CN113216433A - 一种调谐框架结构 - Google Patents

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叶茂
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    • 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
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Abstract

本发明公开了一种调谐框架结构，包括：地面基础；主体结构，固定连接在地面基础上；调谐实体，设置于主体结构内，调谐实体的四周均通过阻尼器与主体结构连接，且阻尼器的两端分别与主体结构和调谐实体构成球面副。此调谐框架结构将调谐实体内置于主体结构内，调谐实体与主体结构共同构成楼梯、电梯、管道等综合基础结构，利用调谐框架发挥其原有的功能，将其振动频率调整至主体结构频率附近，改变结构共振特性，以达到减震作用，并利用阻尼器连接，使调谐实体具有自复位能力，最终形成一个连接到地面的全方位调谐质量结构体系，不需要再额外设置和建造质量块即可实现调谐减震的功能。

Description

一种调谐框架结构
技术领域
本发明涉及建筑结构体系技术领域，特别涉及一种调谐框架结构。
背景技术
以往的调谐质量阻尼器大多安装在楼顶，用楼顶消防水箱或者安装额外的质量块来实现调谐，但这样额外增了构建，而且调谐质量阻尼器的减震效果与其质量大小有关系，楼顶消防水箱或者安装额外质量很难实现大质量，而且现有的调谐质量阻尼器大多安装在风控的高层建筑，主要用于控制风致振动。由于其额外的质量块，其造价的增加，对于地震和更多的低矮层结构则无法应用。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种调谐框架结构，能够不需要再额外设置和建造质量块，且具有自复位能力。
根据本发明的第一方面实施例，提供一种调谐框架结构，包括：
地面基础；
主体结构，固定连接在所述地面基础上；
调谐实体，设置于所述主体结构内，所述调谐实体的四周均通过阻尼器与所述主体结构连接，且所述阻尼器的两端分别与所述主体结构和所述调谐实体构成球面副。
有益效果：此调谐框架结构将调谐实体内置于主体结构内，调谐实体与主体结构共同构成楼梯、电梯、管道等综合基础结构，利用调谐框架发挥其原有的功能，将其振动频率调整至主体结构频率附近，改变结构共振特性，以达到减震作用，并利用阻尼器连接，使调谐实体具有自复位能力，最终形成一个连接到地面的全方位调谐质量结构体系，不需要再额外设置和建造质量块即可实现调谐减震的功能。
根据本发明第一方面实施例所述的调谐框架结构，所述阻尼器包括可沿轴向滑动的摩擦耗能部和设置在所述阻尼器内部的粘弹性层，所述粘弹性层与至少部分的所述摩擦耗能部接触耗能。
根据本发明第一方面实施例所述的调谐框架结构，所述阻尼器包括第一滑动件和第二滑动件，所述第一滑动件和所述第二滑动件上下层叠设置且可相对滑动，所述第一滑动件的一端与所述主体结构构成球面副，所述第二滑动件的另一端与所述调谐实体构成球面副，所述粘弹性层设置在所述第一滑动件和所述第二滑动件之间。
根据本发明第一方面实施例所述的调谐框架结构，所述第一滑动件和所述第二滑动件设置成“工”字形的梁结构，所述第一滑动件和所述第二滑动件相互接触的部分围成条状的空槽结构，所述粘弹性层设置于所述空槽结构内。
根据本发明第一方面实施例所述的调谐框架结构，所述调谐实体设置为楼梯结构、楼层结构或管道结构中的至少其中之一。
根据本发明第一方面实施例所述的调谐框架结构，所述主体结构包括若干楼层，所述调谐实体的底部与其中之一的所述楼层可滑动地连接在一起。
根据本发明第一方面实施例所述的调谐框架结构，所述调谐实体的底部与所述地面基础可滑动地连接在一起。
根据本发明第一方面实施例所述的调谐框架结构，所述地面基础上设有若干凸起，各所述凸起用于与所述调谐实体的底部接触。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。
图1为本发明实施例中第一实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中第二实施例的结构示意图；
图3为本发明实施例中阻尼器的结构示意图；
