CN203256902U - 跷动减震防屈曲柱式支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种属于结构工程技术领域的跷动减震防屈曲柱式支座。其特征是：屈曲约束支撑作为竖向承力构件内置于钢管柱中，称之为屈曲约束柱，钢管柱的柱脚设有可屈服的翼板，通过基础的预埋件和跷动支座相连。屈曲约束支撑可采用已有的支撑供给；外包钢管柱和基础翼板可采用普通建筑钢材。屈曲约束柱提供竖向承载力、回复力，并为支座提供回落时的反作用力减小冲击效应。在大震时柱脚的可屈服翼板可以屈服同时产生较大的塑性变形，使柱脚抬起，上部结构物发生跷动，消耗能量。外包钢管柱用来承受轴向力和弯矩，并能阻止屈曲约束柱产生残余变形。本实用新型提供的跷动减震防屈曲柱式支座是多高层建筑钢结构或其它结构的一种新型跷动减震支座，它具有无残余变形，冲击效应小等优点，并拥有良好的抗震性能、延性和滞回耗能能力，是一种性能优越的消能减震支座。

Description

跷动减震防屈曲柱式支座

技术领域

本实用新型涉及一种新型的跷动减震设施——跷动减震防屈曲柱式支座，属于结构工程技术领域，适用于多高层建筑结构。

技术背景

跷动（rocking）减震是一种很新颖的减震设计概念，传统的抗震设计概念中，上部结构与下部基础紧固，结构不能与基础脱离，地震力主要靠抗侧力构件（支撑，剪力墙等）来抵抗。传统的隔震技术通过在建筑物中某层设置侧向刚度较小但变形能力大的消能隔震装置，来减小地震对上部楼层的能量输入，从而减少上部楼层的地震响应。

跷动结构在小震和中震的情况下和常规结构的地震反应基本相同；在大震下，跷动减震技术允许上部结构和基础脱离，利用上部结构的抬起来耗散地震能量。并且可以隔断强烈地震在上部结构中的传递，保证上部结构处于弹性。从而可以大大减少上部结构的抗侧力构件和结构构件的冗余度，此举不仅可以节省材料，还能降低造价。另一方面，结构和基础的脱离使得结构的边柱或墙体不会产生竖向的拔力，从而防止基础和底层结构在大震下发生严重破坏。并可以简化基础构造，降低基础造价，经济效益明显。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型的跷动减震支座，使其具备传统跷动减震支座的性能和优点，即中小震下和常规结构地震反应相同，大震下允许上部结构和基础脱离，耗散地震能量，并具有自回复性能等等。同时还要能克服各种跷动支座存在的不足，如支座抬起后产生较大的残余变形，支座回落时的冲击效应以及耗能能力不足等等。

本实用新型结构技术方案表征为：

一种跷动减震防屈曲柱式支座，其特征在于，包括屈曲约束支撑和可跷动的钢管柱，所述屈曲约束支撑内置于钢管柱中，内部的屈曲约束支撑呈竖向布置用以承受竖向荷载，外部的钢管柱柱脚设有可屈服的金属翼板，所述屈曲约束支撑和钢管柱上端分别通过高墙螺栓实现与梁连接，所述屈曲约束支撑和钢管柱下端分别通过预埋件实现与基础连接。

本实用新型消除了已有跷动支座的缺点，改善了结构的延性，此种支座本质上是一种隔震措施，在阻隔了地震能量输入的同时，很好地体现了能力设计的思想，让跷动支座先于柱屈服，将塑性变形限制于跷动支座内，从而保证了上部结构的安全，是一种先进的设计理念。

本实用新型提供的跷动减震防屈曲柱式支座是一种新型的跷动减震支座，它能有效地隔震，并且有稳定的滞回耗能性能。避免上部结构和基础在大震下破坏的同时，有效地降低了上部结构和下部基础的造价。是一种颇具前景的跷动支座形式。

