CN111827763A - 具有滑动式阻尼器的隔震结构和建筑物 - Google Patents

具有滑动式阻尼器的隔震结构和建筑物 Download PDF

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Abstract

本申请涉及建筑领域，公开了一种具有滑动式阻尼器的隔震结构和建筑物，该隔震结构包括：基础部和浮动层，所述浮动层位于所述基础部的上方，且所述浮动层与所述基础部之间设置有隔震支座；其中，所述浮动层包括竖直向下延伸的延伸部，该延伸部与所述基础部之间设置有阻尼器，该阻尼器具有安装于所述基础部和所述延伸部中一者的安装端和可滑动地连接于所述基础部和所述延伸部中另一者的滑动端。根据本申请的技术方案，提供了一种能够充分发挥建筑隔震层水平性能的隔震方案。

Description

具有滑动式阻尼器的隔震结构和建筑物
技术领域
本申请涉及建筑领域，更具体地说，涉及一种具有滑动式阻尼器的隔震结构和建筑物。
背景技术
建筑隔震减震技术是通过在建筑物底部或某高度处设置侧向刚度较小且变形能力大的隔震装置，以减小地震对上部楼层的能量输入，从而减小上部楼层的地震响应。伴随着高层建筑在我国的迅速发展，隔震技术目前正逐渐应用于高层建筑。
现有的高层隔震建筑的工程应用中，通常会在隔震层中增设阻尼，以起到消能减震及减小隔震结构位移响应的作用。然而传统上，当多个不同方向的阻尼设置于隔震层中时，各个阻尼之间在缓冲过程中会发生相互干涉，导致无法充分发挥隔震层的水平性能实现预设隔震效果。
因此，如何提供一种能够充分发挥建筑隔震层水平性能的隔震方案成为本领域需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提出了一种隔震建筑及其隔震结构，以提供一种能够充分发挥建筑隔震层水平性能的隔震方案。
根据本申请，提出了一种具有滑动式阻尼器的隔震结构，该隔震结构包括：基础部和浮动层，所述浮动层位于所述基础部的上方，且所述浮动层与所述基础部之间设置有隔震支座；其中，所述浮动层包括竖直向下延伸的延伸部，该延伸部与所述基础部之间设置有阻尼器，该阻尼器具有安装于所述基础部和所述延伸部中一者的安装端和可滑动地连接于所述基础部和所述延伸部中另一者的滑动端。
优选地，所述隔震支座为橡胶支座或滑动支座。
优选地，所述阻尼器为粘滞阻尼器或液压阻尼器。
优选地，所述阻尼器的滑动端通过固定安装于所述基础部和所述延伸部中所述另一者的滑轨而可滑动地连接，所述滑轨沿水平方向延伸且垂直于所述阻尼器的延伸方向，所述滑动端设置有与该滑轨滑动配合的滑块。
优选地，所述滑轨的两端设置有限位件，该限位件用于限制所述滑块在所述滑轨上的滑动范围。
优选地，所述基础部上连接有至少两个所述阻尼器，该至少两个阻尼器的所述滑动端可滑动地连接于所述基础部，所述安装端固定连接于位于该阻尼器延伸方向上的所述延伸部。
优选地，所述基础部上连接有至少两个所述阻尼器，该至少两个阻尼器的所述安装端固定连接于所述基础部，所述滑动端可滑动地连接于位于该阻尼器延伸方向上的所述延伸部。
优选地，所述阻尼器包括横向阻尼器和纵向阻尼器，所述横向阻尼器横向延伸，该横向阻尼器的滑动端可沿纵向滑动；所述纵向阻尼器纵向延伸，该纵向阻尼器的滑动端可沿横向滑动。
优选地，所述基础部和浮动层产生横向相对位移时，所述横向阻尼器压缩或拉伸，所述纵向阻尼器的滑动端沿横向滑动；所述基础部和浮动层产生纵向相对位移时，所述纵向阻尼器压缩或拉伸，所述横向阻尼器的滑动端沿纵向滑动。
根据本申请的另一方面还提供了一种建筑物，该建筑物包括如上所述任意一种具有滑动式阻尼器的隔震结构。
