CN213087065U

CN213087065U - 跨层伸臂桁架与粘滞阻尼器组合构件的连接构造

Info

Publication number: CN213087065U
Application number: CN202021910344.3U
Authority: CN
Inventors: 闫锋; 花炳灿; 刘富平
Original assignee: East China Architectural Design and Research Institute Co Ltd
Current assignee: East China Architectural Design and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2020-09-04
Filing date: 2020-09-04
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2030-09-04

Abstract

本实用新型属于建筑工程消能减震技术领域的一种跨层伸臂桁架与粘滞阻尼器组合构件的连接构造。技术方案为：伸臂桁架置于框架柱和核心筒之间，伸臂桁架从核心筒悬挑出；伸臂桁架的立面外轮廓形状为上大下小的梯形；伸臂桁架跨层布置；伸臂桁架位于上层楼板的下方；下层楼板在伸臂桁架的斜腹杆和竖腹杆穿过的位置开洞，使伸臂桁架穿过下层楼板；粘滞阻尼器竖向放置，粘滞阻尼器的上部与伸臂桁架的上端部采用第一销轴连接；粘滞阻尼器的下部通过牛腿与框架柱连接，粘滞阻尼器与牛腿之间采用第二销轴连接。克服了现有技术中伸臂桁架造成结构刚度突变的问题，同时提升了粘滞阻尼器消能减震的效果。

Description

跨层伸臂桁架与粘滞阻尼器组合构件的连接构造

技术领域

本实用新型属于建筑工程消能减震技术领域，尤其是涉及一种跨层伸臂桁架与粘滞阻尼器组合构件的连接构造。

背景技术

随着消能减震技术研究的不断深入，工程中消能减震技术的运用也逐渐增多。粘滞阻尼器是一种常用的消能装置，属于速度相关型阻尼器，依靠粘滞流体通过节流孔时产生的阻尼力耗散能量，可以有效地增大结构的阻尼比，减小结构地震作用。同时粘滞阻尼器提供较小的附加刚度，对结构的自振周期影响较小，基本不会增大结构的地震作用。由于粘滞阻尼器耗能能力强、性能可靠，并且国内外都有标准化的产品，因此在实际工程中应用十分广泛。

在超高层框架-核心筒结构中，为减小结构在地震作用和风作用下的位移和内力响应，通常在框架柱和核心筒之间设置伸臂桁架，形成空间受力体系，协调框架和核心筒共同工作。工程经验表明，设置伸臂桁架尽管能降低位移，但由于设置伸臂桁架使结构整体刚度变大，会明显增大地震力，并且造成严重的刚度突变，尤其对高烈度区的结构抗震非常不利。因此需要对现有的伸臂桁架进行改进，避免安装伸臂桁架后结构刚度突变带来的不利影响。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种跨层伸臂桁架与粘滞阻尼器组合构件的连接构造，旨在利用伸臂桁架和粘滞阻尼器串联连接形成组合构件，组合构件的两端分别连接核心筒和框架柱，克服了现有技术中伸臂桁架造成结构刚度突变的问题，同时提升了粘滞阻尼器消能减震的效果。

本实用新型的技术方案为：一种跨层伸臂桁架与粘滞阻尼器组合构件的连接构造，伸臂桁架置于框架柱和核心筒之间，伸臂桁架从核心筒悬挑出；伸臂桁架的立面外轮廓形状为上大下小的梯形；伸臂桁架跨层布置；伸臂桁架位于上层楼板的下方；下层楼板在伸臂桁架的斜腹杆和竖腹杆穿过的位置开洞，使伸臂桁架穿过下层楼板；粘滞阻尼器竖向放置，粘滞阻尼器的上部与伸臂桁架的上端部采用第一销轴连接；粘滞阻尼器的下部通过牛腿与框架柱连接，粘滞阻尼器与牛腿之间采用第二销轴连接。

