消能减震巨型桁架悬挂钢框架系统的制作方法

本实用新型属于土木结构工程领域，特别涉及一种消能减震巨型桁架悬挂钢框架系统。

背景技术：

由于城市人口的快速增长、土地资源的日益紧缺和现代建筑思潮的倡导，高层建筑的设计和建造技术取得了迅猛发展。在高层建筑发展的过程中，悬挂结构作为一种合理的建筑体系，因其具有独特的建筑造型、优良的结构性能、能够满足多变的建筑功能要求得到了发展，产生了良好的社会和经济价值。

普通悬挂结构的主要抗侧力构件是其刚性承重骨架；结构的悬挂楼板仅作为竖向荷重由主结构承担，不提供任何抗侧力作用。在风荷载或地震荷载作用下，悬挂楼板产生层间位移，由于悬挂楼板与主结构之间的弱连接，悬挂楼板与主结构之间会产生较明显的变形差，两者的连接部位处可能会产生碰撞或塑性破坏，影响结构的安全性和适用性。

近年来结构减震控制技术快速发展，在结构的某个部位加设某种附加装置以调整结构的动力特性或动力作用，使结构在地震作用下的动力响应(如位移、速度和加速度)控制在合理的范围内。消能减震技术主要是通过在结构的某些部位增设消能器或消能部件，为结构提供一定的附加刚度或附加阻尼，在风荷载或地震作用下主要通过消能部件来耗散输入结构的能量，以减轻结构的动力反应，从而更好地保护主体结构的安全，提高了整体结构的安全性和适用性。

综上，提供一种新型消能减震巨型桁架悬挂钢框架系统，其既能提高结构整体抗侧刚度，减少结构的水平侧移，缓和悬挂楼板与主结构的变形差；又能通过消能减震带耗散输入结构的能量，使整体结构达到预定的抗震性能目标，实现设防烈度及以上地震作用下消能减震、“延性屈服”的机制，保护主体结构构件，具有重要的现实意义和工程实践价值。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以有效地提高结构的抗侧刚度，实现结构的抗风和抗震性能目标的消能减震巨型桁架悬挂钢框架系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种消能减震巨型桁架悬挂钢框架系统，包括设置于建筑顶部的巨型桁架(1)、设置于建筑内部的剪力墙(2)和悬挂楼板(3)，还包括钢吊杆(4)和消能减震带(5)，所述钢吊杆(4)连接在所述悬挂楼板(3)和所述巨型桁架(1)之间以及连接在相邻的两个所述悬挂楼板(3)之间，以及所述消能减震带(5)设置在所述悬挂楼板(3)和所述剪力墙(2)之间。

较佳地，所述巨型桁架(1)包括上弦杆(6)、下弦杆(7)、竖腹杆(8)和斜腹杆(9)，所述竖腹杆(8)设置于所述上弦杆(6)和下弦杆(7)之间，以及所述斜腹杆(9)设置于所述竖腹杆(8)和剪力墙(2)之间以及相邻的竖腹杆(8)之间。

较佳地，所述竖腹杆(8)垂直于所述下弦杆(7)设置。

较佳地，所述悬挂楼板(3)、上弦杆(6)、下弦杆(7)、竖腹杆(8)和斜腹杆(9)采用普通钢结构杆件。

较佳地，所述钢吊杆(4)的两端在建筑顶层分别连接所述下弦杆(7)和所述悬挂楼板(3)，以及所述钢吊杆(4)的两端在建筑其他楼层分别连接相邻的悬挂楼板(3)。

较佳地，所述钢吊杆(4)两端均为铰接，其承受轴向拉力作用。

较佳地，所述钢吊杆(4)采用高强度钢加工制成。

较佳地，所述消能减震带(5)包括粘滞阻尼器(10)和屈曲约束耗能支撑件(11)，所述滞阻尼器(10)斜向设置，所述屈曲约束耗能支撑件(11)横向设置。

较佳地，所述粘滞阻尼器(10)两端分别连接悬挂楼板(3)和其上层或其下层的剪力墙(1)，且所述粘滞阻尼器(10)的两端均为铰接，仅承受轴向拉压力作用。

较佳地，所述屈曲约束耗能支撑件(11)的两端分别连接所述悬挂楼板(3)和同层的剪力墙(1)，且所述屈曲约束耗能支撑件(11)的两端均为铰接，仅承受轴向拉压力作用。

较佳地，所述消能减震带(5)设置于所述建筑的部分楼层。

较佳地，所述消能减震带(5)设置于所述建筑的全部楼层。

较佳地，所述钢吊杆(4)通过端板和锚栓连接于所述下弦杆(7)。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在风荷载及众值烈度地震作用下，结构主要耗能构件主要为粘滞阻尼器；在设防烈度及以上地震作用下，结构主要耗能构件为屈曲约束耗能支撑；能有效地提高结构的整体抗侧刚度，减少结构的水平侧移，实现结构的抗风和抗震性能目标，同时又可以根据结构的实际需求较为灵活地调整消能减震带的刚度、阻尼和设置部位及数量，防止结构在地震作用下悬挂楼板与主结构产生过大的变形差，而导致碰撞或塑性损伤，使整体结构达到预定的抗震性能目标，实现设防烈度及以上地震作用下消能减震、“延性屈服”的机制，保护主体结构构件。

