CN220247264U - 一种自复位附加放大装置消能伸臂 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自复位附加放大装置的消能伸臂，包括：核心筒、外框柱和伸臂桁架；伸臂桁架设置有上弦杆、下弦杆、斜腹杆以及菱形放大装置；菱形放大装置的一侧放大端通过阻尼器与下弦杆连接；菱形放大装置的另一侧放大端通过阻尼器与下弦杆连接。菱形放大装置两端设有钢弹簧与上弦杆拉结，本实用新型通过菱形放大装置放大消能，有效提高了阻尼器的工作效率，在较小外力作用下，通过机械作用放大变形量与变形速度激发阻尼器作用，消耗大量外部输入能量，减小外部输入对主体结构破坏作用，菱形装置连接的钢弹簧组形成反向力矩，帮助伸臂系统复位，并形成一定静止刚度，对超高层结构发展具有重要实际意义。
Description
技术领域
本实用新型建筑消能技术领域，尤其是涉及一种自复位附加放大装置的消能伸臂。
背景技术
超高层建筑设计中地震作用和风荷载作用是两个影响最为突出的因素。在地震和和风力作用下结构变形及抗风舒适度不超过规范规定限制是高层设计的重点和难点。超高层结构多采用外围框柱和中间核心筒结构体系，在外围框柱和内部核心筒之间距离一定楼层高度布置伸臂桁架，当结构受到水平荷载作用时，通过伸臂桁架协调作用调整核心筒与外围的受力与变形状况，外围框架柱一侧受压另一侧受拉，从而形成抗倾覆力矩，抵抗地震与风力作用，减小结构形变，伸臂桁架作用非常明显。在伸臂桁架加强体系中加入阻尼器，可以通过阻尼器集中耗散风或地震输入能量，减少主体结构在风力或地震作用下反应，达到减震的目的。阻尼器充分发挥耗能作用需要一定的变形量或者变形速度，对于一些自身侧向变形较小的结构或者结构在中小地震作用下，可以通过放大装置提升阻尼器工作性能，但阻尼器在静止状态下刚度为零，放大装置带动阻尼器工作后，无复位功能，应用受到制约，为解决上述问题需要对现有的阻尼伸臂系统进行技术改进。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种自复位附加放大装置的消能伸臂，以解决现有技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供一种自复位附加放大装置的消能伸臂，其包括：核心筒、外框柱和伸臂桁架；所述核心筒与所述外框柱通过所述伸臂桁架连接；所述伸臂桁架设置有上弦杆、下弦杆、斜腹杆以及菱形放大装置；所述菱形放大装置设置于所述上弦杆和所述斜腹杆之间；所述菱形放大装置的一侧放大端通过第一阻尼器与所述下弦杆连接；所述菱形放大装置的另一侧放大端通过第二阻尼器与所述下弦杆连接；所述伸臂桁架还包括复位装置，所述复位装置包括复位钢弹簧和复位钢弹簧；所述复位钢弹簧与复位钢弹簧分设于放大装置两端与上弦杆连接；复位钢弹簧分设于放大装置的两端，形成平衡力矩，为伸臂体系提供初始刚度，帮助伸臂体系自行复位。
优选地，所述上弦杆设置有定位耳板；所述斜腹杆设置有定位耳板；所述菱形放大装置的销轴连接孔与定位耳板之间通过销轴连接；所述菱形放大装置的销轴连接孔与定位耳板之间通过销轴连接。
优选地，所述第一阻尼器与所述第二阻尼器呈竖向并联分布；
其中，所述第一阻尼器的上端与所述菱形放大装置与阻尼器连接孔连接，所述第一阻尼器的下端通过牛腿与所述下弦杆连接；
其中，所述第二阻尼器的下端与所述菱形放大装置的阻尼器连接孔连接，所述第二阻尼器的下端通过牛腿与所述下弦杆连接。
优选地，所述菱形放大装置的周边设置有加强肋板； 所述菱形放大装置的内侧设置有加强肋板。
采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型通过菱形装置放大消能，有效提高了阻尼器的工作效率，在较小外力作用下，通过机械作用放大变形量与变形速度激发阻尼器作用，消耗大量外部输入能量，减小外部输入对主体结构破坏作用，提高结构舒适度及抗震安全性能，阻尼器工作后在放大装置两端钢弹簧带动下自动复位，对超高层结构发展具有重要实际意义。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一种自动复位带放大技术消能伸臂在建筑物竖向布置正立面示意图；
图2是本实用新型一种自动复位带放大技术消能伸臂在核心筒与外框架柱之间的平面布置示意图；
图3是本实用新型一种自动复位带放大技术消能伸臂立面图结构示意图；
图4是本实用新型菱形加放大装置变形示意图
图5是本实用新型放大装置作用原理图；
图6是本实用新型菱形放大装置示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
结合图1至图6所示，本实施例提供一种自复位附加放大装置的消能伸臂，其包括：核心筒10、外框柱20和伸臂桁架30；所述核心筒10与所述外框柱20通过所述伸臂桁架30连接；所述伸臂桁架30设置有上弦杆31、下弦杆32、斜腹杆以及菱形放大装置40；所述菱形放大装置40设置于所述上弦杆31和所述斜腹杆之间；所述菱形放大装置40的一侧放大端通过第一阻尼器351与所述下弦杆32连接；所述菱形放大装置40的另一侧放大端通过第二阻尼器352与所述下弦杆32连接。通过菱形放大装置40放大消能，有效提高了阻尼器的工作效率，在较小外力作用下，通过机械作用放大变形量与变形速度激发阻尼器作用，消耗大量外部输入能量，减小外部输入对主体结构破坏作用，菱形装置连接的钢弹簧可以提供静止刚度，提高伸臂加强作用，帮助伸臂系统复位，对超高层结构发展具有重要实际意义。
