一种可控制倒塌方向的支撑结构及支撑系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可控制倒塌方向的支撑结构及支撑系统，属于钢框架‑支撑结构领域。该支撑结构包括：两个框架柱；连接在两个所述框架柱顶端的框架梁段；一端连接左侧的所述框架柱的底端、另一端连接在所述框架梁段上的第一支撑，以及一端连接右侧的所述框架柱的底端、另一端通过竖向梁段连接在所述框架梁段上的第二支撑，其中，第一支撑和第二支撑交叉。采用本发明专利技术实施例提供的支撑结构对危险建(构)筑物的毗邻建(构)筑物进行改进，可使其朝向危险建(构)筑物方向拥有的侧向承载能力和耗散地震能量能力比背离方向更强，保证地震时毗邻建(构)筑物不向危险建(构)筑物倒塌，从而可以避免由于毗邻建(构)筑物倒塌所引发的次生灾害。

【技术实现步骤摘要】
一种可控制倒塌方向的支撑结构及支撑系统
本专利技术涉及钢框架-支撑结构领域，特别涉及一种可控制倒塌方向的支撑结构及支撑系统。
技术介绍
地震是人类社会面临的一种严重的自然灾害。地震的发生具有随机性的特点，所发生的地震影响有可能超过罕遇地震，即超罕遇地震，当发生超罕遇地震时，建(构)筑物有可能倒塌，且其倒塌方向是随机的。例如2008年汶川发生超罕遇地震，造成大量建(构)筑物倒塌。在发生超罕遇地震时，对于与剧毒、腐蚀性、放射性等危险品相关的建(构)筑物(以下简称“危险建(构)筑物”)，如果毗邻的建(构)筑物发生倒塌而砸向危险建(构)筑物，可危害其结构安全，进而有可能引发或加重放射性污染、火灾、爆炸、剧毒或强腐蚀性物质泄漏等次生灾害。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种可控制倒塌方向的支撑结构及支撑系统，可解决上述建(构)筑物发生倒塌而砸向危险建(构)筑物的问题。具体而言，包括以下的技术方案：第一方面，提供了一种可控制倒塌方向的支撑结构，两个框架柱；框架梁段，所述框架梁段连接在两个所述框架柱的顶端；第一支撑，所述第一支撑的一端连接左侧的所述框架柱的底端，另一端连接在所述框架梁段上，所述第一支撑为防屈曲支撑；第二支撑，所述第二支撑的一端连接右侧的所述框架柱的底端，另一端连接在所述框架梁段上；竖向梁段，所述第二支撑通过所述竖向梁段与所述框架梁段连接，且所述竖向梁段垂直于所述框架梁段；所述第一支撑和所述第二支撑交叉设置，且将所述框架梁段分隔成左框架梁段、中框架梁段和右框架梁段；在地震波从右向左传播的情况下，所述右框架梁段、所述竖向梁段能够通过塑性变形耗散地震能量，所述框架柱、所述左框架梁段、所述中框架梁段、所述第一支撑和所述第二支撑所组成的结构能够承受所述地震波从右向左所产生的力；在地震波从左向右传播的情况下，所述右框架梁段能够通过塑性变形耗散地震能量，所述框架柱、所述左框架梁段、所述中框架梁段和所述第一支撑所组成的结构能够承受所述地震波从左向右所产生的力；当所述第二支撑达到受压承载力的情况下，所述框架柱、所述左框架梁段、所述中框架梁段、所述右框架梁段、所述第一支撑和所述竖向梁段所组成的结构能够承受所述地震波所产生的力；所述右框架梁段只发生剪切塑性变形耗能，不会发生弯曲塑性变形；所述第一支撑的受压承载力不小于受拉承载力，所述第二支撑的受拉承载力大于受压承载力。在一种可能的设计中，在地震波从右向左传播的情况下，所述框架柱的弯矩MCR1-1、轴力NCR1-1、剪力VCR1-1的设计值满足以下条件：所述左框架梁段的弯矩MCR1-21、轴力NCR1-21、剪力VCR1-21的设计值满足以下条件：所述中框架梁段的弯矩MCR1-22、轴力NCR1-22、剪力VCR1-22的设计值满足以下条件：所述第一支撑的弯矩MCR1-3、轴力NCR1-3、剪力VCR1-3的设计值满足以下条件：所述第二支撑的弯矩MCR1-4、轴力NCR1-4、剪力VCR1-4的设计值满足以下条件：其中，MCS1-1、NCS1-1、VCS1-1分别为多遇地震组合时