根据本申请的技术方案，提供了一种用于建筑物的具有滑动式阻尼器的隔震结构，通过浮动层与基础部之间的隔震支座，从而延长了建筑上部结构的自振周期，减小地震对上部结构的能量输入，通过浮动层的延伸部与基础部之间的阻尼器减小隔震结构的水平位移响应。尤其是阻尼器的其中一端与所述基础部或所述延伸部可滑动地连接，即使浮动层与基础部的相对位移与阻尼器延伸方向不同也不会影响阻尼器的性能。从而使阻尼器及其连接形式不受限制，阻尼器可采用传统的双耳环式，也可采用单耳环式或无耳环形式，其连接形式不限于传统的销轴铰接，可采用焊接或螺栓连接等形式的固定连接。因此，相比于传统技术，本申请提供了一种具有更强的适用性及经济性且能够充分发挥建筑隔震层水平性能的隔震方案。
本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：
图1为根据本申请优选实施方式的具有滑动式阻尼器的隔震结构的示意图；
图2为图1所示的具有滑动式阻尼器的隔震结构的A-A剖视示意图。
具体实施方式
本申请中，所谓的“竖直方向”、“水平方向”、“横向方向”、“纵向方向”等方向用语是以附图为基准进行描述的。可以理解的是，上述方位词的描述是为了清楚表示本申请的技术方案，而不是对本申请保护范围构成限制。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。
传统上的隔震结构中对阻尼器的应用通常是采用双耳环式阻尼器，与主体结构间通过耳环进行销轴连接。然而这种传统的隔震结构中，阻尼器虽然也能够起到减小隔震结构的位移响应的作用，但此时垂直隔震结构变形方向的阻尼器自身会受到其延伸方向以外的作用力，导致隔震结构不能充分变形，从而影响隔震支座水平性能的发挥。
根据本申请的具有滑动式阻尼器的隔震结构，隔震结构的基础部10和浮动层11除了起到延长上部结构自振周期并减小地震对上部结构能量输入作用的隔震支座12外，还包括其中一端与基础部10或延伸部13可滑动地连接的阻尼器14。当浮动层11相对于基础部10向阻尼器14延伸方向以外的方向变形时，阻尼器14的一端滑动使其始终保持自身的限位缓冲作用，从而能够充分发挥该隔震结构的水平性能。
如图1所示，本申请提供了一种具有滑动式阻尼器的隔震结构，该隔震结构包括：基础部10和浮动层11，浮动层11位于基础部10的上方，且浮动层11与基础部10之间设置有隔震支座12；其中，浮动层11包括竖直向下延伸的延伸部13，该延伸部13与基础部10之间设置有阻尼器14，该阻尼器14具有安装于基础部10和延伸部13中一者的安装端141和可滑动地连接于基础部10和延伸部13中另一者的滑动端142。隔震支座12连接于基础部10和浮动层11之间，起到延长上部结构的自振周期，减小地震对上部结构的能量输入的作用，该隔震支座12优选为橡胶支座或滑动支座，主要用于承担建筑物上部结构的荷载，以及吸收震动能量的作用。阻尼器14设置于延伸部13与基础部10之间，主要是控制隔震结构产生的水平变形不会超过限值，从而减轻建筑上部结构在地震作用下的变形，在震动结束时还能提供水平恢复的作用。阻尼器14优选为粘滞阻尼器或液压阻尼器等。
阻尼器14的滑动端142与基础部10或延伸部13可滑动的连接方式优选情况下如图2所示，阻尼器14的滑动端142通过固定安装于基础部10和延伸部13中另一者的滑轨15而可滑动地连接，滑轨15沿水平方向延伸且垂直于阻尼器14的延伸方向，滑动端142设置有与该滑轨15滑动配合的滑块16。通过设置于阻尼器14端部的滑块16，与设置于基础部10或延伸部13上的滑轨15，从而实现了阻尼器14的滑动端142能够相对于基础部10或延伸部13中的一者沿滑轨15的延伸方向滑动，进而避免阻尼器14影响隔震结构水平性能的发挥。
