CN112575944A - 惯性增强浮置楼板结构体系 - Google Patents

惯性增强浮置楼板结构体系 Download PDF

Info

Publication number
CN112575944A
CN112575944A CN202011489990.1A CN202011489990A CN112575944A CN 112575944 A CN112575944 A CN 112575944A CN 202011489990 A CN202011489990 A CN 202011489990A CN 112575944 A CN112575944 A CN 112575944A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inertia
floating floor
inertial
damping
precast slab
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.)
Pending
Application number
CN202011489990.1A
Other languages
English (en)
Inventor
程志宝
马郝敏
石志飞
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.)
Beijing Jiaotong University
Original Assignee
Beijing Jiaotong 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 Beijing Jiaotong University filed Critical Beijing Jiaotong University
Priority to CN202011489990.1A priority Critical patent/CN112575944A/zh
Publication of CN112575944A publication Critical patent/CN112575944A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/02Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/20Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stonelike material
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/02Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
    • E04B5/023Separate connecting devices for prefabricated floor-slabs
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/02Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
    • E04B5/14Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units with beams or girders laid in two directions
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02Buildings, 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
    • E04H9/021Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02Buildings, 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
    • E04H9/025Structures with concrete columns

Abstract

本发明提供了一种惯性增强浮置楼板结构体系,包括:若干个惯性增强浮置楼板和竖向支撑结构;惯性增强浮置楼板包括预制板、若干个惯性减振部件和若干个隔震支座,惯性减振部件的一端铰接连接于预制板的下面,另一端铰接连接于竖向支撑结构上,用于将预制板水平方向连接于竖向支撑结构上,且位于竖向支撑结构的内侧;隔震支座固定于预制板的下面,用于给预制板提供竖向支撑,同时减小预制板水平振动;惯性减振部件包括固定连接的惯性元件、阻尼元件和弹性元件。本发明大幅减小了传统浮置楼板结构体系中楼板与主结构之间过大的位移响应问题,同时对主结构的动力响应和板上附属设备的动力响应也有明显的抑制作用。