附图说明

图1是本实用新型消能减震巨型桁架悬挂钢框架结构立面示意图；

图2是本实用新型巨型桁架示意图；以及

图3是本实用新型消能减震带示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。

本实用新型的目的是为了提高结构的整体抗侧刚度，实现结构的抗风和抗震性能目标。因此，本实用新型的消能减震巨型桁架悬挂钢框架系统通常包括设置于建筑顶部的巨型桁架1、设置于建筑内部的剪力墙2、悬挂楼板3、钢吊杆4和消能减震带5，钢吊杆4连接在所述悬挂楼板3和所述巨型桁架1之间以及连接在相邻的两个悬挂楼板3之间，以及消能减震带5设置在悬挂楼板3和剪力墙2之间。

下面结合图1-3对本实用新型的实施例进行详细描述。

图1是本实用新型消能减震巨型桁架悬挂钢框架结构立面示意图。如图1所示，消能减震巨型桁架悬挂钢框架系统包括设置于建筑顶部的巨型桁架1、设置于建筑内部的剪力墙2和悬挂楼板3，悬挂楼板3与巨型桁架1以及相邻的悬挂楼板3之间连接钢吊杆4，悬挂楼板3与剪力墙2之间设置消能减震带5。

巨型桁架1和剪力墙2构成了结构的刚性承重骨架，承受了结构全部的竖向荷载和水平荷载。巨型桁架1固接在剪力墙2的顶部，剪力墙2的底部通过结构基础嵌固在土层当中。所有的悬挂楼板3仅作为竖向荷重，通过钢吊杆4作用到巨型桁架1，最终传递到剪力墙2。在建筑顶层钢吊杆4的两端分别连接巨型桁架1和悬挂楼板3，在建筑其他楼层钢吊杆4的两端分别连接相邻的悬挂楼板3。

如图2所示，巨型桁架1包括上弦杆6和下弦杆7，上弦杆6、下弦杆7及剪力墙2之间设置竖腹杆8和斜腹杆9。钢吊杆4通过端板和锚栓连接于下弦杆7，由此将悬挂楼板3的竖向荷重以及结构震动时产生的水平荷载传递给巨型桁架1。悬挂楼板3、上弦杆6、下弦杆7、竖腹杆8和斜腹杆9采用普通钢结构杆件。钢吊杆4两端均为铰接，仅承受轴向拉力作用，并采用高强度钢加工制成。

如图3所示，消能减震带5在其斜向设置粘滞阻尼器10，在其横向设置屈曲约束耗能支撑件11。粘滞阻尼器10两端分别连接悬挂楼板3和其上层或其下层的剪力墙1，且两端均为铰接，仅承受轴向拉压力作用。屈曲约束耗能支撑件11两端分别连接悬挂楼板3和同层的剪力墙1，且两端均为铰接，仅承受轴向拉压力作用。

在风荷载作用及众值烈度地震作用下，整体结构的内力和层间变形相对较小，构件速度响应比位移响应明显，屈曲约束耗能支撑件11保持弹性状态，不屈服不耗能；而粘滞阻尼器10为速度型耗能器，速度越大耗能越多，所以相对而言，粘滞阻尼器10耗能明显，结构主要耗能构件为粘滞阻尼器10。消能减震带5内的粘滞阻尼器10单斜向布置，在保证刚度要求的同时，在风荷载作用及众值烈度地震作用下能相对较多地消耗能量，同时构造上易于实现。

在设防烈度及以上地震作用下，整体结构的内力和层间变形均较大，构件位移响应比速度响应明显，而屈曲约束耗能支撑件11为位移型耗能器，位移越大耗能越多，因为产生较大的压缩拉伸变形，进入塑性屈服状态，消耗大量地震能量，所以在设防烈度及以上地震作用下，结构主要耗能构件为屈曲约束耗能支撑。消能减震带5内的屈曲约束耗能支撑件11横向布置，在保证刚度要求的同时，在设防烈度及以上地震作用下能相对较多地消耗能量，同时构造上易于实现。

消能减震带5并非每层设置，根据结构的实际工程需求进行计算确定，可较为灵活地调整消能减震带5的刚度、阻尼和设置部位及数量，保护主体结构构件，实现结构的抗风和抗震性能目标。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在风荷载及众值烈度地震作用下，结构主要耗能构件主要为粘滞阻尼器；在设防烈度及以上地震作用下，结构主要耗能构件为屈曲约束耗能支撑；能有效地提高结构的整体抗侧刚度，减少结构的水平侧移，实现结构的抗风和抗震性能目标，同时又可以根据结构的实际需求较为灵活地调整消能减震带的刚度、阻尼和设置部位及数量，防止结构在地震作用下悬挂楼板与主结构产生过大的变形差，而导致碰撞或塑性损伤，使整体结构达到预定的抗震性能目标，实现设防烈度及以上地震作用下消能减震、“延性屈服”的机制，保护主体结构构件。

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使用本实用新型。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，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。