根据工况环境需求，阻尼器14可以有多种连接方式。传统上，为减小对隔震结构水平变形性能的影响，设置在隔震结构中的阻尼器通常为双耳环式，采用销轴铰接的方式进行连接。而在本申请中，阻尼器14的形式及连接方式不受限制，阻尼器14可以为双耳环式、单耳环式或无耳环式，连接方式既可以采用铰接连接，也可以采用固定连接。优选如图2所示，阻尼器14的滑动端142可以与滑块16固定连接，和/或阻尼器14的安装端141也可以与基础部10或延伸部13固定连接。在一端设置有滑块16的基础上，两端均为固定连接形式的阻尼器14也不会对隔震结构水平变形性能造成不良影响。上述固定连接形式可以包括焊接或螺栓连接等形式，相比于传统上的销轴铰接形式，固定连接形式具有坚固耐用的优点，而且固定连接的阻尼器14无需预先设置如耳环的连接结构，从而具有更强的适用性以及经济性。
为应对不同地区的地震环境，如图2所示，滑轨15的两端优选设置有限位件，该限位件用于限制滑块16在滑轨15上的滑动范围。根据隔震结构在罕遇地震作用下隔震支座的变形情况，从而确定通过上述限位件所限定的阻尼器14端部的滑块16在滑轨15上的可滑动范围。该限位件可以为与滑轨15一体且突出于滑轨的结构，或者限位件也可以为设置于滑轨两端的弹性材质(如橡胶或弹性金属)的挡块，以提供柔性的止挡。
根据上述具有滑动式阻尼器的隔震结构，基础部10上优选连接有至少两个阻尼器14，如图2所示，该至少两个阻尼器14的滑动端142通过上述滑动配合方式可滑动地连接于基础部10，安装端141固定连接于位于该阻尼器14延伸方向上的延伸部13。从而当基础部10和浮动层11产生相对位移时，该至少两个阻尼器14中，受力方向为非轴向方向的阻尼器14的端部相对于基础部10自由滑动。或者上述至少两个阻尼器14，安装端141固定连接于基础部10，滑动端142可滑动地连接于位于该阻尼器14延伸方向上的延伸部13。从而当基础部10和浮动层11产生相对位移时，该至少两个阻尼器14中，受力方向为非轴向方向的阻尼器14的端部相对于其所可滑动连接的延伸部13自由滑动。这两种连接方式均能够起到充分发挥阻尼器14减小隔震结构的位移响应的作用，且最大程度上减小了对隔震支座水平性能的影响。
优选地，上述至少两个阻尼器14延伸方向的夹角为90度。如图2中所示，阻尼器14包括横向阻尼器143和纵向阻尼器144(这里所说的横向和纵向是以图2中所示方向为准)，横向阻尼器143横向延伸，该横向阻尼器143的滑动端可沿纵向滑动；纵向阻尼器144纵向延伸，该纵向阻尼器144的滑动端可沿横向滑动。基础部10和浮动层11产生横向相对位移时，横向阻尼器143压缩或拉伸，纵向阻尼器144的滑动端沿横向滑动；基础部10和浮动层11产生纵向相对位移时，纵向阻尼器144压缩或拉伸，横向阻尼器143的滑动端沿纵向滑动。当基础部10和浮动层11相对位移的方向与其中一个阻尼器14的延伸方向一致时，该阻尼器14压缩或拉伸。而与上述压缩或拉伸的阻尼器垂直设置的另一阻尼器14设置有滑块16的一端沿相应的滑轨15滑动，以避免阻尼器14产生非轴向的变形，或影响隔震支座的水平变形性能。从而通过夹角为90度的至少两个阻尼器14减小了隔震结构水平各个方向的位移响应，并实现了充分发挥隔震结构在水平各个方向上的变形性能。
根据本申请优选实施方式的具有滑动式阻尼器的隔震结构，当震动(如地震)发生时，位于基础部10和浮动层11之间的橡胶支座或滑动支座起到延长上部结构自振周期，吸收大部分震动(如地震)能量的作用。而滑动连接于基础部10的多个互相延伸夹角为90度的横向阻尼器143和纵向阻尼器144有效将隔震结构的水平变形的位移响应限制在可接受的范围，并提供隔震结构的水平恢复力。其中由于上述可滑动地连接方式，阻尼器自身只会受到其轴向方向的作用力，从而使隔震结构中设置有不同连接形式(如铰接、固定连接)的阻尼器时，均能够充分发挥该隔震结构的水平性能。
基于上述具有滑动式阻尼器的隔震结构，本申请提供了一种建筑物，该建筑物包括前文所述的任意一种实施方式的具有滑动式阻尼器的隔震结构。相比于使用传统隔震结构的建筑物，本申请的技术方案通过充分发挥隔震结构的性能，提供了更好的隔震效果。
以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本申请所公开的内容。