本实施例中，优选地，第一阻尼器351、第二阻尼器352为速度型粘滞阻尼器，材料及制作工艺应符合《建筑消能减震技术规定》的相关要求。
本实施例中，桁架内部布置阻尼器，在风力及地震力作用下，通过菱形装置放大作用对阻尼器进行有效放大，充分发挥阻尼器的能耗作用，提高结构的附加阻尼比，减小外部输入对主体结构破坏影响。所述阻尼器在静止状态下不发挥作用，无刚度贡献，在风荷载、地震荷载等水平荷载作用下阻尼器的粘滞液体在压力差作用下从阻尼通道中通过，从而产生阻尼力。
本实施例中，优选地，斜腹杆包括：斜腹杆332和斜腹杆331，所述斜腹杆332和斜腹杆331相交位置设置有定位耳板37。所述斜腹杆332和斜腹杆331相交位置下方设置有竖腹杆34。当然，斜腹杆的设置形式并不唯一，可根据实际需要灵活设置。
本实施例中，优选地，所述伸臂桁架30还包括：复位装置；所述复位装置设置于放大装置两端和上弦杆31之间。
具体地，复位装置包括：复位钢弹簧412和复位钢弹簧411，伸臂桁架复位钢弹簧，在外力作用下放大器带动第一阻尼器351和352运动耗能，同步带动钢弹簧411和412产生变形，并形成反向力矩，当外力停止作用后，带动整个伸臂系统回复初始位置。
本实施例中，优选地，所述上弦杆31设置有定位耳板37；所述斜腹杆设置有定位耳板36；所述菱形放大装置40的销轴连接孔404与定位耳板37之间通过销轴391连接；所述菱形放大装置40的销轴连接孔405与定位耳板36之间通过销轴392连接。
本实施例中，优选地，定位耳板36、定位耳板37均为2块沿桁架中线对称布置，具体厚度及尺寸按工程要求。
优选地，所述第一阻尼器351与所述第二阻尼器352呈竖向并联分布；其中，所述第一阻尼器351的上端与所述菱形放大装置40与阻尼器连接孔403连接，所述第一阻尼器351的下端通过牛腿与所述下弦杆32连接；其中，所述第二阻尼器352的下端与所述菱形放大装置40的阻尼器连接孔402连接，所述第二阻尼器352的下端通过牛腿与所述下弦杆32连接。
优选地，所述菱形放大装置40的周边设置有加强肋板401； 所述菱形放大装置40的内侧设置有加强肋板406。优选地，菱形放大装置40采用Q420GJ钢。
本实施例中，在风力及地震力作用下，伸臂桁架30发挥作用调整核心筒与外围的受力与变形状况，结构产生侧移与层间位移，上弦杆31与下弦杆32产生水平作用，驱动放大装置40产生相对转动，通过不等臂机械作用放大变形量与变形速度，激发阻尼器快速工作，菱形放大装置转动角度相同，Δ2为放大后作用于第一阻尼器351变形效果，Δ3为放大后作用于第二阻尼器352变形效果。菱形放大装置对阻尼器放大效率取决于两侧放大端长度（L2、L3）与L1长度比，放大系数如下：
η1=Δ2/Δ1=L2/L1
η2=Δ3/Δ1=L3/L1
综上，本实用新型通过菱形装置放大消能，可以有效提高了阻尼器的工作效率，在较小外力作用下，通过机械作用放大变形量与变形速度激发阻尼器作用，消耗大量外部输入能量，减小外部输入对主体结构破坏作用，外力停止作用后，由钢弹簧组成的复位装置形成反向力矩，带动伸臂系统回归初始状态，帮助伸臂系统复位，对高层结构发展具有重要实际意义。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种自复位附加放大装置消能伸臂，其特征在于，包括：核心筒、外框柱和伸臂桁架；所述核心筒与所述外框柱通过所述伸臂桁架连接；所述伸臂桁架设置有上弦杆、下弦杆、斜腹杆以及菱形放大装置；所述菱形放大装置设置于所述上弦杆和所述斜腹杆之间；所述菱形放大装置的一侧放大端通过第一阻尼器与所述下弦杆连接；所述菱形放大装置的另一侧放大端通过第二阻尼器与所述下弦杆连接；所述伸臂桁架还包括复位装置，所述复位装置包括复位钢弹簧和复位钢弹簧；所述复位钢弹簧与复位钢弹簧分设于放大装置两端与上弦杆连接；复位钢弹簧分设于放大装置的两端，形成平衡力矩，为伸臂体系提供初始刚度，帮助伸臂体系自行复位。
2.根据权利要求1所述的自复位附加放大装置消能伸臂，其特征在于，所述上弦杆设置有定位耳板；所述斜腹杆设置有定位耳板；所述菱形放大装置的销轴连接孔与定位耳板之间通过销轴连接。
3.根据权利要求1所述的自复位附加放大装置消能伸臂，其特征在于，所述第一阻尼器与所述第二阻尼器呈竖向并联分布；
其中，所述第一阻尼器的上端与所述菱形放大装置与阻尼器连接孔连接，所述第一阻尼器的下端通过牛腿与所述下弦杆连接；
其中，所述第二阻尼器的下端与所述菱形放大装置的阻尼器连接孔连接，所述第二阻尼器的下端通过牛腿与所述下弦杆连接。
4.根据权利要求1所述的自复位附加放大装置消能伸臂，其特征在于，所述菱形放大装置的周边设置有加强肋板； 所述菱形放大装置的内侧设置有加强肋板。
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