一種混合耗能減振鋼支撐框架核心筒制造技術

本實用新型專利技術涉及一種混合耗能減振鋼支撐框架核心筒，包括多個重力柱、重力梁、鋼支撐及設置在該鋼支撐框架核心筒上的阻尼單元，重力梁設置在重力柱上，并與重力柱組合形成多個筒狀結構，鋼支撐設置在筒狀結構的側壁上，阻尼單元由變形放大器、速度相關型耗能器及屈曲約束支撐組成。與現有技術相比，本實用新型專利技術能夠協調核心筒和阻尼器共同作用，提高整體抵抗外荷載能力，同時具有多道減振防線，能夠適應不同強度地震，并且維護方便，結構安全性和舒適性高。

【技術實現步驟摘要】
一種混合耗能減振鋼支撐框架核心筒
本技術屬于結構工程
，具體涉及一種混合耗能減振鋼支撐框架核心筒。
技術介紹
耗能減振技術是目前世界地震工程界推廣應用較多的成熟的高新技術之一，被美國地震專家稱之為“40年來世界地震工程最重要的成果之一”。同時，廣泛應用于超高層的框架核心筒，其抵抗外荷載的能力有限，單獨使用，很難滿足超高結構的抗側要求。若單獨采用框架-核心筒結構，核心筒作為第一道防線，要求核心筒必須作為一個獨立的懸臂筒體結構體系，可以分擔絕大部分的剪力和大部分的傾覆彎矩，但實際工程中很難滿足抗側力要求。因此實際工程中，往往需要添加阻尼單元，共同抵抗外荷載。由于目前公知的核心筒采用混凝土結構，故而，一種減震方案是在核心筒和外圍框架之間連接消能減震伸臂桁架，并在外框架柱上設置效能減震環帶桁架，這種方案通過在核心筒和外框架之間設置消能減震加強層，來提高結構減震性能，效果有限，而且，目前公知的耗能減振方案大多是釆用單一類型阻尼器進行結構的減振控制，存在很多不足之處：(1)不能夠適應不同強度的地震，適用范圍小。(2)由于耗能減振設備的單一，使得結構安全性和舒適性差。(3)維護不方便。
技術實現思路
本技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種能夠協調核心筒和阻尼器共同作用，提高整體抵抗外荷載能力，同時具有多道減振防線，能夠適應不同強度地震，并且維護方便，結構安全性和舒適性高的混合耗能減振鋼支撐框架核心筒。本技術的目的可以通過以下技術方案來實現：一種混合耗能減振鋼支撐框架核心筒，包括多個重力柱、重力梁、鋼支撐及設置在該鋼支撐框架核心筒上的阻尼單元，所述的重力梁設置在重力柱上，并與重力柱組合形成多個筒狀結構，所述的鋼支撐設置在筒狀結構的側壁上，所述的阻尼單元由變形放大器、速度相關型耗能器及屈曲約束支撐組成。作為優選的技術方案，所述的變形放大器和速度相關型耗能器在選擇布置位置時，滿足下列條件：(1)滿足建筑功能及開洞要求，選取核心筒外墻位置；(2)便于阻尼單元后期維護；(3)在可布位置滿布的情況下，根據耗能結果排序，選取能耗大的位置。作為優選的技術方案，所述的變形放大器為肘節式變形放大器，用于增加阻尼單元兩端的相對變形，加大阻尼單元能耗。作為進一步優選的技術方案，所述的肘節式變形放大器為中國專利ZL201520886649.8所公開的肘節式變形放大器。作為優選的技術方案，所述的速度相關型耗能器選用阻尼指數為0.40～0.50、阻尼系數C＝5500～6500kN/(m/s)0.45的粘滯阻尼墻。由于粘滯阻尼墻并不像粘滯阻尼器一樣采用高壓密封的腔體，其阻尼指數無法做到較小值。參考目前國內外阻尼墻生產廠家提供的產品資料，綜合考慮各種因素，選取上述數值區間的粘滯阻尼墻。作為優選的技術方案，所述的屈曲約束支撐的布置位置選擇在滿布鋼支撐的模型下剪切變形大的位置。作為優選的技術方案，所述的屈曲約束支撐選取屈服后剛度比為0.25～0.35，屈服指數為2.0～3.0的屈曲約束支撐。作為優選的技術方案，所述的重力柱為鋼柱或鋼管混凝土柱，所述的重力梁為鋼梁。作為優選的技術方案，所述的重力柱的布置根據建筑要求進行調節，分布呈九宮格型或回字形，核心筒從下至上依次收進，重力柱的個數隨之逐漸減少。作為優選的技術方案，核心筒從下至上依次收進形成低區核心筒、中區核心筒和高區核心筒；當重力柱分布呈九宮格型時，所述的低區核心筒的筒狀結構在平面上分布呈3×3的方陣，所述的中區核心筒在低區核心筒的基礎上收進形成，中區核心筒的筒狀結構設有5個，在平面上分布呈十字型，所述的高區核心筒在中區核心筒的基礎上繼續收進，高區核心筒的筒狀結構設有一個；當重力柱分布呈回字形時，所述的低區核心筒的筒狀結構分布呈4×4的矩陣，所述的中區核心筒在低區核心筒的基礎上，通過對低區核心筒的四個角收進形成，所述的高區核心筒在中區核心筒的基礎上收進，高區核心筒的筒狀結構設有四個，在平面上分布呈2×2的方陣。本技術的技術方案，考慮了阻尼單元在鋼支撐框架核心筒內的協同工作性能，根據每類阻尼器的特性，選擇最利的布置位置，使得每類阻尼器在外荷載作用下均能夠發揮最大的耗能作用，從而大大提高了鋼支撐框架核心筒抵抗外荷載的能力。本技術的帶鋼支撐框架核心筒的混合耗能減振方案，協同了核心筒本身和阻尼器的作用，大大提高了整體抵抗外荷載的能力，本技術涉及的帶鋼支撐框架核心筒的混合耗能減振方案相比現有技術減震效果更加明顯。與現有技術相比，本技術具有以下有益效果：(1)本技術采用的帶鋼支撐框架核心筒的混合耗能減振方案，協同了核心筒、阻尼器的共同作用，大大提高了整體抵抗外荷載的能力。(2)本技術采用肘節式變形放大器、粘滯阻尼墻和屈曲約束支撐混合減振的方法，肘節式變形放大器、粘滯阻尼墻主要用來減小地震響應，屈曲約束支撐主要用來控制結構變形。肘節式阻尼器、粘滯阻尼墻能在小震下發生耗能，減小地震作用，有利于節約材料用量，而屈曲約束支撐在中、大震下屈服，聯合肘節式變形放大器、粘滯阻尼墻共同耗能，保護主體結構，所以兩類阻尼器可以在不同強度地震下分階段屈服，這也較好地符合“多道防線”的抗震設防要求。(3)本技術采用的肘節式變形放大器、粘滯阻尼墻和屈曲約束支撐，其位置選擇在核心筒外墻位置，滿足了建筑功能及開洞需求，同時便于阻尼器后期維護。(4)本技術采用肘節式變形放大器、粘滯阻尼墻在較小的風荷載下，就能發揮耗能減振作用，使得結構風振舒適度性能滿足預期目標，大大提高了結構的安全性、舒適性。(5)本技術采用肘節式變形放大器、粘滯阻尼墻在中、大地震下，其阻尼力不會隨著荷載作用而大幅度增加，提高了主體結構的安全性。(6)本技術采用的屈曲約束支撐的數量和噸位相對較低，可望避免純位移型阻尼器減振結構剛度較大、地震作用較大、阻尼器出力較大等諸多問題。附圖說明圖1為本技術帶鋼支撐框架核心筒的結構示意圖；圖2為本技術肘節式變形放大器的連接示意圖；圖3為本技術的粘滯阻尼墻的連接示意圖；圖4為本技術的屈曲約束支撐的連接示意圖；圖5為本技術的混合減振方案布置樓層示意圖；圖6(I)為本技術的混合減振方案中肘節式變形放大器的布置位置平面示意圖，圖6(II)為圖6(I)中肘節式變形放大器布置位置的a向立面示意圖，圖6(III)為圖6(I)中肘節式變形放大器布置位置的b向立面示意圖；圖7(I)為本技術的混合減振方案中粘滯阻尼墻的布置位置平面示意圖，圖7(II)為圖7(I)中粘滯阻尼墻布置位置的a向立面示意圖，圖7(III)為圖7(I)中粘滯阻尼墻布置位置的b向立面示意圖；圖8為本技術的混合減振方案中屈曲約束支撐布置位置平面示意圖，圖8(II)為圖8(I)中屈曲約束支撐布置位置的a向立面示意圖，圖8(III)為圖8(I)中屈曲約束支撐布置位置的b向立面示意圖；圖9為本技術的混合減振方案的減振效果圖。圖中，1為重力柱，2為重力梁，21為連接副梁，3為鋼支撐，4為肘節式變形放大器，5為粘滯阻尼墻，6為屈曲約束支撐，7為巨柱，8為環帶桁架，801為第六區段，802為第七區段，803為第八區段。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本技術進行詳細說明。本實本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混合耗能減振鋼支撐框架核心筒，其特征在于，包括多個重力柱、重力梁、鋼支撐及設置在該鋼支撐框架核心筒上的阻尼單元，所述的重力梁設置在重力柱上，并與重力柱組合形成多個筒狀結構，所述的鋼支撐設置在筒狀結構的側壁上，所述的阻尼單元由變形放大器、速度相關型耗能器及屈曲約束支撐組成。

