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一种提高框架结构抗震性能的附加摇摆钢框架制造技术

技术编号:19004610 阅读:41 留言:0更新日期:2018-09-22 06:42
一种提高框架结构抗震性能的附加摇摆钢框架,属于建筑抗震防护领域,包括框架结构,其特征是框架结构一侧设置摇摆钢框架且框架结构和摇摆钢框架之间通过吸能装置连接;摇摆钢框架底部与基础铰接并通过铰接点转动;所述摇摆钢框架由横向支撑、竖向支撑、斜支撑和竖向自复位系统组成。本发明专利技术吸能装置不仅具有良好的耗能能力,还能够减少甚至消除结构的残余变形,具有良好的抗震效果。本发明专利技术可以有效控制结构变形,同时增加了整体框架结构吸收地震能量的能力和恢复使用功能的能力。

An additional rocking steel framework for improving seismic performance of frame structures

The utility model relates to an additional swing steel frame for improving the seismic performance of a frame structure, belonging to the field of building seismic protection, including a frame structure, which is characterized in that a swing steel frame is arranged on one side of the frame structure and the frame structure is connected with the swing steel frame through an energy absorbing device, and the bottom of the swing steel frame is articulated with the foundation and rotates through an articulated joint. The swing steel frame is composed of a transverse support, a vertical support, an inclined support and a vertical self reset system. The energy absorption device of the invention not only has good energy dissipation capability, but also can reduce or even eliminate the residual deformation of the structure, and has good seismic effect. The invention can effectively control the structural deformation, and at the same time increases the ability of the integral frame structure to absorb earthquake energy and the ability to resume the use function.

【技术实现步骤摘要】
一种提高框架结构抗震性能的附加摇摆钢框架
本专利技术属于建筑抗震防护领域,特别涉及一种提高框架结构抗震性能的附加摇摆钢框架。
技术介绍
我国地震发生次数较多,建筑结构被大量破坏,严重影响国民经济。尤其是当结构大部分构件耗能能力和承载力还未发挥作用时,结构薄弱层已发生较严重损伤。例如,2008年四川汶川发生大地震中,有大量钢筋混凝土框架结构发生薄弱层破坏。汶川地震中,都江堰市某底部为薄弱层的六层框架结构,首层框架柱上下端几乎全部出铰,破坏严重,但上部楼层基本完好。因此对于建筑结构的抗震性能研究尤其是使结构发生整体型破坏机制的研究成为专家学者的重要研究课题。从上世纪90年代开始,基于性能的建筑抗震设计成为结构抗震研究的主流方向之一,基于性能的抗震设计是指根据建筑物的用途和重要性以及地震设防水准确定建筑物的抗震性能目标,按照该目标进行建筑抗震设计,使建筑在地震作用后具有预期的抗震性能,将损失降到最低。例如,日本对东京工业大学的综合楼进行抗震加固改造,摇摆墙体系在东京工业大学G3楼的抗震加固改造项目中得以应用,该楼建设于1979年,是一栋11层钢骨混凝土框架结构的综合教学楼,根据抗震鉴定对其进行到目前为止,国外学者已经开展了摇摆及自复位结构体系的一系列研究,而我国在这一领域的研究较少。
技术实现思路
本专利技术提供一种提高框架结构抗震性能的附加摇摆钢框架,的目的是提高结构抗震性能,从而对结构起一定的保护作用,同时可有效保护结构柱附近人员的生命安全。为实现上述目的,本专利技术的技术方案如下:竖向支撑之间连接横向支撑,横向支撑之间连接斜支撑。一种提高框架结构抗震性能的附加摇摆钢框架,其特征在于:包括框架结构,其特征是框架结构一侧设置摇摆钢框架且框架结构和摇摆钢框架之间通过吸能装置连接;摇摆钢框架底部与基础铰接并通过铰接点转动;所述摇摆钢框架由横向支撑、竖向支撑、斜支撑和竖向自复位系统组成。所述吸能装置一端与框架结构中的预埋件铰接,另一端与摇摆钢框架焊接。所述吸能装置由横向自复位系统和阻尼器组成,相邻两个横向自复位系统之间设置一个阻尼器,相邻两个阻尼器之间设置一个横向自复位系统。所述阻尼器为粘滞阻尼器,大小尺寸应根据框架结构与摇摆钢框架的间距确定,该阻尼器可以有效减小结构位移,吸收地震作用产生的能量。所述横向自复位系统为双层方钢管,即粗方钢管内套细方钢管。所述横向支撑或竖向支撑或斜支撑均采用Q390工字钢。所述竖向自复位系统为双层圆钢管,即粗圆钢管套细圆钢管。所述竖向自复位系统竖向放置在摇摆钢框架底部变形集中区域,起到连接、耗能和自复位的作用。本专利技术吸能装置不仅具有良好的耗能能力,还能够减少甚至消除结构的残余变形,具有良好的抗震效果。本专利技术可以有效控制结构变形,同时增加了整体框架结构吸收地震能量的能力和恢复使用功能的能力。本专利技术的吸能效率很高,在发生地震作用时可通过变形有效吸收能量,从而对结构起一定的保护作用,同时可对附近的人员起保护作用。此外,施工相对简单,因此具有很好的实用性和可行性。附图说明下面通过附图对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的结构示意图。图中,1—框架结构;2—摇摆钢框架;3—横向支撑;4—竖向支撑;5—斜支撑;6—竖向自复位系统;7—横向自复位系统;8—阻尼器。具体实施方式结合附图对本专利技术实施进行详细说明。首先应需注意的是,附图所展示的提高框架结构抗震性能的附加摇摆钢框架,其具有代表性,旨在能简洁、清楚、明了的说明本专利技术,故附图不能够作为对本专利技术的限制。该提高框架结构抗震性能的附加摇摆钢框架主要由一个框架结构1和摇摆钢框架2组成,摇摆钢框架设置在框架结构一侧,同时在框架结构和摇摆钢框架之间设置横向自复位系统和阻尼器所述的框架结构1与摇摆钢框架2之间通过横向自复位系统7和阻尼器8交替连接在一起,构成一个整体的吸能结构。所述的摇摆钢框架2与框架结构1等高。所述摇摆钢框架2中的横向支撑3、竖向支撑4和斜支撑5采用Q390工字钢;竖向自复位系统6为双层圆钢管,所述双层圆钢管即粗圆钢管内套细圆钢管,采用Q390钢材,采用双层圆钢管可以更好地起到连接和转动作用,同时复位性能也更好。摇摆钢框架2底层与地面进行铰接,在地震作用下产生一定的转动,从而在摇摆过程中耗能。所述横向自复位系统7采用双层方钢管,所述双层方钢管即是粗方管内套细方管。材质为Q390钢材。所述阻尼器8为粘滞阻尼器,粘滞阻尼器的大小尺寸根据框架结构1与摇摆钢框架2的间距确定,其确定需要综合考虑粘滞阻尼器阻尼力的大小和摇摆钢框架来回摇摆耗能能力的大小。其中阻尼器位移u越大,所产生的阻尼力FD也越大。但对于附加摇摆钢框架来说,不是阻尼力FD越大越好。这是因为粘滞阻尼器阻尼力大虽然对于主体框架结构减震有一定的效果,但会影响附加摇摆钢框架来回摇摆的能力,所以阻尼器位移u与摇摆钢框架来回摇摆耗能能力的大小也有关。但是,摇摆钢框架的振动位移不能过大也不能过小,过大会造成摇摆结构发生倾覆,过小会造成摇摆钢框架的耗能能力发挥不了作用而连接主体框架结构的粘滞阻尼器发挥了全部作用。因此,定义摇摆钢框架的摇摆位移为:0<X<0.55L且X=0.7S式中,X为附加在主体框架结构上摇摆钢框架的位移;L为摇摆钢框架的跨度;S为单独的摇摆钢框架在罕遇地震作用下的摇摆位移。则阻尼器位移为:u=1-X=0.3S根据阻尼器位移,即可确定相应尺寸和型号的粘滞阻尼器。这是本领域的公知常识。该阻尼器8可以有效减小结构位移,吸收地震作用产生的能量。摇摆钢框架设置在框架结构一侧,同时在框架结构和摇摆钢框架之间设置自复位系统和阻尼器;当发生地震作用时,摇摆钢框架使框架结构发生整体破坏机制,自复位系统和阻尼器有效吸收地震产生的能量,减少结构受到的地震能量,提高结构抗震性能,从而对结构起一定的保护作用,同时可有效保护结构柱附近人员的生命安全,因此具有很好的可行性。尽管上面已经描述了本专利技术的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本专利技术的限制,本领域的技术人员在本专利技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本文档来自技高网...
一种提高框架结构抗震性能的附加摇摆钢框架