Description

惯性增强浮置楼板结构体系
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域,尤其涉及一种惯性增强浮置楼板结构体系。
背景技术
随着城市化进程的发展,越来越多的人口向城市集中,由此导致的城市地震灾害的危害也不断升级,使得人们对传统建筑抗震设计理念提出了更高的要求。在地震动、环境振动等动力荷载作用下,结构物及其内部附属设备的动力响应关系到结构及其附属设备的安全及舒适性,是结构工程领域研究的热门议题。特别是20世纪40年代以来,减震设计理论在全球范围内得到全面发展,多种减震措施得到系统研发并为实际工程所应用。从提高结构抗震性能角度出发,近年来逐渐形成了‘三水准’的设防水准和‘两阶段’抗震设计方法,用于保证建筑结构在小震下具有足够强度的同时又在大震作用下的延性性能。总体来说,抗震设计思路是在既有经济条件下,针对本地区不同的地震动水平及预期结构性能进行综合设计,以期充分利用结构自身的弹性及塑性耗能能力来保证人们的生命财产安全。
现有的抗震设计方法依靠结构自身塑性破坏来消耗地震的能力,受地震动随机性等因素影响使设计难度加大,且在震后修复方面的经济性也较差。
相比现有的抗震设计方法,消能减震的技术通过在结构特定位置设置消能装置,在地震作用下依靠消能装置耗散主要地震能量,从而减少了结构主体所吸收的能量,保护了结构主体并起到了减震的作用。经过多年发展,提出了多种形式的消能减震结构,如调谐质量阻尼器,是一种典型的消能减震装置,通过在结构顶部设置调谐振子,地震动输入下部分地震动的能量被该调谐振子所吸收,进一步通过阻尼器消散掉,从而减小主结构的地震动响应。需要指出的是,该技术需要在结构上附加额外的质量块,过大的质量块对建筑的正常使用会造成影响;并且调谐质量阻尼器减震体系对附加子结构的参数及地震动的频谱特征有较高的依赖性,容易产生失调问题,从而放大地震动响应。
相比消能减震技术,基础隔震技术通过在结构底部设置水平刚度较小,且竖向刚度较大的隔震装置,将上部结构与基础隔离,使得上部结构的特征周期避开地震动的主频段,从而减小上部结构的层间位移响应。但其缺点在于通常基础隔震结构隔震层绝对位移较大,通过在隔震层设置阻尼器可有效耗散地震动能量,从而减小绝对位移响应,但过大的阻尼会减弱隔震机理,因此实际设计中需优化设计隔震层刚度及阻尼以达到期望的设计效果。
基础隔震技术经过多年的发展,已经得到世界各国学者及工程师的认可并写入规范指导设计。但是基础隔震技术主要应用于场地条件较好的多高层建筑结构。当结构高度过大或结构场地条件较差时,采用隔震技术不能有效地将结构体系的特征周期避开地震动的主频段,从而导致该技术失效。
为了克服传统调谐质量阻尼器减震方法调谐质量不足的问题,以及基础隔震措施在多高层建筑中应用限制,提出了在多高层建筑中某一层设置隔震支座从而将整个结构分量为两部分,上部隔离部分在动力荷载输入下扮演了调谐质量阻尼器的作用,同时不增加额外的质量,即所谓的部分质量隔震措施(Partical mass isolation/PMI),有效结合了调谐质量减震措施和基础隔震措施的优点,可以有效改善中高层建筑结构抗震性能。同时该技术可选择性地隔离特定的结构系统、构件、特定楼层或楼板,应用形式多样,如高层建筑隔震、巨-子结构隔震和浮置楼板等。
浮置楼板措施是部分质量隔震措施中的一种应用形式,该技术通过在楼板(全部或部分)与结构竖向支撑体系之间设置隔震装置实现减震效果。一直以来,浮置楼板技术被用来减小建筑物内的设施及精密仪器在竖向振动下的动力响应。考虑结构在水平地震动下的响应问题,增大传统浮置楼板体系的浮置质量或减小浮置支撑刚度两种方法可改善主结构及附属结构的减震效果。但必须指出,增大浮置质量既对结构的安全性有影响,又不利于工程应用;减小浮置支撑刚度,会影响板上结构的正常使用性能。另外增大浮置质量或减小浮置支撑刚度均会导致隔震周期增大,必然导致浮置楼板的位移响应过大。过大的位移响应使得楼板与主结构之间的设计过于复杂,也制约着浮置楼板技术的推广应用。
因此,亟需一种新型浮置楼板结构体系,使其既可以减小浮置楼板体系中楼板与主结构之间过大的位移响应问题,又可以对主结构的动力响应和板上附属设备的动力响应有明显的抑制作用。
发明内容
本发明提供了一种惯性增强浮置楼板结构体系,以解决现有技术问题中的缺陷。
为了实现上述目的,本发明采取了如下技术方案。
本发明实施例提供了一种惯性增强浮置楼板结构体系,包括:若干个惯性增强浮置楼板和竖向支撑结构;
所述的惯性增强浮置楼板包括预制板、若干个惯性减振部件和若干个隔震支座;所述的惯性减振部件的一端铰接连接于所述预制板的下面,另一端铰接连接于所述竖向支撑结构上,用于将所述预制板水平方向连接于所述竖向支撑结构上,且位于所述竖向支撑结构的内侧;所述隔震支座固定于所述预制板的下面,用于给预制板提供竖向支撑,同时减小预制板的水平振动;