，所述框架柱的荷载效应弯矩、轴力、剪力，γ1-1为常数放大系数，大于1.0；MCS1-21、NCS1-21、VCS1-21分别为多遇地震组合时，所述左框架梁段的荷载效应弯矩、轴力、剪力；γ1-21为常数放大系数，大于1.0；MCS1-22、NCS1-22、VCS1-22分别为多遇地震组合时，所述中框架梁段的荷载效应弯矩、轴力、剪力；γ1-22为常数放大系数，大于1.0；MCS1-3、NCS1-3、VCS1-3分别为多遇地震组合时，所述第一支撑的荷载效应弯矩、轴力、剪力；γ1-3为常数放大系数，大于1.0；MCS1-4、NCS1-4、VCS1-4分别为多遇地震组合时，所述第二支撑的荷载效应弯矩、轴力、剪力；γ1-4为常数放大系数，大于1.0；MSL、VSL为所述竖向梁段的全塑性受弯承载力和全塑性受剪承载力；ML1、VL1为多遇地震组合时，所述竖向梁段的荷载效应弯矩和荷载效应剪力；VSR为所述右框架梁段的全塑性受剪承载力；VR1为多遇地震组合时，所述右框架梁段的荷载效应剪力。在一种可能的设计中，在地震波从左向右传播的情况下，所述框架柱的弯矩MCR2-1、轴力NCR2-1、剪力VCR2-1的设计值满足以下条件：所述左框架梁段的弯矩MCR2-21、轴力NCR2-21、剪力VCR2-21的设计值满足以下条件：所述中框架梁段的弯矩MCR2-22、轴力NCR2-22、剪力VCR2-22的设计值满足以下条件：所述第一支撑的弯矩MCR2-3、轴力NCR2-3、剪力VCR2-3的设计值满足以下条件：其中，MCS2-1、NCS2-1、VCS2-1分别为多遇地震组合时，所述框架柱的荷载效应弯矩、轴力、剪力，γ2-1为常数放大系数，大于1.0；MCS2-21、NCS2-21、VCS2-21分别为多遇地震组合时，所述左框架梁段的荷载效应弯矩、轴力、剪力，γ2-21为常数放大系数，大于1.0；MCS2-22、NCS2-22、VCS2-22分别为多遇地震组合时，所述中框架梁段的荷载效应弯矩、轴力、剪力，γ2-22为常数放大系数，大于1.0；MCS2-3，NCS2-3，VCS2-3分别为多遇地震组合时，所述第一支撑的荷载效应弯矩、轴力、剪力，γ2-3为常数放大系数，大于1.0；VSR为所述右框架梁段的全塑性受剪承载力；VR2为多遇地震组合时，所述右框架梁段的荷载效应剪力。在一种可能的设计中，在所述第二支撑达到受压承载力的情况下，所述框架柱的弯矩MCR3-1、轴力NCR3-1、剪力VCR3-1的设计值满足以下条件：MCR3-1≥γ3-1.MCS3-1；NCR3-1≥γ3-1.NCS3-1；VCR3-1≥γ3-1.VCS3-1；所述左框架梁段的弯矩MCR3-21、轴力NCR3-21、剪力VCR3-21的设计值满足以下条件：MCR3-21≥γ3-21.MCS3-21；NCR3-21≥γ3-21.NCS3-21；VCR3-21≥γ3-21.VCS3-21；所述中框架梁段的弯矩MCR3-22、轴力NCR3-22、剪力VCR3-22的设计值满足：MCR3-22≥γ3-22.MCS3-22；NCR3-22≥γ3-22.NCS3-22；VCR3-22≥γ3-22.VCS3-22；所述右框架梁段的弯矩MCR3-23、轴力NCR3-23、剪力VCR3-23的设计值满足：MCR3-23≥γ3-23.MCS3-23；NCR3-23≥γ3-23.NCS3-23；VCR3-23≥γ3-23.VCS3-23；所述第一支撑的弯矩MCR3-3、轴力NCR3-3、剪力VCR3-3的设计值满足：MCR3-3≥γ3-3.MCS3-3；NCR3-3≥γ3-3.NCS3-3；VCR3-3≥γ3-3.VCS3-3；所述竖向梁段的弯矩MCR3-5、轴力NCR3-5、剪力VCR3-5的设计值满足以下条件：MCR3-5≥γ3-5.MCS3-5；NCR3-5≥γ3-5.NCS3-5；VCR3-5≥γ3-5.VCS3-5；其中，MCS3-1、NCS3-1、VCS3-1分别为当所述第二支撑达到受压承载力时