【技术保护点】
1.一种提高框架结构抗震性能的附加摇摆钢框架,其特征在于:包括框架结构(1),其特征是框架结构(1)一侧设置摇摆钢框架(2)且框架结构(1)和摇摆钢框架(2)之间通过吸能装置连接;摇摆钢框架(2)底部与基础铰接并通过铰接点转动;所述摇摆钢框架(2)由横向支撑(3)、竖向支撑(4)、斜支撑(5)和竖向自复位系统(6)组成。

【技术特征摘要】
1.一种提高框架结构抗震性能的附加摇摆钢框架,其特征在于:包括框架结构(1),其特征是框架结构(1)一侧设置摇摆钢框架(2)且框架结构(1)和摇摆钢框架(2)之间通过吸能装置连接;摇摆钢框架(2)底部与基础铰接并通过铰接点转动;所述摇摆钢框架(2)由横向支撑(3)、竖向支撑(4)、斜支撑(5)和竖向自复位系统(6)组成。2.根据权利要求1所述的提高框架结构抗震性能的附加摇摆钢框架,其特征在于:所述吸能装置一端与框架结构(1)中的预埋件铰接,另一端与摇摆钢框架(2)焊接。3.根据权利要求1或2所述的提高框架结构抗震性能的附加摇摆钢框架,其特征在于:所述吸能装置由横向自复位系统(7)和阻尼器(8)组成,相邻两个横向自复位系统(7)之间设置一个阻尼器(8),相邻两个阻尼器(8)之间设置一个横向自复位系统(7)。4.根据权利要求3所述的提高框架结构抗震性能的附...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱翔
申请(专利权)人:山西大学
类型:发明
国别省市:山西,14

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