CN206052962U - 消能减震核心单筒式悬挂结构系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种消能减震核心单筒式悬挂结构系统，包括设置于建筑内部的核心筒(1)、沿核心筒(1)高度设置的承重挑梁(2)、悬挂楼板(3)、钢吊杆(4)和消能减震带(5)。钢吊杆(4)设置于悬挂楼板(3)与承重挑梁(2)之间以及相邻的悬挂楼板(3)之间，以及消能减震带(5)设置于悬挂楼板(3)与核心筒(1)之间。本实用新型的消能减震带可以增大结构的整体抗侧刚度，提供结构附加阻尼，减少结构的水平侧移；可以加强核心筒和悬挂楼板之间的相互联系，减小变形差，增强结构的整体性，使结构受力均匀。
Description
技术领域
本实用新型属于土木结构工程领域，特别涉及一种消能减震核心单筒式悬挂结构系统。
背景技术
由于城市人口的快速增长、土地资源的日益紧缺和现代建筑思潮的倡导，高层建筑的设计和建造技术取得了迅猛发展。在高层建筑发展的过程中，悬挂结构作为一种合理的建筑系统，因其具有独特的建筑造型、优良的结构性能、能够满足多变的建筑功能要求得到了发展，产生了良好的社会和经济价值。
普通悬挂结构的主要抗侧力构件是其刚性承重骨架；结构的悬挂楼板仅作为竖向荷重由主结构承担，不提供任何抗侧力作用。在风荷载或地震荷载作用下，悬挂楼板产生层间位移，由于悬挂楼板与主结构之间的弱连接，悬挂楼板与主结构之间会产生较明显的变形差，两者的连接部位处可能会产生碰撞或塑性破坏，影响结构的安全性和适用性。
近年来结构减震控制技术快速发展，在结构的某个部位加设某种附加装置以调整结构的动力特性或动力作用，使结构在地震作用下的动力响应(如位移、速度和加速度)控制在合理的范围内。消能减震技术主要是通过在结构的某些部位增设消能器或消能部件，为结构提供一定的附加刚度或附加阻尼，在风荷载或地震作用下主要通过消能部件来耗散输入结构的能量，以减轻结构的动力反应，从而更好地保护主体结构的安全，提高了整体结构的安全性和适用性。
综上，提出一种新型消能减震核心单筒式悬挂结构系统，既能提高结构整体抗侧刚度，减少结构的水平侧移，缓和悬挂楼板与主结构的变形差；又能通过消能减震带耗散输入结构的能量，使整体结构达到预定的抗震性能目标，实现设防烈度及以上地震作用下消能减震、“延性屈服”的机制，保护主体结构构件，具有重要的现实意义和工程实践价值。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷从而提供一种可以有效地提高结构的抗侧刚度，实现结构的抗风和抗震性能目标的消能减震核心单筒式悬挂结构系统。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种消能减震核心单筒式悬挂结构系统，包括设置于建筑内部的核心筒(1)、沿所述核心筒(1)高度设置的承重挑梁(2)、悬挂楼板(3)、钢吊杆(4)和消能减震带(5)，所述钢吊杆(4)设置于所述悬挂楼板(3)与所述承重挑梁(2)之间以及相邻的悬挂楼板(3)之间，以及所述消能减震带(5)设置于所述悬挂楼板(3)与所述核心筒(1)之间。
较佳地，所述核心筒(1)和承重挑梁(2)采用普通混凝土结构杆件。
较佳地，所述钢吊杆(4)的两端在建筑顶层分别连接所述承重挑梁(2)和悬挂楼板(3)，以及所述钢吊杆(4)的两端在建筑的其他楼层分别连接相邻的悬挂楼板(3)。
较佳地，所述钢吊杆(4)两端均为铰接，仅承受轴向拉力作用，并采用高强度钢加工制成。
较佳地，所述消能减震带(5)包括屈曲约束耗能支撑件(6)和金属屈服型阻尼器(7)，所述屈曲约束耗能支撑件(6)水平设置并在两端分别连接所述悬挂楼板(3)和同层的核心筒(1)，所述金属屈服型阻尼器(7)设置在所述核心筒(1)上，并通过斜腹杆(8)连接所述悬挂楼板(3)。
较佳地，所述金属屈服型阻尼器(7)设置在上下两层楼层之间。
