CN201730373U - 建筑结构顶部拉索阻尼减震体系 - Google Patents

建筑结构顶部拉索阻尼减震体系 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种建筑结构顶部拉索阻尼减震体系，属于土木工程抗震减灾领域。本实用新型包括有建筑物、拉索、锚定系统、转向轮和阻尼器，拉索安装在建筑物顶部，锚定系统设置在建筑物的四周，安装在建筑物顶部的两根相对的拉索分别绕过建筑物两侧锚定系统上的转向轮后连接在阻尼器的滑动轴上，当建筑物振动时，将通过拉索拉动阻尼器滑动轴来回移动，从而耗散能量，并通过作用于建筑物顶部的阻尼力高效抑制结构的地震响应。本实用新型可以利用结构的最大位移，达到较好的耗能效果。

Description

建筑结构顶部拉索阻尼减震体系
技术领域
本实用新型属于土木工程抗震减灾领域，具体涉及建筑结构的阻尼减震控制技术，提出了一种新的阻尼减震技术，主要用于降低建筑结构在地震作用下的动力响应。
背景技术
近年来我国连续发生了多次具有较大破坏力地震，其中汶川地震、玉树地震造成的生命和财产损失举国同悲。而现实情况是我国大部分城市和重要工业建筑都位于地震区，地震危害还将长期威胁着我们。因而减轻建筑结构在地震作用中发生破坏性损失具有重要的经济价值和社会意义。
从结构安全性角度考虑，对建筑结构危害性最大的是地震作用的水平分量，结构减震控制通常也指的是对结构在水平地震作用的动力响应幅值的控制。建筑结构常见的抗侧力体系通常可以分为：框架体系、支撑框架体系、框架剪力墙体系、剪力墙体系。上述体系存在一个共同的特点：从水平地震的视角看，此类抗侧力体系都可视作固结于地面的悬臂结构。悬臂结构在均布荷载作用下，内力最大值在支座处，而变形最大值在悬臂端。目前常用的减震技术主要是通过在建筑内部安装阻尼器，增加结构的阻尼，从而达到减震的目的。在结构内部安装阻尼器存在如下缺陷：很多结构内部的阻尼器安装空间受限于建筑功能或美观方面的要求，往往没有足够或合适的安装空间。
另外，从力的作用效果看，作用于建筑物顶部的阻尼力对结构内力响应的控制效果最好；从位移角度看，建筑物顶部位移最大，因而在相同阻尼力条件下耗散的能量也就最大，因而，在建筑物顶部施加阻尼力的减震效果应该是最好的。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有建筑结构安装阻尼器的上述缺陷，提出了一种建筑结构顶部拉索阻尼减震技术，该技术不受建筑物内部空间的限制，且可以利用建筑物顶部的大位移实现高效阻尼减震。
为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：
一种建筑结构顶部拉索阻尼减震体系，包括有建筑物、拉索、锚定系统、转向轮和阻尼器，其中拉索安装在建筑物的顶部，锚定系统设置在建筑物的四周，安装在建筑物顶部的两根相对的拉索分别绕过建筑物两侧锚定系统上的转向轮后连接在阻尼器的滑动轴上。当建筑物振动时，将通过拉索拉动阻尼器滑动轴来回移动，从而耗散能量，并通过作用于建筑物顶部的阻尼力高效抑制结构的地震响应。
建筑物可以是常规任意一种结构形式，包括框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构。
建筑物可以是钢筋混凝土结构，也可以是钢结构。
阻尼器可以是任意一种速度相关型阻尼器或位移相关型阻尼器。
本实用新型提出的建筑结构拉索阻尼减震技术可获得如下有益效果：
1)拉索阻尼减震技术的减震体系位于结构外部，不依赖于建筑物内部的安装空间，而对于工业建筑，其外部通常存在较大的空旷场地，能够提供拉索系统的安装空间。
2)建筑物顶部的位移最大，因而拉索减震技术可以利用结构的最大位移，耗能效果好。
3)由于建筑结构在地震作用下可以简化为受均布荷载的悬臂结构，因而当阻尼力作用于悬臂端时(即建筑物顶部)，其减震效率是最高的。
附图说明
图1是本实用新型提出的建筑结构拉索阻尼减震体系的示意图；
图2是本实用新型提出的建筑结构拉索阻尼减震体系实施例2；
图中：1、建筑物(框架结构)，2、拉索，3、锚定系统，4、速度相关型阻尼器，5、阻尼器滑动轴，6、支架，7、转向轮，1’、建筑物(框架剪力墙结构)，4’、位移相关型阻尼器。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型进行进一步说明。
实施例1：
如图1所示，一种建筑结构顶部拉索阻尼减震技术，包括有建筑物1、拉索2、锚定系统3、阻尼器4、阻尼器滑动轴5、支架6，其特征在于：拉索2一端连接与建筑物1顶部，拉索2另外一端绕过锚定系统上的转向轮7后连接于阻尼器滑动轴5上，阻尼器4通过支架6固定于锚定系统3上。如此，当建筑物振动时，其顶部的来回运动将通过拉索2拉动阻尼器滑动轴5来回运动，从而耗散能量，减轻结构地震响应。
本实施例拉索2采用碳纤维制作，建筑物1为框架结构，锚定系统3采用钢筋混凝土块制作，阻尼器4为双出杆粘滞阻尼器。
实施例2：
如图2所示，一种建筑结构顶部拉索阻尼减震技术，包括有建筑物8、拉索2、锚定系统3、阻尼器4’、阻尼器滑动轴5、支架6，其特征在于：拉索2一端连接与建筑物8顶部，拉索2另外一端绕过锚定系统上的转向轮7后连接于阻尼器滑动轴5上，阻尼器4’通过支架6固定于锚定系统3上。如此，当建筑物振动时，其顶部的来回运动将通过拉索2拉动阻尼器滑动轴5来回运动，从而耗散能量，减轻结构地震响应。
本实施例拉索2采用碳纤维制作，建筑物8为框架剪力墙结构，锚定系统3采用钢筋混凝土块制作，阻尼器4’为双向滑动的位移相关型阻尼器。
以上是本实用新型的典型实施例，本实用新型的实施不限于此。

Claims (4)

1.一种建筑结构顶部拉索阻尼减震体系，包括有建筑物(1)、拉索(2)、锚定系统(3)、转向轮(7)和阻尼器(4)，其特征在于：拉索(2)安装在建筑物(1)的顶部，锚定系统(3)设置在建筑物(1)的四周，安装在建筑物(1)顶部的两根相对的拉索(2)分别绕过建筑物(1)两侧锚定系统(3)上的转向轮(7)后连接在阻尼器(4)的滑动轴上。
2.根据权利要求1所述的建筑结构顶部拉索阻尼减震体系，其特征是：建筑物(1)是常规结构形式，包括框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构。
3.根据权利要求1或2所述的建筑结构顶部拉索阻尼减震体系，其特征是：建筑物(1)是钢筋混凝土结构或钢结构。
4.根据权利要求1所述的建筑结构顶部拉索阻尼减震体系，其特征是：阻尼器(4)是速度相关型阻尼器或位移相关型阻尼器。 
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