专利名称：整体悬挂隔震建筑结构的制作方法
技术领域：
本发明属于建筑工程的抗震技术领域，具体涉及一种新型隔震结构体系的隔震建筑结构。
背景技术：
地震给人类带來的灾害十分巨大，人类修建居所的历史就是同地震灾害不断做斗争的历 史。随着人类社会文明的发展，人类减轻地震的手段越來越多、技术越来越先进、抗震理论 体系越来越完备。现有结构抗震控制方法分为主动控制、被动控制和混合控制，比较成熟的 被动控制抗震方法中又有隔震、耗能减震等技术方法，其中应用较多较成熟的是隔震技术。 隔震技术按隔震层所在的位置分为基底隔震和层间隔震等。隔震建筑结构在地震频繁国家和
地区普遍应用，如R本、中国台湾地区、美国西海岸地区以及中国大陆，中国内地已建成的 隔震建筑巳有200多幢。
现有隔震建筑结构的隔震层一般设置在结构地下室或结构底层，隔震层内的装置一般包 括(1)大型叠层钢板橡胶支座或含铅芯叠层钢板橡胶支座，可以提供结构竖向支撑压力和水 平恢复力；(2)各种阻尼器，用于耗能及减少结构位移，包括黏滞阻尼器、黏弹性阻尼器、 金属屈曲阻尼器、金属摩擦阻尼器、记忆合金阻尼器等。虽然此种隔震结构应用广泛，但也 存在一定的技术缺陷，如橡胶支座存在老化的问题，隔震支座的维护和更换是难题。
利用悬挂技术进行结构抗震的方法也得到一定的应用，主要采用两种方法(1)在主体 结构内悬挂质量块，利用主、子结构的耦合响应来减少地震作用对主体结构的影响，例如著 名的台北101大楼和新近竣工的上海环球金融中心均采用悬挂阻尼球的方法；(2)采用巨型 框架悬挂数层结构层的方法，如香港汇丰银行大楼，其结构就是有一个巨型外筐架，沿竖向 悬挂数个子结构，每个子结构又包括数个楼层。
发明内容
本发明的目的在于提供一种整体悬挂隔震建筑结构，是一种新型隔震结构体系，其可以 提高结构的抗震性能。
为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是
一种整体悬挂隔震建筑结构，其包括上部结构、支撑结构及隔震层，支撑结构通过吊具支撑上部结构，隔震层处于支撑结构内部进行隔震。
该支撑结构为建筑底层结果或地下室结构，上部结构为上部建筑楼层结构。 该隔震层包括悬挂装置、抗风和阻尼耗能装置，抗风和阻尼耗能装置安装于支撑结构上
靠近上部结构的柱或墙，悬挂装置连接支撑结构的悬臂梁及抗风和阻尼耗能装置。
该悬挂装置包括吊杆或拉索、吊点铰及柱墙底托盘，柱墙底托盘支撑上部结构的柱或墙，
其一端与抗风和阻尼耗能装置相连；吊杆或拉索连接柱墙底托盘和悬臂梁，并通过吊点铰连
接固定。
该吊点铰连接固定于吊杆或拉索的一端或者两端。 该抗风和阻尼耗能装置在隔震层内双向布置。
具体地， 一种整体悬挂隔震建筑结构，包括上部结构、支撑结构和隔震层，所述支撑结 构一般为建筑底层结构或地下室结构，通过吊具支撑整个上部结构。所述隔震层包括悬挂装 置，抗风和阻尼耗能装置。悬挂装置由吊杆或拉索、吊点铰及柱墙底托盘组成。抗风和阻尼 耗能装置在风荷载或小震作用下，能保持结构无整体相对位移，在大震作用下，阻尼耗能装 置起到耗散地震能量的作用。整体悬挂隔震建筑结构满足隔震结构的必需的三个要素(1) 特征周期长，长于各类场地地震波的卓越周期，从而结构的地震响应小，结构构件的地震作 用的荷载效应小；(2)整体悬挂结构摆动时，结构自重引起拉索的水平力分量提供结构水平 回复力；(3)同时在隔震层设置抗风和阻尼耗能装置。现有的结构健康在线检测技术、机械 设备维护技术能保证本发明的整体悬挂隔震建筑结构安全可靠、抗震效果明显。本发明结构 的抗震机理明确，悬挂装置加工简便，维护检测方便，具有结构安全可靠，抗震效果明显等 优点。
由于采用了上述方案，本发明具有以下特点本发明隔震结构抗震效果明显，能有效减 小上部主体结构的地震响应，减少上部结构造价，其推广应用可带来显著的经济效益和社会 效益，将有力地保护房屋使用人的生命和财产安全。
图1为本发明隔震结构示例的主视图。
图2为悬挂装置的详图。
附图中标号说明
l一上部结构；ll一柱或墙；2—支撑结构；21—悬臂梁；3—钢拉杆或拉索； 4一柱墙底托盘；5—半圆铰及竖向耗能装置；6—抗风和阻尼耗能装置；
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一歩的说明。