所述惯性减振部件包括固定连接的惯性元件、阻尼元件和弹性元件。
优选地,竖向支撑结构包括多个框架柱和多个框架梁;
每两个框架柱之间水平方向上固定有若干个框架梁,且每两个框架柱之间的框架梁个数以及高度均相同。
优选地,惯性减振部件的一端通过板式悬挂式惯性减振系统连接件铰接连接于所述预制板的下面,另一端通过梁式悬挂式惯性减振系统连接件铰接连接于所述竖向支撑结构的框架柱上,所述的惯性减振部件为悬挂式惯性减振部件。
优选地,框架梁的内侧面上安装有牛腿,所述的牛腿的上面与所述的隔震支座的下端通过螺栓固定连接。
优选地,竖向支撑结构为框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙、框架-核心筒结构、筒中筒结构、束筒结构及带支撑或带刚臂的筒框和巨形支撑结构。
优选地,惯性减振部件的结构为所述惯性元件、阻尼元件和弹性元件中任意两个元件并联之后再与第三个元件串联。
优选地,惯性减振部件的结构为所述惯性元件与所述弹性元件串联之后再与所述阻尼元件并联,或所述的惯性减振部件的结构为所述惯性元件与所述阻尼元件串联之后再与所述弹性元件并联。
优选地,隔震支座下安装固定楼板用于承托所述浮置楼板。
优选地,预制板的边缘距离所述竖向支撑结构的距离大于或等于安全距离设计值,所述的安全距离设计值根据实际工程结构情况及荷载特点来计算确定。
由上述本发明的惯性增强浮置楼板结构体系提供的技术方案可以看出,本发明具有以下有益效果:
1、相比无浮置楼板结构体系,本发明的惯性增强浮置楼板结构体系可使主结构层间位移降低50%以上,可使楼板上加速度响应降低80%以上;相比传统浮置楼板结构体系,本发明的惯性增强浮置楼板体系可使主结构层间位移响应减小10%以上,使楼板上附属设备(文物、重要设备等)的加速度响应减小20%以上,可有效减小地震动及环境振动下主结构的动力响应和楼板上附属在地震动及环境振动下主结构的动力响应;
2、相比传统浮置楼板结构系统,本发明的惯性增强浮置楼板结构体系可大幅减小浮置楼板与主结构之间的相对位移响应达40%以上,可实现楼板和主结构之间有限变形空间条件下主结构及浮置楼板上附属设施的减震/振性能优化设计;同时楼板与主结构之间相对位移减小,可简化楼板与主结构之间复杂构造需求;
3、本发明的惯性增强浮置楼板结构体系可用于设计新建浮置楼板结构体系,实现对主结构、板上附属设备(文物、重要设备等)的减震优化;也可用于对传统浮置楼板结构体系进行改造,实现对既有建筑结构及楼板上附属设施的在地震动及环境振动下动力性能的改善,构造简单应用方便且效果明显;
4、本发明的惯性增强的浮置楼板结构体系可控制主结构及附属设备(文物、重要设备等)在地震动下的响应,以及用于控制主结构及附属设备(文物、重要设备等)在环境振动等类似动力作用下的动力响应,应用空间广阔;
5、本发明的惯性增强浮置楼板结构体系,构造简单、应用方便、经济有效,惯性减振部件可方便拆卸及更换,便于震后修复及建筑功能快速恢复,同时也可根据建筑使用过程中的需求进行功能优化设计。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为惯性增强浮置楼板结构体系示意图;
图2为惯性增强浮置楼板结构体系仰视图;
图3为惯性增强浮置楼板结构体系俯视图;
图4为惯性增强浮置楼板结构体系截面图;
图5为惯性减振部件结构示意图;
图6为采用实施例一的惯性增强浮置楼板结构体系施工流程图;
图7为浮置楼板与主结构间安全距离示意图;
图8为传统浮置楼板结构体系-五层建筑示意图;
图9为实施例二的五层建筑都使用本实施例的惯性增强浮置楼板结构体系的结构示意图;
图10为实施例二的给出主结构顶层层间位移、顶层浮置楼板绝对加速度以及顶层浮置楼板相对主结构的位移响应随惯质比的变化趋势图;
图11为实施例二的顶层浮置楼板相对主结构的位移、顶层浮置楼板绝对加速度及主结构顶层层间位移响应随惯性系统刚度比及阻尼比的变化规律的示意图;
图12为实施例二的惯性增强浮置楼板体系及传统浮置楼板结构体系的减震效果对比示意图。
附图标记说明:
1、框架柱;2、框架梁(主梁及次梁);3、预制板;4、牛腿;5、梁式悬挂式惯性减振系统连接件;6、悬挂式惯性减振部件;7、隔震支座;8、板式悬挂式惯性减振系统连接件;9、螺栓;10、隔震支座连接件;11、螺栓;12、板式悬挂式惯性减振系统连接件;13、锁扣件;14、锁扣件连接件;k、弹性元件;c、阻尼元件;b、惯性元件。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明,且并不构成对本发明实施例的限定。