Claims (10)

1.具有滑动式阻尼器的隔震结构，其特征在于，该隔震结构包括：基础部(10)和浮动层(11)，所述浮动层(11)位于所述基础部(10)的上方，且所述浮动层(11)与所述基础部(10)之间设置有隔震支座(12)；
其中，所述浮动层(11)包括竖直向下延伸的延伸部(13)，该延伸部(13)与所述基础部(10)之间设置有阻尼器(14)，该阻尼器(14)具有安装于所述基础部(10)和所述延伸部(13)中一者的安装端(141)和可滑动地连接于所述基础部(10)和所述延伸部(13)中另一者的滑动端(142)。
2.根据权利要求1所述的具有滑动式阻尼器的隔震结构，其特征在于，所述隔震支座(12)为橡胶支座或滑动支座。
3.根据权利要求1所述的具有滑动式阻尼器的隔震结构，其特征在于，所述阻尼器(14)为粘滞阻尼器或液压阻尼器。
4.根据权利要求1所述的具有滑动式阻尼器的隔震结构，其特征在于，所述阻尼器(14)的滑动端(142)通过固定安装于所述基础部(10)和所述延伸部(13)中所述另一者的滑轨(15)而可滑动地连接，所述滑轨(15)沿水平方向延伸且垂直于所述阻尼器(14)的延伸方向，所述滑动端(142)设置有与该滑轨(15)滑动配合的滑块(16)。
5.根据权利要求4所述的具有滑动式阻尼器的隔震结构，其特征在于，所述滑轨(15)的两端设置有限位件，该限位件用于限制所述滑块(16)在所述滑轨(15)上的滑动范围。
6.根据权利要求4所述的具有滑动式阻尼器的隔震结构，其特征在于，所述基础部(10)上连接有至少两个所述阻尼器(14)，该至少两个阻尼器(14)的所述滑动端(142)可滑动地连接于所述基础部(10)，所述安装端(141)固定连接于位于该阻尼器(14)延伸方向上的所述延伸部(13)。
7.根据权利要求4所述的具有滑动式阻尼器的隔震结构，其特征在于，所述基础部(10)上连接有至少两个所述阻尼器(14)，该至少两个阻尼器(14)的所述安装端(141)固定连接于所述基础部(10)，所述滑动端(142)可滑动地连接于位于该阻尼器(14)延伸方向上的所述延伸部(13)。
8.根据权利要求1所述的具有滑动式阻尼器的隔震结构，其特征在于，所述阻尼器(14)包括横向阻尼器(143)和纵向阻尼器(144)，所述横向阻尼器(143)横向延伸，该横向阻尼器(143)的滑动端可沿纵向滑动；所述纵向阻尼器(144)纵向延伸，该纵向阻尼器(144)的滑动端可沿横向滑动。
9.根据权利要求8所述的具有滑动式阻尼器的隔震结构，其特征在于，所述基础部(10)和浮动层(11)产生横向相对位移时，所述横向阻尼器(143)压缩或拉伸，所述纵向阻尼器(144)的滑动端沿横向滑动；所述基础部(10)和浮动层(11)产生纵向相对位移时，所述纵向阻尼器(144)压缩或拉伸，所述横向阻尼器(143)的滑动端沿纵向滑动。
10.建筑物，其特征在于，该建筑物包括权利要求1-9中任意一项所述的具有滑动式阻尼器的隔震结构。
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