较佳地于，所述金属屈服型阻尼器(7)设置在上下两层楼层之间的中间位置。
较佳地，所述屈曲约束耗能支撑件(6)的两端分别连接悬挂楼板(3)和同层的核心筒(1)，且所述屈曲约束耗能支撑件(6)的两端均为铰接，仅承受轴向拉压力作用。
较佳地，所述斜腹杆(8)的两端分别连接悬挂楼板(3)和金属屈服型阻尼器(7)，且所述斜腹杆(8)的两端均为铰接，仅承受轴向拉压力作用，并采用普通钢结构杆件。
较佳地，所述消能减震带(5)设置于所述建筑的部分楼层。
较佳地，所述消能减震带(5)设置于所述建筑的全部楼层。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在风荷载及众值烈度地震作用下，结构主要耗能构件主要为金属屈服型阻尼器；在设防烈度及以上地震作用下，结构主要耗能构件为屈曲约束耗能支撑件；能有效地提高结构的整体抗侧刚度，减少结构的水平侧移，实现结构的抗风和抗震性能目标，同时又可以根据结构的实际需求较为灵活地调整消能减震带的刚度、阻尼和设置部位及数量，防止结构在地震作用下悬挂楼板与主结构产生过大的变形差，而导致碰撞或塑性损伤，使整体结构达到预定的抗震性能目标，实现设防烈度及以上地震作用下消能减震、“延性屈服”的机制，保护主体结构构件。
附图说明
图1是本实用新型消能减震核心单筒式悬挂结构立面示意图；以及
图2是本实用新型消能减震带示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型的新型消能减震核心单筒式悬挂结构系统进行详细说明。
本实用新型的目的是为了提高结构的整体抗侧刚度，实现结构的抗风和抗震性能目标。为此，本实用新型的消能减震核心单筒式悬挂结构系统通常包括设置于建筑内部的核心筒(1)、沿所述核心筒(1)高度设置的承重挑梁(2)、悬挂楼板(3)、钢吊杆(4)和消能减震带(5)。钢吊杆(4)设置于悬挂楼板(3)与承重挑梁(2)之间以及相邻的悬挂楼板(3)之间，以及消能减震带(5)设置于悬挂楼板(3)与核心筒(1)之间。
下面结合图1-2对本实用新型的消能减震核心单筒式悬挂结构系统进行详细描述。
如图1所示，消能减震核心单筒式悬挂结构系统包括设置于建筑内部的核心筒1、沿核心筒1高度设置的承重挑梁2和悬挂楼板3，悬挂楼板3与承重挑梁2以及相邻的悬挂楼板3之间连接钢吊杆4，悬挂楼板3与核心筒1之间设置消能减震带5。
核心筒1和承重挑梁2构成了结构的刚性承重骨架，承受了结构全部的竖向荷载和水平荷载。在建筑立面分段的顶层中，承重挑梁2固接在核心筒1上，核心筒1的底部通过结构基础嵌固在土层当中。所有的悬挂楼板3仅作为竖向荷重，通过钢吊杆4作用到承重挑梁2，最终传递到核心筒1。在建筑立面分段的顶层，钢吊杆4的两端分别连接承重挑梁2和悬挂楼板3；在建筑立面分段的其他楼层，钢吊杆4的两端分别连接相邻的悬挂楼板3。
核心筒1和承重挑梁2采用普通混凝土结构杆件。钢吊杆4两端均为铰接，仅承受轴向拉力作用，并采用高强度钢加工制成。
如图2所示，消能减震带5包括水平设置的屈曲约束耗能支撑件6，屈曲约束耗能支撑件6两端分别连接悬挂楼板3和同层的核心筒1，核心筒1在楼层的中段位置处设置金属屈服型阻尼器7，并通过斜腹杆8连接悬挂楼板3。
屈曲约束耗能支撑件6两端分别连接悬挂楼板3和同层的核心筒1，且两端均为铰接，仅承受轴向拉压力作用。斜腹杆8两端分别连接悬挂楼板3和金属屈服型阻尼器7，且两端均为铰接，仅承受轴向拉压力作用，并采用普通钢结构杆件。
在风荷载作用及众值烈度地震作用下，整体结构的内力和层间变形相对较小，屈曲约束耗能支撑件11保持弹性状态，不屈服不耗能；而金属屈服型阻尼器7为剪切型耗能器，剪切效应明显，所以相对而言，金属屈服型阻尼器7耗能明显，结构主要耗能构件为金属屈服型阻尼器7。消能减震带5内的金属屈服型阻尼器7，在保证刚度要求的同时，在风荷载作用及众值烈度地震作用下能相对较多地消耗能量，同时构造上易于实现。