图4为本发明实施例中地面基础的结构示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1～图4，一种调谐框架结构，包括：地面基础4、主体结构1和调谐实体2，其中主体结构1固定连接在地面基础4上，地面基础4作为基础的受力承载平台，用于承载主体结构1和调谐实体2；其中调谐实体2设置于主体结构1内，优选的，调协实体的顶部不超出于主体结构1的顶部设置，调谐实体2的四周均通过阻尼器3与主体结构1连接，且阻尼器3的两端分别与主体结构1和调谐实体2构成球面副，利用拥有360°转动功能的球铰实现连接，刚度可调，方便力的传递，提高调谐减震的效率。此调谐框架结构将调谐实体2内置于主体结构1内，调谐实体2与主体结构1共同构成楼梯、电梯、管道等综合基础结构，利用调谐框架发挥其原有的功能，将其振动频率调整至主体结构1频率附近，改变结构共振特性，以达到减震作用，并利用阻尼器3连接，使调谐实体2具有自复位能力，最终形成一个连接到地面的全方位调谐质量结构体系，不需要再额外设置和建造质量块即可实现调谐减震的功能。
优选的，阻尼器3包括可沿轴向滑动的摩擦耗能部和设置在阻尼器3内部的粘弹性层，粘弹性层与至少部分的摩擦耗能部接触耗能，此阻尼器3兼顾摩擦耗能和黏弹性耗能两种耗能方式，从而可完整形成调谐质量阻尼。
优选的，阻尼器3包括第一滑动件和第二滑动件，第一滑动件和第二滑动件上下层叠设置且可相对滑动，第一滑动件的一端与主体结构1构成球面副，第二滑动件的另一端与调谐实体2构成球面副，粘弹性层设置在第一滑动件和第二滑动件之间。具体的，粘弹性层通过螺栓连接固定于第一滑动件或第二滑动件，当第一滑动件和第二滑动件相对滑动时，第一滑动件和第二滑动件彼此接触的部分实现摩擦耗能，同时粘弹性层也发生相对滑动，实现黏弹性耗能。
优选的，第一滑动件和第二滑动件设置成“工”字形的梁结构，第一滑动件和第二滑动件相互接触的部分围成条状的空槽结构，粘弹性层设置于空槽结构内。第一滑动件和第二滑动件上下层叠设置且可相对滑动实现轴向的自由伸缩，利用梁结构的固有性能保证在梁上荷载作用下具有良好的抗弯能力，实现具有弯曲刚度的自由伸缩，也就是说将弯曲承载力与轴向承载力解耦。阻尼器3的弯曲承载力是为了保证结构在正常竖向合作用下建筑结构的使用功能。
优选的，调谐实体2设置为楼梯结构、楼层结构或管道结构中的至少其中之一，通过将调谐实体2与楼梯、电梯、楼层结构和管道等整合到一起，形成TMD实体，而不是单独的TMD质量块，从而构成TMD-框架的结构体系。
优选的第一实施例，具体参照图1，调谐实体2的底部与地面基础4可滑动地连接在一起。优选的参照图4，地面基础4上设有若干凸起，各凸起用于与调谐实体2的底部接触，能有效减少调谐实体2与地面基础4之间的摩擦力，使调谐实体2更加容易滑动。
优选的第二实施例，具体参照图2，主体结构1包括若干楼层11，调谐实体2的底部与其中之一的楼层11可滑动地连接在一起。与第一实施例相比，实际上设置方式近乎相同，区别仅在于此时调谐实体2更小，可按照实际需求进行选择。
调谐实体2与地面基础4或主体结构1的某楼层11是光滑滑动连接，容许调谐实体2的底部能够较为自由的滑动，调谐实体2与主体框架通过阻尼器3连接，阻尼器3的两端都是具有360°转动功能的球铰结构，具有刚度，从而实现调谐减震功能。调谐减震用的调谐实体2是结构的一部分，不需要再额外设置和建造质量块，且具有自复位能力，最终实现360度的TMD结构体系。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种调谐框架结构，其特征在于，包括：
地面基础；
主体结构，固定连接在所述地面基础上；
调谐实体，设置于所述主体结构内，所述调谐实体的四周均通过阻尼器与所述主体结构连接，且所述阻尼器的两端分别与所述主体结构和所述调谐实体构成球面副。
2.根据权利要求1所述的调谐框架结构，其特征在于：所述阻尼器包括可沿轴向滑动的摩擦耗能部和设置在所述阻尼器内部的粘弹性层，所述粘弹性层与至少部分的所述摩擦耗能部接触耗能。
3.根据权利要求2所述的调谐框架结构，其特征在于：所述阻尼器包括第一滑动件和第二滑动件，所述第一滑动件和所述第二滑动件上下层叠设置且可相对滑动，所述第一滑动件的一端与所述主体结构构成球面副，所述第二滑动件的另一端与所述调谐实体构成球面副，所述粘弹性层设置在所述第一滑动件和所述第二滑动件之间。
4.根据权利要求2所述的调谐框架结构，其特征在于：所述第一滑动件和所述第二滑动件设置成“工”字形的梁结构，所述第一滑动件和所述第二滑动件相互接触的部分围成条状的空槽结构，所述粘弹性层设置于所述空槽结构内。
5.根据权利要求1所述的调谐框架结构，其特征在于：所述调谐实体设置为楼梯结构、楼层结构或管道结构中的至少其中之一。
6.根据权利要求5所述的调谐框架结构，其特征在于：所述主体结构包括若干楼层，所述调谐实体的底部与其中之一的所述楼层可滑动地连接在一起。
7.根据权利要求5所述的调谐框架结构，其特征在于：所述调谐实体的底部与所述地面基础可滑动地连接在一起。
8.根据权利要求7所述的调谐框架结构，其特征在于：所述地面基础上设有若干凸起，各所述凸起用于与所述调谐实体的底部接触。
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