【技術特征摘要】
1.一種混合耗能減振鋼支撐框架核心筒，其特征在于，包括多個重力柱、重力梁、鋼支撐及設置在該鋼支撐框架核心筒上的阻尼單元，所述的重力梁設置在重力柱上，并與重力柱組合形成多個筒狀結構，所述的鋼支撐設置在筒狀結構的側壁上，所述的阻尼單元由變形放大器、速度相關型耗能器及屈曲約束支撐組成。2.根據權利要求1所述的一種混合耗能減振鋼支撐框架核心筒，其特征在于，所述的變形放大器和速度相關型耗能器布置在核心筒的外墻位置。3.根據權利要求1或2所述的一種混合耗能減振鋼支撐框架核心筒，其特征在于，所述的變形放大器為肘節式變形放大器，用于增加阻尼單元兩端的相對變形，加大阻尼單元能耗。4.根據權利要求1或2所述的一種混合耗能減振鋼支撐框架核心筒，其特征在于，所述的速度相關型耗能器選用阻尼指數為0.40～0.50、阻尼系數C＝5500～6500kN/(m/s)0.45的粘滯阻尼墻。5.根據權利要求1所述的一種混合耗能減振鋼支撐框架核心筒，其特征在于，所述的屈曲約束支撐的布置位置選擇在滿布鋼支撐的模型下剪切變形大的位置。6.根據權利要求5所述的一種混合耗能減振鋼支撐框架核心筒，其特征在于，所述的屈曲約束支撐選取屈服后剛度比為0.2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙昕，丁鯤，韓曉丹，楊悅，馬壯，方葆益，何榮，
申請(專利權)人：同濟大學建筑設計研究院集團有限公司，
類型：新型
國別省市：上海,31