请参阅图l、 2所示，本发明的一种整体悬挂隔震建筑结构，包括上部结构l、支撑结构 2和隔震层，所述支撑结构2 —般为建筑底层结构或地下室结构，上部结构l通过吊具吊在 支撑结构2上，此时的支撑结构2起到支撑的作用支撑整个上部结构1。所述隔震层包括悬 挂装置、抗风和阻尼耗能装置6，抗风和阻尼耗能装置6安装于支撑结构2上靠近上部建筑 结构的柱或墙ll。悬挂装置由吊杆或拉索3、吊点铰5(即为半圆铰及竖向耗能装置)及柱墙 底托盘4组成。柱墙底托盘4支撑柱或墙11，其一端与抗风和阻尼耗能装置6相连，吊杆或 拉索3将支撑结构的悬臂梁21与柱墙底托盘4连接起來，连接点处采用吊点铰5固定。抗风 和阻尼耗能装置在风荷载或小震作用下，能保持结构无整体相对位移，在大震作用下，阻尼 耗能装置起到耗散地震能量的作用。
本发明一种整体悬挂隔震建筑结构的实施方法为先进行支撑结构的施工， 一般为房屋 的基础结构地下室或底层，待混凝土达到一定强度后安装悬挂装置，再进行上部结构的施工， 同时进行隔震层抗风和阻尼耗能装置的安装。以上过程均建立在隔震结构抗震分析基础上， 所有抗震构造措施均需详细设计。
本发明的整体悬挂隔震建筑结构与以上两种悬挂结构体系有不同的特点，(1)整体结构 被悬挂，支撑结构可被视为刚性体，支撑结构的抗震可靠度更高；(2)与现有技术中两种悬 挂结构体系相比，本发明结构体系的力学原理整体上更接近单摆，而非主、子结构振动结构 系统。
本发明的整体悬挂隔震建筑结构与橡胶支座隔震技术相比，更有可比性，满足结构抗震 设计对隔震层的要求(1)整体悬挂结构的一阶固有周期很长，远长于一般场地的地震波卓 越周期；(2)整体悬挂结构具有自动的水平恢复力；(3)其它抗震设计规范对隔震层要求在 整体悬挂隔震层内同样可以得到满足。
保证结构抗震安全的其它技术均可以解决，如金属材料及其防腐措施，悬挂装置应力检 测技术，构件偶尔失效的结构安全保护机制等。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉 本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应 用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技 术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种整体悬挂隔震建筑结构，其包括上部结构、支撑结构及隔震层，其特征在于支撑结构通过吊具支撑整个上部结构，隔震层处于支撑结构内部进行隔震。
2、 如权利要求l所述的整体悬挂隔震建筑结构，其特征在于该支撑结构为建筑底层结 果或地下室结构，上部结构为上部建筑楼层结构。
3、 如权利要求l所述的整体悬挂隔震建筑结构，其特征在于该隔震层包括悬挂装置、 抗风和阻尼耗能装置，抗风和阻尼耗能装置安装于支撑结构上靠近上部结构的柱或墙，悬挂 装置连接支撑结构的悬臂梁及抗风和阻尼耗能装置。
4、 如权利要求3所述的整体悬挂隔震建筑结构，其特征在于该悬挂装置包括吊杆或拉 索、吊点铰及柱墙底托盘，柱墙底托盘支撑上部结构的柱或墙，其一端与抗风和阻尼耗能装 置相连；吊杆或拉索连接柱墙底托盘和悬臂梁，并通过吊点铰连接固定。
5、 如权利要求4所述的整体悬挂隔震建筑结构，其特征在于该吊点铰连接固定于吊杆 或拉索的一端或者两端。
6、 如权利要求3所述的整体悬挂隔震建筑结构，其特征在于该抗风和阻尼耗能装置在 隔震层内双向布置。
全文摘要
本发明一种整体悬挂隔震建筑结构，包括上部结构、支撑结构和隔震层，所述支撑结构一般为建筑底层结构或地下室结构，通过吊具支撑整个上部结构。所述隔震层包括悬挂装置，抗风和阻尼耗能装置。悬挂装置由吊杆或拉索、吊点铰及柱墙底托盘组成。抗风和阻尼耗能装置在风荷载或小震作用下，能保持结构无整体相对位移，在大震作用下，阻尼耗能装置起到耗散地震能量的作用。本发明结构的抗震机理明确，悬挂装置加工简便，维护检测方便，具有结构安全可靠，抗震效果明显等优点。
文档编号E04B1/98GK101538951SQ200910049480
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月17日 优先权日2009年4月17日
发明者吕西林, 亮 鲁 申请人:同济大学