，所述框架柱的荷载组合弯矩、轴力、剪力，γ3-1为常数放大系数，大于1.0；M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可控制倒塌方向的支撑结构，其特征在于，两个框架柱(1)；框架梁段(2)，所述框架梁段(2)连接在两个所述框架柱(1)的顶端；第一支撑(3)，所述第一支撑(3)的一端连接左侧的所述框架柱(1)的底端，另一端连接在所述框架梁段(2)上，所述第一支撑(3)为防屈曲支撑；第二支撑(4)，所述第二支撑(4)的一端连接右侧的所述框架柱(1)的底端，另一端连接在所述框架梁段(2)上；竖向梁段(5)，所述第二支撑(4)通过所述竖向梁段(5)与所述框架梁段(2)连接，且所述竖向梁段(5)垂直于所述框架梁段(2)；所述第一支撑(3)和所述第二支撑(4)交叉设置，且将所述框架梁段(2)分隔成左框架梁段(21)、中框架梁段(22)和右框架梁段(23)；其特征还在于，在地震波从右向左传播的情况下，所述右框架梁段(23)、所述竖向梁段(5)能够通过塑性变形耗散地震能量，所述框架柱(1)、所述左框架梁段(21)、所述中框架梁段(22)、所述第一支撑(3)和所述第二支撑(4)所组成的结构能够承受所述地震波从右向左所产生的力；在地震波从左向右传播的情况下，所述右框架梁段(23)能够通过塑性变形耗散地震能量，所述框架柱(1)、所述左框架梁段(21)、所述中框架梁段(22)和所述第一支撑(3)所组成的结构能够承受所述地震波从左向右所产生的力；当所述第二支撑(4)达到受压承载力的情况下，所述框架柱(1)、所述左框架梁段(21)、所述中框架梁段(22)、所述右框架梁段(23)、所述第一支撑(3)和所述竖向梁段(5)所组成的结构能够承受所述地震波所产生的力；所述右框架梁段(23)只发生剪切塑性变形耗能，不会发生弯曲塑性变形；所述第一支撑(3)的受压承载力不小于受拉承载力，所述第二支撑(4)的受拉承载力大于受压承载力。...

【技术特征摘要】
1.一种可控制倒塌方向的支撑结构，其特征在于，两个框架柱(1)；框架梁段(2)，所述框架梁段(2)连接在两个所述框架柱(1)的顶端；第一支撑(3)，所述第一支撑(3)的一端连接左侧的所述框架柱(1)的底端，另一端连接在所述框架梁段(2)上，所述第一支撑(3)为防屈曲支撑；第二支撑(4)，所述第二支撑(4)的一端连接右侧的所述框架柱(1)的底端，另一端连接在所述框架梁段(2)上；竖向梁段(5)，所述第二支撑(4)通过所述竖向梁段(5)与所述框架梁段(2)连接，且所述竖向梁段(5)垂直于所述框架梁段(2)；所述第一支撑(3)和所述第二支撑(4)交叉设置，且将所述框架梁段(2)分隔成左框架梁段(21)、中框架梁段(22)和右框架梁段(23)；其特征还在于，在地震波从右向左传播的情况下，所述右框架梁段(23)、所述竖向梁段(5)能够通过塑性变形耗散地震能量，所述框架柱(1)、所述左框架梁段(21)、所述中框架梁段(22)、所述第一支撑(3)和所述第二支撑(4)所组成的结构能够承受所述地震波从右向左所产生的力；在地震波从左向右传播的情况下，所述右框架梁段(23)能够通过塑性变形耗散地震能量，所述框架柱(1)、所述左框架梁段(21)、所述中框架梁段(22)和所述第一支撑(3)所组成的结构能够承受所述地震波从左向右所产生的力；当所述第二支撑(4)达到受压承载力的情况下，所述框架柱(1)、所述左框架梁段(21)、所述中框架梁段(22)、所述右框架梁段(23)、所述第一支撑(3)和所述竖向梁段(5)所组成的结构能够承受所述地震波所产生的力；所述右框架梁段(23)只发生剪切塑性变形耗能，不会发生弯曲塑性变形；所述第一支撑(3)的受压承载力不小于受拉承载力，所述第二支撑(4)的受拉承载力大于受压承载力。2.