在设防烈度及以上地震作用下，整体结构的内力和层间变形均较大，而屈曲约束耗能支撑件11为位移型耗能器，位移越大耗能越多，因为产生较大的压缩拉伸变形，进入塑性屈服状态，消耗大量地震能量，所以在设防烈度及以上地震作用下，结构主要耗能构件为屈曲约束耗能支撑件。消能减震带5内的屈曲约束耗能支撑件11横向布置，在保证刚度要求的同时，在设防烈度及以上地震作用下能相对较多地消耗能量，同时构造上易于实现。
消能减震带5并不需要每层设置，可以根据实际工程需求进行计算确定，并较为灵活地调整消能减震带5的刚度、阻尼和设置部位及数量，从而保护主体结构构件，实现结构的抗风和抗震性能目标。
与现有技术相比，本实用新型的消能减震核心单筒式悬挂结构系统在风荷载及众值烈度地震作用下，结构主要耗能构件主要为金属屈服型阻尼器；在设防烈度及以上地震作用下，结构主要耗能构件为屈曲约束耗能支撑件；能有效地提高结构的整体抗侧刚度，减少结构的水平侧移，实现结构的抗风和抗震性能目标，同时又可以根据结构的实际需求较为灵活地调整消能减震带的刚度、阻尼和设置部位及数量，防止结构在地震作用下悬挂楼板与主结构产生过大的变形差，而导致碰撞或塑性损伤，使整体结构达到预定的抗震性能目标，实现设防烈度及以上地震作用下消能减震、“延性屈服”的机制，保护主体结构构件。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种消能减震核心单筒式悬挂结构系统，包括设置于建筑内部的核心筒(1)、沿所述核心筒(1)高度设置的承重挑梁(2)和悬挂楼板(3)，其特征在于，还包括钢吊杆(4)和消能减震带(5)，所述钢吊杆(4)设置于所述悬挂楼板(3)与所述承重挑梁(2)之间以及相邻的悬挂楼板(3)之间，以及所述消能减震带(5)设置于所述悬挂楼板(3)与所述核心筒(1)之间。
2.根据权利要求1所述消能减震核心单筒式悬挂结构系统，其特征在于，所述核心筒(1)和承重挑梁(2)采用普通混凝土结构杆件。
3.根据权利要求1所述的消能减震核心单筒式悬挂结构系统，其特征在于，所述钢吊杆(4)的两端在建筑顶层分别连接所述承重挑梁(2)和悬挂楼板(3)，以及所述钢吊杆(4)的两端在建筑的其他楼层分别连接相邻的悬挂楼板(3)。
4.根据权利要求1或3所述的消能减震核心单筒式悬挂结构系统，其特征在于，所述钢吊杆(4)两端均为铰接，仅承受轴向拉力作用，并采用高强度钢加工制成。
5.根据权利要求1所述的消能减震核心单筒式悬挂结构系统，其特征在于，所述消能减震带(5)包括屈曲约束耗能支撑件(6)和金属屈服型阻尼器(7)，所述屈曲约束耗能支撑件(6)水平设置并在两端分别连接所述悬挂楼板(3)和同层的核心筒(1)，所述金属屈服型阻尼器(7)设置在所述核心筒(1)上，并通过斜腹杆(8)连接所述悬挂楼板(3)。
6.根据权利要求5所述的消能减震核心单筒式悬挂结构系统，其特征在于，所述金属屈服型阻尼器(7)设置在上下两层楼层之间。
7.根据权利要求6所述的消能减震核心单筒式悬挂结构系统，其特征在于，所述金属屈服型阻尼器(7)设置在上下两层楼层之间的中间位置。
8.根据权利要求5所述的消能减震核心单筒式悬挂结构系统，其特征在于，所述屈曲约束耗能支撑件(6)的两端分别连接悬挂楼板(3)和同层的核心筒(1)，且所述屈曲约束耗能支撑件(6)的两端均为铰接，仅承受轴向拉压力作用。
9.根据权利要求5所述的消能减震核心单筒式悬挂结构系统，其特征在于，所述斜腹杆(8)的两端分别连接悬挂楼板(3)和金属屈服型阻尼器(7)，且所述 斜腹杆(8)的两端均为铰接，仅承受轴向拉压力作用，并采用普通钢结构杆件。
10.根据权利要求1所述消能减震核心单筒式悬挂结构系统，其特征在于，所述消能减震带(5)设置于所述建筑的部分楼层。
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