实施例一
本实施例提供了一种惯性增强浮置楼板结构体系,包括:3个惯性增强浮置楼板和1个竖向支撑结构,图1为惯性增强浮置楼板结构体系示意图。
图2为本实施例的惯性增强浮置楼板结构体系的仰视图,图3为本实施例的惯性增强浮置楼板结构体系的俯视图,图4为本实施例的惯性增强浮置楼板结构体系的截面图,参照图2、图3和图4,惯性增强浮置楼板包括预制板3、若干个惯性减振部件和若干个隔震支座7(本实施例中采用4个惯性减振部件和8个隔震支座),本实施例的惯性减振部件为悬挂式惯性减振部件6,悬挂式惯性减振部件6的一端铰接连接于预制板3的下面,另一端铰接连接于竖向支撑结构上,用于将预制板3水平方向连接于竖向支撑结构上,且预制板3位于竖向支撑结构的内侧。竖向支撑结构包括多个框架柱1和多个框架梁2,每两个框架柱1之间水平方向上固定有若干个框架梁,示意性地,本实施例中采用的框架柱1为4个,框架梁2为12个,每两个框架柱1之间水平方向上固定有3个框架梁,且每两个框架柱之间的框架梁个数以及高度均相同,其中,竖向支撑结构还可以包含框架上的墙体结构;每个预制板3的底面高于对应所述框架梁2的顶面。本实施例中位于竖向支撑结构顶层的浮置楼板也可以称之为浮置屋面板。隔震支座7固定于预制板3的下面,用于给预制板提供竖向支撑,同时减小预制板水平振动。竖向支撑结构可以为框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙、框架-核心筒结构、筒中筒结构、束筒结构及带支撑或带刚臂的筒框或巨形支撑结构。
惯性减振部件包括固定连接的惯性元件、阻尼元件和弹性元件。图5为本实施例的惯性减振部件的结构示意图,参照图5,惯性减振部件有5种连接情况,分别是:惯性减振部件的结构为惯性元件b、阻尼元件c和弹性元件k中任意两个元件并联之后再与第三个元件串联;惯性元件b与弹性元件k串联之后再与阻尼元件c并联,或惯性减振部件的结构为惯性元件b与阻尼元件c串联之后再与弹性元件k并联。
悬挂式惯性减振部件6的一端通过板式悬挂式惯性减振系统连接件8铰接连接于预制板3的下面,另一端通过梁式悬挂式惯性减振系统连接件5铰接连接于竖向支撑结构的框架柱1上。
框架梁2的内侧面上还安装有牛腿4,牛腿4的上面与隔震支座7的下端通过螺栓固定连接。
在没有牛腿4的情况下,隔震支座7下还可以通过安装固定楼板用于承托浮置楼板。
优选地,浮置楼板与主结构之间应满足安全距离要求,安全距离根据具体工程情况及荷载情况来计算确定。示意性地,本实施例中通过在方形的预制板每个角设置一个方形的缺口来保证浮置楼板与主结构间安全距离。
本实施例的惯性增强浮置楼板结构体系在多高层结构中针对减震目标进行有针对性的布置。可将建筑结构的部分楼层设置为本实施例的惯性增强浮置楼板体系,其他楼层为传统结构体系;亦可将建筑结构特定楼层中的部分空间设置为本实施例的惯性增强浮置楼板体系,同楼层其他空间为传统结构体系。
图6为采用本实施例的惯性增强浮置楼板结构体系的施工流程图,参照图6,其中结构竖向支撑系统(框架梁、框架柱和墙体)采用现场整体浇筑或工厂预制;梁结构浇筑过程中安装牛腿预埋件;梁柱节点处预埋梁式悬挂式惯性减振系统连接件。竖向支撑系统施工完成后,梁侧安装牛腿及隔震支座;同时工厂预制浮置楼板,混凝土浇筑过程中安装悬挂惯性减振部件及隔震支座连接件;最后吊装安装浮置楼板(浮置屋面板及楼面板),同时安装悬挂式惯性减振部件。在地震作用下及环境振动下(如地铁引起的交通环境振动等),惯性增强浮置楼板体系可将部分能量吸收,大幅减小主体结构(柱子、梁、墙体)动力响应,同时可对楼板上的敏感设备(文物、精密仪器等)起到很好的保护作用。
本实施例的惯性增强浮置楼板结构体系相比传统浮置楼板结构体系的一个优势在于,浮置楼板与主结构间的相对位移响应得到有效控制。图7为本实施例的浮置楼板与主结构间安全距离示意图,如图7所示,动力荷载输入下,浮置楼板结构与主结构(柱)之间需预留相对运动安全距离。安全距离过大会使得楼板与主结构之间的构造过于复杂。应用本实施例的惯性增强浮置楼板体系,可大幅减小楼板与主结构间的相对位移(相比传统浮置楼板结构体系减小40%以上)。
实施例二
以下为采用惯性增强浮置楼板结构体系的五层建筑作为应用进行效果上的说明,图8为传统浮置楼板结构体系的五层建筑的示意图,图9为五层建筑都使用本实施例的惯性增强浮置楼板结构体系的结构示意图,参照图8,浮置楼板与主结构之间通用隔震支座连接。参照图9,浮置楼板与主结构之间通用惯性增强系统与隔震支座并联连接。其中,ms为主结构的各层集中质量(包括各层框架梁、框架柱、墙体以及部分楼板);mf为各层浮置楼板质量(楼板全部浮置或部分浮置均可);k0为层间水平刚度;kt为隔震支座的水平刚度;ζn为主结构各阶振型阻尼比;kt为传统隔震支座刚度;ct为传统隔震支座阻尼;kIn为惯性系统的水平刚度;cIn为惯性系统的阻尼;b是惯性系统中惯容装置的惯容系数。本实施例计算材料参数设置如下表1所示:
