端耳板之间连接有一个可更换的耗能支撑组，每个可更换的耗能支撑组包括连接的端部阻尼器、钢拉杆与中部阻尼器。地震作用发生时，本发明的阻尼器可以大量地吸收、消耗和存储地震动的输入能量，从而大幅度降低地震作用。本发明解决了多高层框架结构减震的问题，达到了对必须实现减震的多高层框架结构提供减震以保障其在地震荷载作用下安全的目的，并可以在震后实现快速拆除和更换。

Description

可更换框架的耗能支撑装置
技术领域
本发明涉及多高层框架减震耗能领域，具体涉及一种可更换框架的X形耗能支撑装置。
背景技术
中国地处两条主要的地震带-欧亚地震带和环太平洋地震带之间，是世界上遭受到地震危害最为严重的国家之一。历史上，在长江三角洲和珠江三角洲曾经多次发生6级以上的强震，在京津环渤海地区，近300年来，平均每44年就发生一次7级以上的大地震。随着城市化进程的加快，大量的国民财富快速的向城市及城市群地区集中。而我国三分之一以上的已建或拟建的城市群位于可能会发生7级以上大地震的地区。地震是由于地壳岩层处于复杂的应力状态中，随着地壳的不断变化，地应力的作用超过某处岩层的极限强度时，岩层就会发生突然的断裂和错动，从而引起震动，并以弹性波的形式传到地表，引起地表附近的具有一定质量的物体产生惯性力，当物体本身具有的抵抗这种惯性作用的抗震能力不足时，物体发生破坏。而当地震动的卓越周期和物体的自振周期比较接近时，物体的破坏就将更加严重。而通过对物体设置一定的隔震装置可以显著改变物体的自振周期，从而避开地震的卓越周期，从而显著的降低作用于物体的惯性力，减小物体在地震作用下的破坏，增加物体在地震下的安全。
另一种降低地震作用的手段就是采用耗能的方式，通过设置减震支座，阻尼器和耗能支撑等方式来对结构进行被动控制。这种控制方法允许地震能量往结构传递，但在上部结构中却设置了特定的耗能装置(阻尼器)，把本来应由主体结构消耗的地震能量大部分转移给耗能装置来耗散，大大减轻结构自身由于塑性耗能所产生的损伤，有效避免结构在地震中发生严重损伤和倒塌，因此这种技术具有很好的经济性和应用前景。与隔震技术相比，耗能减震技术既适用于新建结构，又适用于已有结构的抗震加固，同时对高层建筑的控制效果要更为明显，因此其实际应用要更为广泛。尽管这方面的理论研究已经取得了很多的进展，但是开发相应的耗能减震装置并实用化还处于探索阶段。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种可更换框架的X形耗能支撑装置，能够实现耗能减震，还可在震后实现快速拆除和更换。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种可更换框架的耗能支撑装置，其特征是包括：
框架结构，其内侧设有至少三个框架端耳板；
中间连接件，布置在所述至少三个框架端耳板所围成的多边形内部；
在中间连接件与每个框架端耳板之间连接有一个可更换的耗能支撑组，每个可更换的耗能支撑组包括连接的端部阻尼器、钢拉杆与中部阻尼器。
所述的可更换框架的耗能支撑装置，其中：所述端部阻尼器一端与一个所述框架端耳板枢接，另一端通过第一耳板与所述钢拉杆的一端枢接，所述钢拉杆的另一端通过第二耳板与所述中部阻尼器的一端枢接，所述中部阻尼器的另一端与所述中间连接件枢接。
所述的可更换框架的耗能支撑装置，其中：所述钢拉杆在常态下不受力或者具有预拉力。
所述的可更换框架的耗能支撑装置，其中：所述框架结构呈“门”字形，由两根框架柱与一根框架梁连接构成。
所述的可更换框架的耗能支撑装置，其中：所述框架结构内侧设有四个框架端耳板，所述可更换的耗能支撑组设有四个，四个所述可更换的耗能支撑组呈X形交叉连接。
与现有技术相比较，采用上述技术方案的本发明具有的优点在于：本发明解决了建筑减震的问题，达到了对必须实现减震的建筑提供保护的目的，最大限度地将地震作用向被保护的结构传递削弱，利用X形阻尼器的大量耗能和屈服破坏保证多高层框架的其它部位完好，从而达到被保护建筑的安全。