基于上述技术特征：粘滞阻尼器的上下两端设有阻尼器连接耳板，第一连接板与牛腿相连，第二连接板与伸臂桁架的上端相连，牛腿通过焊接与框架柱中的钢骨相连；位于上部的阻尼器连接耳板与第二连接板通过第一销轴连接；位于下部的阻尼器连接耳板与第一连接板通过第二销轴连接。

传统的伸臂桁架上下弦杆两端分别连接核心筒和框架柱，并且上下弦杆分别和上下楼板相连接。如果把粘滞阻尼器和伸臂桁架串联起来，两端分别连接核心筒和框架柱，就可以发挥粘滞阻尼器的消能减震作用。这时伸臂桁架只是一端和核心筒连接，另外一端和粘滞阻尼器连接，粘滞阻尼器再和框架柱连接。伸臂桁架高度较大时，其刚度也较大，变形就可以更加集中发生在粘滞阻尼器中，因此在不影响建筑功能和外观的前提下，需要合理增大伸臂桁架的高度。

当结构核心筒发生层间位移时，会带动伸臂桁架一起转动，从而进一步带动与伸臂桁架连接的粘滞阻尼器两端发生相对位移和相对速度，粘滞阻尼器产生阻尼力，为结构提供附加阻尼比，耗散掉输入到结构的一部分地震能量，减少主体结构的损伤。同时由于伸臂桁架未直接连接核心筒和框架柱，避免了设置伸臂桁架后造成结构侧向刚度突变的不利影响。

与粘滞阻尼器连接的伸臂桁架和楼板不连接，为增大桁架高度，采用跨层布置的做法。桁架上弦布置在上层楼板的下方，桁架下弦布置到下层楼板的下方，下层楼板在适当位置开洞让桁架斜腹杆和竖腹杆穿过。这种跨层布置伸臂桁架增大其刚度的做法，可以更多的让位移和速度发生在粘滞阻尼器中，提升消能减震的效果。

本实用新型的有益效果为：

1）与现有技术中的伸臂桁架相比，本实用新型中伸臂桁架通过粘滞阻尼器与框架柱间接相连，减小了布置伸臂桁架对结构刚度的影响，避免了刚度突变对结构的不利影响。

2）本实用新型的伸臂桁架穿过下层楼板布置，整个结构的布置更加灵活，伸臂桁架高度增大，同时伸臂桁架刚度变大，提高了本实用新型消能减震的效率。

3）在地震作用和风作用下，主体结构发生层间水平变形，带动伸臂桁架发生转动，使粘滞阻尼器两端发生相对位移，粘滞阻尼器由于运动速度产生阻尼力，消耗地震能量，达到保护主体结构的效果。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

图2为本实用新型中粘滞阻尼器的主立面图。

图3为本实用新型中粘滞阻尼器的侧立面图。

图4为本实用新型中粘滞阻尼器的轴向立面图。

图5为图1的1-1剖面示意图。

图6为本实用新型的下层楼板开洞示意图。

图7为伸臂桁架产生位移的示意图，其中，实线代表未变形时伸臂桁架的位置，虚线代表变形后伸臂桁架的位置。

附图标记：

1-伸臂桁架，2-上弦杆，3-下弦杆，4-斜腹杆，5-竖向腹杆，6-第一连接板，7-第二连接板，8’-第一销轴，8-第二销轴，9-粘滞阻尼器，10-牛腿，11-框架柱，12-核心筒，13-下层楼板，13’-上层楼板，14-阻尼器连接耳板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是焊接连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，伸臂桁架1置于框架柱11和核心筒12之间，伸臂桁架1从核心筒12悬挑出，即伸臂桁架1一端与核心筒12相连，另一端不直接与框架柱11相连。伸臂桁架的立面外轮廓形状为上大下小的梯形；伸臂桁架1由一根上弦杆2、一根下弦杆3、一根竖向腹杆5和两根斜腹杆4构成，本图中的伸臂桁架1的结构仅为一种示意。伸臂桁架1跨层布置，伸臂桁架1位于上层楼板13’的下方。下层楼板13在伸臂桁架斜腹杆4和竖腹杆5穿过的位置开洞，使所述伸臂桁架1穿过所述下层楼板13，即竖向腹杆5和斜腹杆4穿过下层楼板13。下层楼板13在相应位置处开洞，使伸臂桁架1变形不受抑制。

