CN202202407U - 一种具有屈曲约束支撑的高层连体结构 - Google Patents

Abstract

一种具有屈曲约束支撑的高层连体结构，包括受压构件，所述受压构件包括人字形支撑，所述人字形支撑为屈曲约束支撑，所述屈曲约束支撑包括核心单元、套在在所述核心单元外围的约束单元、填充在所述核心单元和所述约束单元之间的填充材料，所述核心单元为十字形钢构芯材，所述约束单元为钢管砼，所述填充材料为无粘结材料。本实用新型利用了屈曲支撑的不失稳和耗能的特点，将其用于空间大跨度桁架的腹杆避免了普通支撑易失稳而连续倒塌，达到了大震不倒的效果，节省了用钢量，经济和社会效益显著；对耗能关键构件，采用屈曲支撑，达到了“小震经济，中震不坏，大震易修”的效果。

Description

一种具有屈曲约束支撑的高层连体结构

技术领域

本实用新型涉建筑设计与建筑工程技术领域，尤其涉及一种具有屈曲约束支撑的高层连体结构。

背景技术

双塔连体结构是两座高层建筑由设置在一定高度处的架空连廊相连而成的复杂高层建筑结构，双塔连体结构塔楼刚度大，连体部分(即高层连体结构，简称连体结构)要协调两侧塔楼结构的变形，在地震作用下的反应远比普通结构复杂；现有的连体结构一般采用普通钢结构连廊，但存在以下缺陷：

1.受压构件由稳定控制，构件的强度不能充分利用，导致用材经济性差。

2.对于人字形支撑，压杆失稳时对相邻构件产生很大的不平衡力，导致相邻构件的破坏。

3.大震下普通支撑整体屈曲后将丧失承载能力，从而导致结构的连续倒塌。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种新型的具有屈曲约束支撑的高层连体结构，克服上述现有技术中的缺点，解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种具有屈曲约束支撑的高层连体结构，包括受压构件，所述受压构件包括人字形支撑，所述人字形支撑为屈曲约束支撑。

所述屈曲约束支撑包括核心单元、套在在所述核心单元外围的约束单元、填充在所述核心单元和所述约束单元之间的填充材料。

所述核心单元为十字形钢构芯材，所述约束单元为钢管砼，所述填充材料为无粘结材料。

所述受压构件均为屈曲约束支撑。

本实用新型通过采用屈曲约束支撑(以下根据专业习惯简称为屈曲支撑)用于连廊的结构设计(即高层连体结构)，可避免普通支撑的不足。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型利用了屈曲支撑的不失稳和耗能的特点，将其用于空间大跨度桁架的腹杆避免了普通支撑易失稳而连续倒塌，达到了大震不倒的效果。

2、节省了用钢量，与采用普通钢支撑相比，屈曲支撑的用钢量仅为普通支撑的1/4，节材十分明显，经济和社会效益显著。

3、对耗能关键构件，采用屈曲支撑，最能符合概念设计的原则，不仅实现了真正意义上的“小震不坏，中震可修，大震不倒，”而且达到了“小震经济，中震不坏，大震易修”的效果，在节省材料用量的前提下，能使建筑结构的抗震性能高于现行国家标准，这对于保护人民生命财产的安全和节能减排有着十分重要的意义。

附图说明

图1为高层连体结构的模型示意图；

图2为屈曲支撑结构示意图；

图3为十字形钢构芯材结构示意图；

图4为普通支撑和屈曲支撑水平力作用下受力对比图；

图5为大震下连廊受压失稳的普通支撑位置图；

图6、图7分别为采用普通支撑和屈曲支撑大震下的滞回曲线；

图8为普通支撑方案支撑失效后的分析图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示的一种具有屈曲约束支撑的高层连体结构1，所述高层连体结构1连接在两个楼体3之间；如图5所示的所述高层连体结构1包括受压构件，所述受压构件包括人字形支撑2，所述人字形支撑2为屈曲约束支撑；如图2所示的所述屈曲约束支撑包括核心单元4、套在在所述核心单元外围的约束单元5、填充在所述核心单元和所述约束单元之间的无粘结填充材料6，所述核心单元4为十字形钢构芯材，所述约束单元5为钢管砼，所述填充材料6为无粘结材料。

现针对该连廊(即高层连体结构)的结构设计，分别就采用普通支撑和屈曲支撑对比如下：

由图2和图3可以看出屈曲支撑由核心单元4(芯材)、约束单元5以及芯材和约束单元之间的无粘结填充材料6组成。核心单元4是主要受力构件，约束单元5提供侧向约束，防止芯材受压时发生屈曲失稳，目前常采用钢管砼，无粘结填充材料6包裹在核心单元4的外面，用于消除核心单元4与约束单元5之间的摩擦力。由于约束单元5能防止芯材失稳，从而使钢材的强度得到充分发挥，避免了普通支撑因强度无法充分利用而导致的用材浪费。

图4为普通支撑和屈曲支撑水平力作用下受力对比图。普通支撑失稳(屈曲)后将对梁产生很大的不平衡力，而屈曲支撑由于屈曲耗能而不失稳，从而避免了不平衡力对相邻构件的破坏。

图5为大震下连廊受压失稳的普通支撑位置图。图6、图7分别为该处采用普通支撑和屈曲支撑大震下的滞回曲线，在地震作用下，普通支撑发生整体失稳，承载力突然下降，直接失稳破坏后将退出工作，根据大震下的分析结果，在图6两构件失稳退出工作后，连廊的中间桁架构件在图8以红色显示的杆件将发生连续失稳并退出工作，从而使中间桁架丧失工作能力而导致整个连体部分的倒塌。与普通支撑不同，屈曲支撑在大震下进入塑性，但并不丧失稳定，由于屈曲支撑在罕遇地震下滞回曲线饱满，耗能良好，同时由于其早于其他构件进入塑性，将不会给相邻构件传递更大的内力，充当了结构保险丝作用，避免结构连续倒塌。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有屈曲约束支撑的高层连体结构，其特征在于：包括受压构件，所述受压构件包括人字形支撑，所述人字形支撑为屈曲约束支撑。

2.根据权利要求1所述的具有屈曲约束支撑的高层连体结构，其特征在于：所述屈曲约束支撑包括核心单元、套在在所述核心单元外围的约束单元、填充在所述核心单元和所述约束单元之间的填充材料。

3.根据权利要求2所述的具有屈曲约束支撑的高层连体结构，其特征在于：所述核心单元为十字形钢构芯材，所述约束单元为钢管砼，所述填充材料为无粘结材料。

4.根据权利要求1至4任意之一所述的具有屈曲约束支撑的高层连体结构，其特征在于：所述受压构件均为屈曲约束支撑。

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