表1结构参数表
Figure BDA0002840433210000101
引入惯质比(惯容装置的惯容系数与结构各层总质量之比)μIn=b/(ms+mf)和楼板浮置质量占比(每一层浮置楼板质量与该层总质量之比)μf=mf/(ms+mf),同时令阻尼比α=cIn/ct及刚度比β=kIn/kt。以主结构顶层及浮置楼板的响应为例,图10为本应用实施例给出主结构顶层层间位移、顶层浮置楼板绝对加速度以及顶层浮置楼板相对主结构的位移响应随惯质比的变化趋势图,其中,10-a为本应用实施例给出顶层浮置楼板相对主结构的位移响应随惯质比的变化趋势图;10-b为顶层浮置楼板绝对加速度随惯质比的变化趋势图;10-c为主结构顶层层间位移响应随惯质比的变化趋势图;μf=50%,α=0.4,β=0.3。图中示出了随机选择的如表2所示的10条地震动激励输入下响应及其均值,黑色虚线为95%置信区间所对应的响应曲线。计算已知,在μf=50%的同等条件下,采用传统浮置楼板结构设计的五层建筑的主结构顶层层间位移、顶层浮置楼板绝对加速度以及顶层浮置楼板相对主结构的位移响应在10次地震动下响应最大值的均值分别为1.768×10-3m,3.088m/s2,0.2457m。
表2地震记录表
Figure BDA0002840433210000111
从图10中可以看出,顶层浮置楼板相对于主结构的位移响应小于0.2457m且随着惯容系数增大先减小后增大,在0.1≤μIn≤0.2的区间范围内,存在顶层浮置楼板相对于主结构的位移响应最小值。说明引入惯性系统之后,可有效减小浮置楼板与主结构之间的相对位移。顶层浮置楼板绝对加速度响应随着惯容系数增大先减小后增大,当μIn≤0.15时,顶层浮置楼板绝对加速度响应小于3.088m/s2,并且当μIn≈0.10时响应达到最小值,说明采用惯性增强的浮置楼板结构体系之后有利于减小浮置楼板的加速度响应。随着惯质系数的增大,主结构顶层层间位移响应总体表现为先减小后增大的趋势,在μIn≈0.10时响应达到最小值,并且该响应小于1.768×10-3m,这意味着引入惯性系统后对主结构层间位移响应可以起到一定的减小作用。
综上所述,同等条件下,相比于传统浮置楼板结构体系,采用惯性增强的浮置楼板结构体系,对主结构顶层层间位移、顶层浮置楼板绝对加速度以及顶层浮置楼板相对主结构的位移响应都有不同程度的降低作用。
图11为顶层浮置楼板相对主结构的位移、顶层浮置楼板绝对加速度及主结构顶层层间位移响应随惯性系统刚度比及阻尼比的变化规律的示意图,其中,11-a为顶层浮置楼板相对主结构的位移随惯性系统刚度比及阻尼比的变化规律图;11-b为顶层浮置楼板绝对加速度随惯性系统刚度比及阻尼比的变化规律图;11-c为主结构顶层层间位移响应随惯性系统刚度比及阻尼比的变化规律的示意图;μf=50%,μIn=0.1。图中等高线上的数值为10次地震动下真实响应最大值的均值,单位分别为m,m/s2,m。图11-a可以看出,顶层浮置楼板位移响应随着阻尼比和刚度比的同时增大而逐渐下降,坐标原点即可认为是退化为传统浮置楼板结构体系。从等高线的数值变化可以看出,当α≈1,β≈0.5时,顶层浮置楼板位移响应可以从0.25m降低为0.16m。图11-b可以看出,顶层浮置楼板加速度响应随刚度比的增大先减小后增大,随阻尼比的增大逐渐减小,当α≈1.5,β≈0.5时,顶层浮置楼板加速度响应可有一定程度的减小。图11-c可以看出,当α≈1,β≈0.5时,主结构顶层层间位移可以从1.8×10-3m降低为1.65×10-3m。
综上所述,适宜的惯性系统阻尼及刚度大小可以对浮置楼板及主体结构的响应起到不同程度的减小作用。
考虑相同条件下采用惯性增强的浮置楼板体系(I-floating slab)和采用传统浮置楼板结构(Floating slab)体系在10次地震动下的响应对比。图12为采用本实施例的惯性增强浮置楼板体系及传统浮置楼板结构体系的减震效果对比示意图,其中μf=50%。填充柱状部分代表采用传统浮置楼板结构体系;斜线填充柱状部分代表采用惯性增强浮置楼板结构体系,其中,μIn=0.1,α=2.0,β=1.0。同时采用传统浮置楼板结构体系的响应进行无量纲对比。图12-a对比了两种结构体系在10次不同地震作用下浮置楼板相对位移响应大小,相比于传统浮置楼板结构体系,采用惯性增强的浮置楼板结构体系在10次不同的地震作用下均有不同程度的浮置楼板相对位移减小作用,分析两种结构体系的响应均值可以看到,无量纲浮置楼板相对位移响应从1.00降低为0.59,下降程度为41%。图12-b对比了两种结构体系在10次地震作用下无量纲浮置楼板加速度响应,相比于传统浮置楼板结构体系,采用惯性增强浮置楼板结构体系在10次不同的地震作用下均有不同程度的浮置楼板加速度降低作用,分析两种结构体系的响应均值可知,无量纲加速度响应从1.00降低为0.78,下降程度为22%。图12-c可以看出,两种结构体系在10次不同的地震作用下无量纲顶层层间位移响应均有不同程度的降低,均值下降为10%(1.00降为0.90),即采用惯性增强的浮置楼板体系对主结构层间位移响应有一定程度的减震效果。
