一种分散式消能减震等效伸臂空间支撑的制作方法

1.本实用新型涉及高层建筑抗侧力体系技术领域，具体涉及一种分散式消能减震等效伸臂空间支撑。


背景技术：

2.随着社会生产力的发展和工程技术的日益完善，人们对于高层建筑的高度提出了更高的要求，结构形式也日趋多样化。与中低层建筑相比，高层建筑不仅要承受竖向荷载，还应考虑风荷载及地震作用下的侧向荷载，且其倾覆力矩与建筑物高度的立方成正比，因此抗侧力体系成为结构设计中的核心问题。
3.框架-核心筒结构是由核心筒与外围的稀柱框架组成的筒体结构，具有良好的受力性能及内部空间灵活性；现已成为高层建筑主流结构形式；但随着研究的深入，发现外框架(外围的稀柱框架)与核心筒之间仅靠梁进行连接时，很难抵抗结构在外荷载下的侧移。
4.传统的伸臂框架核心筒结构体系是上述结构体系的升级，通过斜撑(也称为伸臂或伸臂斜撑)将外框架和核心筒连接在一起，利用伸臂较强的抗弯刚度，能够较好的协调外框架与核心筒之间的受力和变形，因此成为有效的抗侧力体系。但该体系存在以下不足：1、斜撑较大，影响建筑布置，尤其对于巨型斜撑来说更是占用了较大的使用空间，安装、拆卸均不方便；2、地基沉降和混凝土徐变会引起核心筒和外框柱竖向变形差，导致斜撑及其相关构件产生较大变形内力，影响结构安全冗余度；3、在极端大震情况下，伸臂桁架附近存在刚度突变，刚性伸臂的存在导致了较为严重的局部构件损伤。