粘滞阻尼器9竖向放置，粘滞阻尼器9的上部与伸臂桁架的上端部采用销轴连接；粘滞阻尼器9的下部通过牛腿与框架柱连接，粘滞阻尼器9与牛腿之间采用销轴连接。

如图1至图5所示，第一连接板6与牛腿10相连，第二连接板7与伸臂桁架的上端相连，牛腿10通过焊接与框架柱11中的钢骨相连。粘滞阻尼器9竖向放置，其上端的阻尼器连接耳板14与第二连接板7通过第一销轴8’铰接；下端的阻尼器连接耳板14与第一连接板6通过第二销轴8铰接。粘滞阻尼器9可以绕两端的销轴转动，保证粘滞阻尼器9可以不受约束的进行轴向拉伸或压缩变形，产生阻尼力，发挥消能减震作用。由于粘滞阻尼器在反复荷载的作用下消耗能量，所以要求粘滞阻尼器的连接件具有较高的强度、刚度和抗疲劳性能，以保证粘滞阻尼器可以正常发挥耗能作用。

如图6所示，为下层楼板13开洞的示意图，开洞是为了满足伸臂桁架1能穿过下层楼板，且与下层楼板无接触，使伸臂桁架1变形不受抑制。图6中所示的楼板形状仅为一种示意，图中的虚线代表楼板下的梁。

图7为伸臂桁架产生位移的示意图。当结构在地震作用和风作用下发生转动，伸臂桁架端部发生的竖向位移u1满足：

（L为伸臂桁架的长度，θ为在地震作用和风作用下伸臂桁架所在层的层间位移角）。当伸臂桁架跨层布置时，伸臂桁架高度增大，同时伸臂桁架整体的刚度变大，提高了本实用新型消能减震的效率。

在地震作用或者风荷载作用下，主体结构发生层间水平变形，带动伸臂桁架发生转动，使粘滞阻尼器两端发生相对位移和速度，粘滞阻尼器由于速度产生阻尼力，消耗地震能量，实现保护主体结构的效果。本实用新型利用跨层伸臂桁架和粘滞阻尼器组合构件降低主体结构在地震或者风荷载作用下的动力响应，具有较大的应用价值。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种跨层伸臂桁架与粘滞阻尼器组合构件的连接构造，其特征在于：伸臂桁架（1）置于框架柱（11）和核心筒（12）之间，所述伸臂桁架（1）从所述核心筒（12）悬挑出；所述伸臂桁架（1）的立面外轮廓形状为上大下小的梯形；所述伸臂桁架（1）跨层布置；所述伸臂桁架（1）位于上层楼板（13’）的下方；下层楼板(13)在所述伸臂桁架（1）的斜腹杆（4）和竖腹杆（5）穿过的位置开洞，使所述伸臂桁架穿过所述下层楼板（13）；所述粘滞阻尼器（9）竖向放置，所述粘滞阻尼器（9）的上部与所述伸臂桁架（1）的上端部采用第一销轴（8’）铰接；所述粘滞阻尼器（9）的下部通过牛腿（10）与所述框架柱（11）连接，所述粘滞阻尼器（9）与所述牛腿（10）之间采用第二销轴（8）铰接。

2.根据权利要求1所述的一种跨层伸臂桁架与粘滞阻尼器组合构件的连接构造，其特征在于：所述粘滞阻尼器（9）的上下两端设有阻尼器连接耳板（14），第一连接板（6）与所述牛腿（10）相连，第二连接板（7）与所述伸臂桁架（1）的上端相连，所述牛腿（10）通过焊接与所述框架柱（11）中的钢骨相连；位于上部的所述阻尼器连接耳板（14）与所述第二连接板（7）通过所述第一销轴（8’）连接；位于下部的所述阻尼器连接耳板（14）与所述第一连接板（6）通过所述第二销轴（8）连接。