综上所述,采用惯性增强的浮置楼板体系设计为结构设计带来了新的突破。由于浮置楼板与结构主体之间距离的限制,采用惯性增强浮置楼板结构体系可显著缩小这一安全距离,并且可以降低地震作用下构件之间发生碰撞的可能,对结构建筑空间的要求放宽了限制条件,为工程实践人员提供了一种新的选择。
本领域技术人员应能理解上述的应用类型仅为举例,其他现有的或今后可能出现的应用类型如可适用于本发明实施例,也应包含在本发明保护范围以内,并在此以引用方式包含于此。
本领域技术人员应能理解,图1仅为简明起见而示出的各类元素的数量可能小于一个实际惯性增强浮置楼板结构体系中的数量,但这种省略无疑是以不会影响对发明实施例进行清楚、充分的公开为前提的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置实施例而言,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部构件来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种惯性增强浮置楼板结构体系,其特征在于,包括:若干个惯性增强浮置楼板和竖向支撑结构;
所述的惯性增强浮置楼板包括预制板、若干个惯性减振部件和若干个隔震支座,所述的惯性减振部件的一端铰接连接于所述预制板的下面,另一端铰接连接于所述竖向支撑结构上,用于将所述预制板水平方向连接于所述竖向支撑结构上,且位于所述竖向支撑结构的内侧;所述隔震支座固定于所述预制板的下面,用于给预制板提供竖向支撑,同时减小预制板的水平振动;
所述惯性减振部件包括固定连接的惯性元件、阻尼元件和弹性元件。
2.根据权利要求1所述的惯性增强浮置楼板结构体系,其特征在于,所述的竖向支撑结构包括多个框架柱和多个框架梁;每两个框架柱之间水平方向上固定有若干个框架梁,且每两个框架柱之间的框架梁个数以及高度均相同。
3.根据权利要求2所述的惯性增强浮置楼板结构体系,其特征在于,所述的惯性减振部件的一端通过板式悬挂式惯性减振系统连接件铰接连接于所述预制板的下面,另一端通过梁式悬挂式惯性减振系统连接件铰接连接于所述竖向支撑结构的框架柱上,所述的惯性减振部件为悬挂式惯性减振部件。
4.根据权利要求2所述的惯性增强浮置楼板结构体系,其特征在于,所述的框架梁的内侧面上安装有牛腿,所述的牛腿的上面与所述的隔震支座的下端通过螺栓固定连接。
5.根据权利要求1所述的惯性增强浮置楼板结构体系,其特征在于,所述的竖向支撑结构为框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙、框架-核心筒结构、筒中筒结构、束筒结构及带支撑或带刚臂的筒框或巨形支撑结构。
6.根据权利要求1所述的惯性增强浮置楼板结构体系,其特征在于,所述的惯性减振部件的结构为所述惯性元件、阻尼元件和弹性元件中任意两个元件并联之后再与第三个元件串联。
7.根据权利要求1所述的惯性增强浮置楼板结构体系,其特征在于,所述的惯性减振部件的结构为所述惯性元件与所述弹性元件串联之后再与所述阻尼元件并联,或所述的惯性减振部件的结构为所述惯性元件与所述阻尼元件串联之后再与所述弹性元件并联。
8.根据权利要求1所述的惯性增强浮置楼板结构体系,其特征在于,所述的隔震支座下安装固定楼板用于承托所述浮置楼板。
9.根据权利要求1所述的惯性增强浮置楼板结构体系,其特征在于,所述的预制板的边缘距离所述竖向支撑结构的距离大于或等于安全距离设计值,所述的安全距离设计值根据实际工程结构情况及荷载特点来计算确定。
CN202011489990.1A 2020-12-16 2020-12-16 惯性增强浮置楼板结构体系 Pending CN112575944A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011489990.1A CN112575944A (zh) 2020-12-16 2020-12-16 惯性增强浮置楼板结构体系