附图说明
图1为本发明整体轴测图；
图2为本发明整体俯视图；
图3为本发明整体仰视图；
图4为本发明整体正视图；
图5为本发明中心连接件及其连接阻尼器轴测图；
图6为本发明中心连接件及其连接阻尼器正视图；
图7为本发明中心连接件及其连接阻尼器俯视图；
图8为本发明中心连接件轴侧图；
图9为本发明中心连接件俯视图；
图10为本发明中心连接件正视图；
图11为本发明第二耳板或框架端耳板轴侧图；
图12为本发明第二耳板或框架端耳板俯视图；
图13为本发明第二耳板或框架端耳板正视图；
图14为本发明端部阻尼器或中部阻尼器轴侧图；
图15为本发明端部阻尼器或中部阻尼器俯视图；
图16为本发明端部阻尼器或中部阻尼器正视图。
附图标记说明：1-框架柱；2-框架梁；3-框架端耳板；4-端部阻尼器；5-中部阻尼器；6-中心连接件；7-第二耳板；8-第一耳板；9-钢拉杆。
具体实施方式
下面主要结合附图及具体实施例对本发明的一种可更换框架的X形耗能支撑装置进一步详细的说明。
如图1至图16所示，本发明提供的一种可更换框架的X形耗能支撑装置，包括：
框架结构，一般呈长方形，或如本实施例所示呈“门”字形，由两根框架柱1与一根框架梁2连接构成，在其四个内角各有一个框架端耳板3；
中间连接件6，布置在四个框架端耳板3的对角连接线的交叉点处；
四个可更换的耗能支撑组，分别连接在所述中间连接件6与四个框架端耳板3之间，每个可更换的耗能支撑组包括连接的端部阻尼器4、钢拉杆9与中部阻尼器5，其中：所述端部阻尼器4一端与一个所述框架端耳板3枢接，另一端通过第一耳板8与所述钢拉杆9的一端枢接，所述钢拉杆9的另一端通过第二耳板7与所述中部阻尼器5的一端枢接，所述中部阻尼器5的另一端与所述中间连接件6枢接。
其中：所述钢拉杆9在常态下不受力或者具有预拉力。
而且：上述实施例中是以四个可更换的耗能支撑组形成X形交叉为例来说明的，而实际上，三个可更换的耗能支撑组呈“人”字型交叉，或者五个甚至更多个可更换的耗能支撑组用位于中心位置的一个中间连接件6连接而构成辐射状也是可行的。
多高层建筑可直接在其标准框架内安装上述可更换框架的X形耗能支撑装置，非地震作用下，本发明处于不受力状态或者是处于受拉状态；地震作用发生时，本发明的阻尼器可以大量地吸收、消耗和存储地震动的输入能量，从而大幅度降低地震作用；地震发生后，检查X形耗能支撑的工作状态，可对发生破坏的部件进行及时的拆除和快速的更换。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可更换框架的耗能支撑装置，其特征是包括：
框架结构，其内侧设有至少三个框架端耳板；
中间连接件，布置在所述至少三个框架端耳板所围成的多边形内部；
在中间连接件与每个框架端耳板之间连接有一个可更换的耗能支撑组，每个可更换的耗能支撑组包括依次枢接的端部阻尼器、钢拉杆与中部阻尼器，所述端部阻尼器与所述框架端耳板枢接，所述中部阻尼器与所述中间连接件枢接。
2.根据权利要求1所述的可更换框架的耗能支撑装置，其特征在于：所述端部阻尼器一端与一个所述框架端耳板枢接，另一端通过第一耳板与所述钢拉杆的一端枢接，所述钢拉杆的另一端通过第二耳板与所述中部阻尼器的一端枢接，所述中部阻尼器的另一端与所述中间连接件枢接。
3.根据权利要求1或2所述的可更换框架的耗能支撑装置，其特征在于：所述钢拉杆在常态下不受力或者具有预拉力。
4.根据权利要求1所述的可更换框架的耗能支撑装置，其特征在于：所述框架结构呈“门”字形，由两根框架柱与一根框架梁连接构成。
5.根据权利要求1所述的可更换框架的耗能支撑装置，其特征在于：所述框架结构内侧设有四个框架端耳板，所述可更换的耗能支撑组设有四个，四个所述可更换的耗能支撑组呈X形交叉连接。
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