技术实现要素：

5.为此，本实用新型提供一种分散式消能减震等效伸臂空间支撑，以解决上述的一个或多个技术问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种分散式消能减震等效伸臂空间支撑，包括核心筒、位于核心筒外的外框柱、以及设置于核心筒和外框柱之间的多根框架梁，框架梁横向设置，多根框架梁在高度方向间隔分布，相邻的框架梁之间的层空间中设置有剪切阻尼器，在高度上连续的多个剪切阻尼器位于一条斜线上形成等效伸臂，该斜线的两端延长后可与核心筒和外框柱相交。
8.进一步地，剪切阻尼器为墙式阻尼器或斜杆式剪切阻尼器。
9.进一步地，所述墙式阻尼器包括两个墙墩和一个阻尼器，两个墙墩一上一下间隔分布，上方的墙墩顶端与上方的框架梁下侧相固定，下方的墙墩底端与下方的框架梁上侧相固定，阻尼器固定于两个墙墩之间。
10.进一步地，多根框架梁在高度方向等间距分布。
11.本实用新型具有如下优点：
12.将现有的斜撑伸臂改为等效伸臂，虽然等效伸臂的整体尺寸依旧很大，但由于等效伸臂是由位于同一斜线上的多个剪切阻尼器构成的，而剪切阻尼器尺寸远小于斜撑伸
臂，因此在安装、拆卸相应的剪切阻尼器时就极为方便；剪切阻尼器的安装位置也较为灵活(保证在一条斜线上就行)，而且位于框架梁的上下方位，不会占用较大的使用空间(甚至可以说占用的空间是废弃空间)；由于等效伸臂是多个剪切阻尼器模拟形成的，因此在地基沉降和混凝土徐变引起核心筒和外框柱竖向变形差时，等效伸臂不会产生大的变形内力，当测量到竖向变形差超出一定范围值时，可以对等效伸臂进行调整(调整个别或多个剪切阻尼器的位置、高度等，使它们重新位于同一斜线)，这是现有的斜撑伸臂所不能或非常难实现的；在极端大震的情况下，由于等效伸臂并非是斜撑伸臂那种的刚性一体结构，因此也就避免了刚性突变导致的局部构件损伤问题。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
14.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
15.图1为本实用新型实施例提供的一种分散式消能减震等效伸臂空间支撑的立体结构图；
16.图2为本实用新型实施例提供的分散式消能减震等效伸臂空间支撑的侧视图；
17.图3为本实用新型实施例提供的分散式消能减震等效伸臂空间支撑的墙式阻尼器的正视图；
18.图4为本实用新型实施例提供的分散式消能减震等效伸臂空间支撑的墙式阻尼器的侧视图；
19.图5为本实用新型实施例提供的分散式消能减震等效伸臂空间支撑的等效伸臂的示意图。
20.图中：1-核心筒，2-外框柱，3-框架梁，4-剪切阻尼器，5-墙墩，6-阻尼器。
具体实施方式
21.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
23.本实施例提供了一种分散式消能减震等效伸臂空间支撑，该形式具有拆卸方便、布置灵活、刚度可调(通过调节墙墩5的长度和厚度来改变等效伸臂空间支撑的刚度)、可提供附加阻尼(通过调节阻尼器6相关参数来改变该体系提供的附加阻尼)等优点。
24.如图1和2所示，分散式消能减震等效伸臂空间支撑，包括核心筒1、多根外框柱2、多根框架梁3和多个剪切阻尼器4。框架柱竖向设置，且沿核心筒1的外周均匀分布，两者之间具有一定间距以安装框架梁3。框架梁3横向设置，两端分别与核心筒1和外框柱2连接，多根框架梁3在高度方向等间隔分布，相邻的框架梁3之间的层空间(框架梁3之间设有间距而形成)中均设置有剪切阻尼器4，在高度上连续的多个剪切阻尼器4位于一条斜线上形成等效伸臂，该斜线的两端延长后可与核心筒1和外框柱2相交。剪切阻尼器4与框架梁3之间的连接应满足节点承载力要求，等效伸臂存在的框架梁3需加强。
25.如图5所示，图5中的两个矩形虚线框表示两条等效伸臂，图5中有10根框架梁3，因此有9个层空间(从下向上依次编号第一层、第二层、
……
、第八层、第九层)，依图示方向，第一层右侧设置一个剪切阻尼器4，第三层中间设置一个剪切阻尼器4，第五层左侧设置一个剪切阻尼器4，第二层的剪切阻尼器4在水平方向上位于第一层和第三层的剪切阻尼器4之间，而第四层的的剪切阻尼器4在水平方向上位于第三层和第五层的剪切阻尼器4之间；第七层中间设置一个剪切阻尼器4，第九层右侧设置一个剪切阻尼器4，第六层的剪切阻尼器4在水平方向上位于第五层和第七层的剪切阻尼器4之间，而第八层的的剪切阻尼器4在水平方向上位于第七层和第九层的剪切阻尼器4之间；一至五层的剪切阻尼器4形成一个等效伸臂，其为从外框柱2斜向上延伸到核心筒1的；五至九层剪切阻尼器4形成一个等效伸臂，其为从核心筒1斜向上延伸到外框柱2的。虽然图5给出了不同楼层间剪切阻尼器4组成的等效伸臂形式，但不限制这一种，可根据不用建筑或结构需求进行方向或者角度的调整。
26.剪切阻尼器4为墙式阻尼器或斜杆式剪切阻尼器，本实施例中采用但不限于墙式阻尼器，也可用斜杆式剪切阻尼器替换。如图3和4所示，墙式阻尼器包括两个墙墩5和一个阻尼器6。两个墙墩5一上一下间隔分布，上方的墙墩5顶端与上方的框架梁3下侧相固定，下方的墙墩5底端与下方的框架梁3上侧相固定；一般的，墙墩5为扁块状，其厚度方向与框架梁3的长度方向平行。墙墩5与阻尼器6之间的连接应满足节点承载力要求。
27.本实施例提供的分散式消能减震等效伸臂空间支撑具有如下的优点：1、可解决传统伸臂支撑由于核心筒和外框柱之间的沉降差引起的斜撑变形而产生的内力问题；2、布置形式更加灵活，可根据建筑条件实时更新剪切阻尼器4位置；3、阻尼器6提供的附加阻尼可有效耗散风荷载和地震作用下产生的能量；4、可根据结构计算需求，通过改变墙墩5的长度和厚度改变等效伸臂的刚度；5、拆卸更加方便，某一层的剪切阻尼器4出现问题时，对其它楼层的剪切阻尼器4不产生影响。
28.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。