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，在地震波从右向左传播的情况下，所述框架柱(1)的弯矩MCR1-1、轴力NCR1-1、剪力VCR1-1的设计值满足以下条件：所述左框架梁段(21)的弯矩MCR1-21、轴力NCR1-21、剪力VCR1-21的设计值满足以下条件：所述中框架梁段(22)的弯矩MCR1-22、轴力NCR1-22、剪力VCR1-22的设计值满足以下条件：所述第一支撑(3)的弯矩MCR1-3、轴力NCR1-3、剪力VCR1-3的设计值满足以下条件：所述第二支撑(4)的弯矩MCR1-4、轴力NCR1-4、剪力VCR1-4的设计值满足以下条件：其中，MCS1-1、NCS1-1、VCS1-1分别为多遇地震组合时，所述框架柱(1)的荷载效应弯矩、轴力、剪力，γ1-1为常数放大系数，大于1.0；MCS1-21、NCS1-21、VCS1-21分别为多遇地震组合时，所述左框架梁段(21)的荷载效应弯矩、轴力、剪力；γ1-21为常数放大系数，大于1.0；MCS1-22、NCS1-22、VCS1-22分别为多遇地震组合时，所述中框架梁段(22)的荷载效应弯矩、轴力、剪力；γ1-22为常数放大系数，大于1.0；MCS1-3、NCS1-3、VCS1-3分别为多遇地震组合时，所述第一支撑(3)的荷载效应弯矩、轴力、剪力；γ1-3为常数放大系数，大于1.0；MCS1-4、NCS1-4、VCS1-4分别为多遇地震组合时，所述第二支撑(4)的荷载效应弯矩、轴力、剪力；γ1-4为常数放大系数，大于1.0；MSL、VSL为所述竖向梁段(5)的全塑性受弯承载力和全塑性受剪承载力；ML1、VL1为多遇地震组合时，所述竖向梁段(5)的荷载效应弯矩和荷载效应剪力；VSR为所述右框架梁段(23)的全塑性受剪承载力；VR1为多遇地震组合时，所述右框架梁段(23)的荷载效应剪力。3.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，在地震波从左向右传播的情况下，所述框架柱(1)的弯矩MCR2-1、轴力NCR2-1、剪力VCR2-1的设计值满足以下条件：所述左框架梁段(21)的弯矩MCR2-21、轴力NCR2-21、剪力VCR2-21的设计值满足以下条件：所述中框架梁段(22)的弯矩MCR2-22、轴力NCR2-22、剪力VCR2-22的设计值满足以下条件：所述第一支撑(3)的弯矩MCR2-3、轴力NCR2-3、剪力VCR2-3的设计值满足以下条件：其中，MCS2-1、NCS2-1、VCS2-1分别为多遇地震组合时，所述框架柱(1)的荷载效应弯矩、轴力、剪力，γ2-1为常数放大系数，大于1.0；MCS2-21、NCS2-21、VCS2-21分别为多遇地震组合时，所述左框架梁段(21)的荷载效应弯矩、轴力、剪力，γ2-21为常数放大系数，大于1.0；MCS2-22、NCS2-22、VCS2-22分别为多遇地震组合时，所述中框架梁段(22)的荷载效应弯矩、轴力、剪力，γ2-22为常数放大系数，大于1.0；MCS2-3，NCS2-3，VCS2-3分别为多遇地震组合时，所述第一支撑(3)的荷载效应弯矩、轴力、剪力，γ2-3为常数放大系数，大于1.0；VSR为所述右框架梁段(23)的全塑性受剪承载力；VR2为多遇地震组合时，所述右框架梁段(23)的荷载效应剪力。4.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，在所述第二支撑(4)达到受压承载力的情况下，所述框架柱(1)的弯矩MCR3-1、轴力NCR3-1、剪力VCR3-1的设计值满足以下条件：MCR3-1≥γ3-1.MCS3-1；NCR3-1≥γ3-1.NCS3-1；VCR3-1≥γ3-1.V...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世玺，黄友强，周楠，黄筱烜，张爱中，
申请(专利权)人：国核电力规划设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11