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011489990.1A CN112575944A (zh) 2020-12-16 2020-12-16 惯性增强浮置楼板结构体系

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112575944A true CN112575944A (zh) 2021-03-30

Family

ID=75135594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011489990.1A Pending CN112575944A (zh) 2020-12-16 2020-12-16 惯性增强浮置楼板结构体系

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112575944A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113152721A (zh) * 2021-04-29 2021-07-23 华东交通大学 一种框架结构可装配式减振构件及减振方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113152721A (zh) * 2021-04-29 2021-07-23 华东交通大学 一种框架结构可装配式减振构件及减振方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6233884B1 (en) Method and apparatus to control seismic forces, accelerations, and displacements of structures
TWI472670B (zh) 減幅建築物移動之方法及結構
CN102912889A (zh) 双面斜肋防屈曲耗能钢板墙
CN105201261A (zh) 一种框支剪力墙结构及其设计方法
CN112575944A (zh) 惯性增强浮置楼板结构体系
CN107023089B (zh) 一种分层摇摆式减震系统
CN214461612U (zh) 惯性增强浮置楼板结构体系
JP2004332478A (ja) 橋梁の耐震構造
Kikuchi et al. Design of seismic isolated tall building with high aspect-ratio
JP3139675B2 (ja) 制震構造物の構成方法
JPH11200659A (ja) 免震構造物
JP2011038294A (ja) 付加質量制震建物
JPH10280725A (ja) 制振躯体構造
JPS62273374A (ja) 建物本体の重量を利用した動的制振方法および装置
JPH10266620A (ja) 制振架構構造およびその構築方法
JP3925868B2 (ja) 制震補強架構及びそれを用いた制震構造物
CN210482045U (zh) 一种设置冗余抗震柱及调谐质量阻尼器的悬索桥桥塔构造
JP3972892B2 (ja) 既存建物の制震改修方法
JPH04277274A (ja) 混合構造物
JPH09235891A (ja) 既存建築物の耐震補強構造
CN211285970U (zh) 用于装配式建筑的耗能减震梁柱节点构造
KR20070072979A (ko) 스카이브리지를 이용한 건물의 진동제어구조 및 그시공방법
TWI713804B (zh) 建築之減震結構
Wada Damage controlled structures for extreme loading
JP3821693B2 (ja) 交通振動用制振三階建て住宅

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