附图说明

图1为本实用新型跷动减震防屈曲柱式支座的单元分解图。

图2为本实用新型跷动减震防屈曲柱式支座的结构示意图（平面图）。

图3为本实用新型跷动减震防屈曲柱式支座的结构剖面示意图。

图中标记说明：屈曲约束支撑1，钢管柱2，翼板21，基础3，梁4，高墙螺栓5。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

一种跷动减震防屈曲柱式支座，属新型跷动减震设施，如图1-3所示，静态的结构表征为：

它包括屈曲约束支撑1和可跷动的钢管柱2，所述屈曲约束支撑内置于钢管柱中，内部的屈曲约束支撑呈竖向布置用以承受竖向荷载，外部的钢管柱柱脚设有可屈服的金属翼板21，所述屈曲约束支撑和钢管柱上端分别通过高墙螺栓5实现与梁4连接，屈曲约束支撑和钢管柱下端分别通过预埋件实现与基础3连接。

所述屈曲约束支撑可以采用已有的标准供货产品。

钢管柱承受轴力和弯矩，其柱脚处的短板具有延伸出来的翼板。当地震产生的倾覆力矩在底层柱中产生较大的拉力时，翼板可以屈服产生较大的塑性变形，允许柱脚抬起；同时位于钢管柱中的屈曲约束支撑伸长，提供一个回复力，当变形较大时能够利用屈曲约束支撑良好稳定的滞回性能进行耗能；在柱脚回落时，屈曲约束支撑能提供一个反作用力来缓冲柱脚下落时的冲击效应。同时，在抗剪承载力方面，屈曲约束支撑的存在使得柱脚抬起后依然能协同传递剪力，使剪力的传递更加有效。总之，此种新型的跷动支座在轴向、抗剪和抗弯承载力没有大幅下降的情况下，允许跷动的发生，并提供稳定的滞回耗能性能，避免了残余变形、冲击效应的发生，是一种颇具前景的跷动支座形式。此种跷动支座中，屈曲约束支撑竖向布置，所以称之为跷动减震防屈曲柱式支座。 

在本实用新型中，外部的钢管柱在回落后和地面接触，不再向下产生位移，防止了屈曲约束支撑继续被压缩，这样防止了残余变形的产生。屈曲约束支撑能提供一个回复力抵消了一部冲击荷载，能有效地防止冲击效应。在此跷动减震防屈曲柱式支座中屈曲约束支撑只承受轴向力，作为耗能构件；外部的外钢管柱主要承受轴力和弯矩，钢管柱的底部设有翼板，屈服后允许柱脚抬起，并具有一定的耗能能力。跷动减震防屈曲柱式支座中的各部件分工清晰，受力明确，并有良好稳定的滞回性能。在跷动发生后，传入上部结构的地震力有较大的折减，实际上使得结构的位移中刚体位移占较大的比例，结构的弹塑性变形比较小。所以对比常规结构，顶层位移并不一定会有大幅度的增加，而上部结构的抗侧力构件数量可以明显减少。因此由于地震力产生的弹塑性变形也大幅减小。这样结构的破坏减轻，震后不用大量的修复即可直接入住，经济效益明显。

在大震下，上部结构和基础脱离，在抬起柱中的的拉力被限制在跷动支座的屈服力水平上，从而使柱中的拉力显著减小，这样减轻了基础的负担；由于跷动柱的拉力减小了，在跷动产生的另一侧，不跷动柱中的压力也相应的减小了，这样也减轻了基础的负担，防止了基础和底层柱的严重破坏，保证结构安全的同时，也降低了基础的造价。

Claims (1)

1.一种跷动减震防屈曲柱式支座，其特征在于，包括屈曲约束支撑和可跷动的钢管柱，所述屈曲约束支撑内置于钢管柱中，内部的屈曲约束支撑呈竖向布置用以承受竖向荷载，外部的钢管柱柱脚设有可屈服的金属翼板，所述屈曲约束支撑和钢管柱上端分别通过高墙螺栓实现与梁连接，所述屈曲约束支撑和钢管柱下端分别通过预埋件实现与基础连接。

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